光致发光英文解释翻译、光致发光的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 photoluminescence
分词翻译:
光的英语翻译:
light; ray; honour; merely; naked; scenery; smooth
【化】 light
【医】 light; phot-; photo-
致的英语翻译:
deliver; devote; extend; cause; delicate; fine; incur; send
发光的英语翻译:
irradiate; radiate; shine; be luminous; blaze; gloss
【计】 luminesce
【化】 luminescence
【医】 luminescence; photogenesis
专业解析
光致发光(Photoluminescence),简称PL,是指物质吸收光子(光能量)后,处于激发态的电子在返回基态时以光的形式释放出能量的现象。该术语由“光致”(由光激发)和“发光”(发射光)两部分构成,直观描述了光激发导致发光的物理过程。
核心定义与机制:
- 光吸收与激发:当特定波长的光照射到材料上时,材料中的电子吸收光子能量,从低能级(如基态)跃迁到高能级(激发态)。这个过程是光致发光的前提。
- 能量弛豫:处于激发态的电子通常是不稳定的,会通过非辐射跃迁(如发热)损失部分能量,弛豫到激发态的最低振动能级。
- 光子发射:电子从激发态的最低振动能级跃迁回基态时,其多余的能量以光子的形式释放出来,产生发光现象。发射光的波长(颜色)通常比激发光的波长长(能量低),这种现象称为斯托克斯位移(Stokes shift)。
关键特征:
- 激发源:必须由光(电磁辐射)激发。
- 弛豫过程:激发态电子经历能量弛豫后才发射光子。
- 斯托克斯位移:发射光波长通常大于激发光波长。
主要类型:
根据激发态电子自旋状态和发光寿命的不同,光致发光主要分为:
- 荧光(Fluorescence):
- 激发态为单重态(Singlet state),电子自旋与基态配对。
- 发光过程是自旋允许的跃迁,因此发光寿命很短,通常在纳秒(ns)量级(10⁻⁹秒)。
- 停止激发后,发光立即消失。
- 磷光(Phosphorescence):
- 激发态为三重态(Triplet state),电子自旋与基态不配对。
- 发光过程是自旋禁戒的跃迁,因此发光寿命较长,从微秒(μs)到秒(s)甚至小时量级都有可能。
- 停止激发后,发光可能持续一段时间。
应用领域:
光致发光现象在众多科学与技术领域有广泛应用:
- 材料科学:表征半导体材料(如量子点、LED材料)的光学性质、能带结构、缺陷态等。
- 显示技术:是荧光灯、LED(发光二极管)、OLED(有机发光二极管)等照明和显示技术的物理基础。
- 生物与医学:用于生物成像、荧光标记、疾病诊断(如免疫荧光检测)等。
- 防伪与传感:应用于防伪标签、光学传感器等。
- 光伏器件:研究太阳能电池材料的光吸收和能量损失机制。
权威参考来源:
- 美国国家标准与技术研究院(NIST):提供光子学、发光现象的基础定义和标准术语(术语定义参考来源)。
- 国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC):对光化学术语(包括荧光、磷光)有权威定义和区分(发光类型区分参考来源)。
- 材料研究学会(MRS)出版物:详细阐述光致发光在先进材料表征和分析中的应用(应用领域参考来源)。
光致发光是物质吸收光能后被激发,随后通过发射光的形式释放能量的物理过程。其核心在于光激发导致发光,主要类型包括短寿命的荧光和长寿命的磷光。该现象是理解材料光学性质的关键,并在照明、显示、生物医学、传感等领域有重要应用。
网络扩展解释
光致发光(Photoluminescence,简称PL)是指物质吸收外界光源的能量后,通过电子能级跃迁重新辐射光子的现象。以下是其核心要点:
-
基本原理
物质吸收光子后,电子从基态跃迁到激发态,随后通过非辐射或辐射方式返回基态。辐射跃迁时,能量以光子形式释放,产生发光现象。这一过程涉及吸收、能量传递和光发射三个阶段。
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分类
- 荧光:激发停止后立即停止发光(如有机染料分子)。
- 磷光:激发停止后仍持续发光(如某些磷光材料)。
两者的区别在于激发态寿命不同,磷光涉及自旋禁阻跃迁,延迟更长。
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关键特性
- 属于冷发光,无需显著热效应。
- 激发光源可为紫外、可见光或红外。
- 发射光波长通常长于激发光(斯托克斯位移)。
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应用领域
- 半导体材料分析:通过PL光谱检测能带结构及缺陷。
- LED技术:荧光粉被蓝光激发产生白光(如LED照明)。
- 生物标记:荧光材料用于细胞成像。
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数学描述
光致发光效率((eta))可表示为:
$$eta = frac{text{发射光子数}}{text{吸收光子数}}$$
该参数反映材料的发光性能。
光致发光是光与物质相互作用的重要现象,其研究对材料科学、光电子器件及生物技术等领域具有关键意义。如需更深入的技术细节,可参考权威文献或专业测试方法。
分类
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