TIỂU LUẬN MÔN QUANG PHỔ ỨNG DỤNG - ĐỀ TÀI QUANG PHÁT QUANG(PHOTOLUMINESCENCE )

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊNKHOA VẬT LÝ BỘ MÔN VẬT LÝ ỨNG DỤNG QUANG PHÁT QUANG PHOTOLUMINESCENCE GVHD : TS Lê Vũ Tuấn Hùng HVTH : Phạm Văn Thịnh Võ Văn Thọ Nguyễn Đỗ Minh Quân M

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

KHOA VẬT LÝ

BỘ MÔN VẬT LÝ ỨNG DỤNG

QUANG PHÁT QUANG

(PHOTOLUMINESCENCE

)GVHD : TS Lê Vũ Tuấn Hùng

HVTH : Phạm Văn Thịnh

Võ Văn Thọ Nguyễn Đỗ Minh Quân

MÔN : QUANG PHỔ ỨNG DỤNG

Nội dung :

I Gi i thi u s l c v Quang phát quang, ớ ệ ơ ượ ề

c ch và nguyên lý ho t đ ng ơ ế ạ ộ

1. S phát quang ự

2. Quang phát quang (Photoluminescence)

3. Nguyên t c quang phát quang ắ

4. S kích thích ự quang phát quang

5. Ph Quang phát quang ổ

1 Sự phát quang :

 Là s phát sáng khi v t nh n kích thích ự ậ ậ

b ng ánh sáng nhìn th y, tia t ngo i, ằ ấ ử ạ

h ng ngo i, chùm đi n t , khi th c hi n ồ ạ ệ ử ự ệ

ph n ng hóa h c hay d i tác d ng c a ả ứ ọ ướ ụ ủ

đi n tr ng … ệ ườ

 Th i gian phát quang b ng chu kì dao ờ ằ

đ ng c a ánh áng (10 ộ ủ -13 10-15s) S phát ự quang g n nh d ng h n khi ng ng ầ ư ừ ẳ ư kích thích.

Luminescence (Sự phát quang)

Fluorescence

(Huỳnh quang)

Phosphorescence (Lân quang )

Electroluminescence

(Điện quang)

Photoluminescence (Quang phát quang)

Cathodeluminescence

2 Quang phát quang (Photoluminescence) :

(Vi t t t : PL) là s ế ắ ự

phát quang c a v t khi ủ ậ

v t nh n nh ng kích ậ ậ ữ

thích quang (ví d ụ

chi u ánh sáng nhìn ế

th y, tia t ngo i, ấ ử ạ

h ng ngo i, laser …) ồ ạ

3 Nguyên tắc quang phát quang :

Chi u chùm sáng (Ví d : laser) vào m u ế ụ ẫ

 x y ra hi n t ng phát quang ả ệ ượ

Dùng th u kính h i t đ h i t chùm phát ấ ộ ụ ể ộ ụ quang.

Chùm phát quang h i t cho đi qua m t ộ ụ ộ quang ph k ổ ế

Cu i cùng s d ng máy đ m tín hi u ố ử ụ ế ệ quang đ phân tích ể

Cơ chế phát photon

Hấp thụ Bức xạ

W k

W i

Trạng thái quang phát quang

Năng lượng kích thích Cường độ kích thích.

4 Sự kích thích quang phát quang :

1 Năng lượng kích thích :

- Độ xuyên sâu của ánh sáng kích thích:

nhỏ

Độ hấp thụ của mẫu càng giảm

Xác xuất tái hợp giảm.

Năng lượng lớn

λ phù hợp Xác xuất tái hợp lớn

Độ dịch chuyển Stoke :

Cường độ kích thích :

Cường độ ánh sáng tới ảnh hưởng Mật độ e/h được quang kích thích

- Mật độ trạng thái bề mặt :

Khi nồng độ hạt tải thấp :

Phép đo bị chi phối bởi sai hỏng và tạp chất

Tái hợp Schocley-Read-Hall

Tốc độ tái hợp ~ n Tốc độ bức xạ ~ n2

Khi mật độ hạt tải cao:

Xảy ra thêm hiện tượng tái hợp Auger

Tốc độ tái hợp n3 (~Cn3)

- Vận tốc tái hợp ở mặt phân cách : S

+ S Bề dày của lớp quang hoạt.

Mật độ hạt tải

∉

+ S ∈ Trạng thái tự nhiên của mẫu

Nếu có 2 mặt phân cách tham gia vào quá trình PL S = S1 + S2

~

Công suất kích thích :

Khi kích thích vào m u s phát ra ho c là ẫ ẽ ặ ánh sáng (photon) ho c là d i d ng nhi t ặ ướ ạ ệ (phonon) Vì v y khi t ng l ng phát ậ ă ượ quang thì l ng nhi t s gi m ượ ệ ẽ ả

C ng đ c a ánh sáng phát ra và s thay ườ ộ ủ ự

đ i nhi t đ là hàm c a ánh sáng kích thích ổ ệ ộ ủ

5 Phổ quang phát quang :

Một mẫu hấp thụ hay bức xạ photon s cho ta ẽ

bi t những thông tin v nh ng trạng thái điện ế ề ữ tử khác nhau tương ứng với mức năng lượng khác nhau c a vật liệu nghiên cứu ủ

Ph hấp thụ PL : ổ là phương pháp tốt để thăm dò cấu trúc vùng n ng l ng của v t li u ă ượ ậ ệ

Ph phát xạ PL ổ : có hiệu quả đặc biệt trong phân tích các mặt phân cách (nơi t p trung các ậ trạng thái sai hỏngvà tạp chất).

CẢM ƠN THẦY VÀ

CÁC BẠN!!