Fluorescence and phosphorescence ar

Fluorescence and phosphorescence are the two most common luminescence processes. A less common emission process is delayed fluorescence (DF). With some chemical systems, the molecule in the triplet state T1 reverts back to the excited singlet state manifold. Because T1 is always of lower energy than S1 , this transition requires some additional activation energy. Delayed fluorescence may occur from the S1 state, exhibiting a spectrum identical to conventional fluorescence (often called “prompt fluorescence”) but having a longer lifetime due to the additional stay in the triplet state. Two types of DF processes can be differentiated: (1) an eosin-type (E-type) DF produced by repopulation of S1 from the triplet state by thermal activation, and (2) a pyrene-type (P-type) DF produced when pairs of triplet state molecules interact, providing an activation energy greater than or equal to the S1 energy. At room temperature, E-type DF can be an important mechanism and has been observed for many organic compounds adsorbed on solid substrates.

28.3 Characterization of Luminescence
Several physical observables may be used to characterize fluorescence and phosphorescence. These include the following:
1. Emission, excitation, and synchronous spectra
2. Quantum yields
3. Lifetimes
4. Polarization

28.3.1 Emission, Excitation, and Synchronous Spectra
It is first important to determine the positions and nature of the energy levels of the electronic states involved in the luminescence excitation and emission processes because these energy levels are characteristic properties of the compounds of interest. In general, the simplest method of studying the energy levels of the excited state is absorption spectroscopy. An alternative method for investigating the absorption process for luminescent compounds is excitation spectroscopy.
The general relationship between the absorption and emission spectra and the vibrational levels of the electronic states is illustrated in Figure 28.3. Because a fluorescence emission spectrum is due to radiative decay from Si to different levels of S0, the emission spectrum exhibits the vibrational frequencies that correspond to the vibrations of the molecule in its ground state, whereas the absorption spectrum exhibits frequencies of the excited state. The intensities of the vibrational bands are determined in quantum theory by the magnitude of the wave-function overlap (Franck–Condon coefficients) for the
various vibrational levels in the ground and excited states (Figures 28.3B and 28.3C). The overlap coefficients are the Franck–Condon factors.
Figure 28.3A shows the potential energy curves of the excited and ground states and the transitions corresponding to an excitation (or absorption) and emission process. Figures 28.3B and 28.3C show two typical cases of electronic states with their potential minima at different relative positions on the inter- nuclear distance coordinate R. In Figure 28.3B, the strongest transition is the 0–0 transition, at which the overlap is the largest. In Figure 28.3C, the most probable transition is the 0–4 transition involving the vibrational level  = 4 of the ground state and the vibrational level  = 0 of the excited state. The envelopes of the vibrational progressions illustrated in Figures 28.3B and 28.3C depend on the relative displacement R between the potential minima of the excited and ground states; for the simple case in which the ground vibrational level is thermally populated, the shape of the envelopes is determined by the Pekarian formula. For R = 0, there is no vibrational progression; for large R, the Pekarian distri- bution becomes a Gaussian distribution. Examination of the vibronic structure of the fluorescence, or phosphorescence, spectrum can therefore yield important information about the potential curves of the singlet and ground states or triplet and ground states, respectively.
With conventional emission (excitation) spectra, the excitation (emission) wavelength is fixed while the emission wavelength is scanned over the spectral region of interest. With synchronous spectra, excitation and emission wavelengths are scanned synchronously while maintaining a constant wavelength interval between them.3,4

Kết quả (Việt) 1:

Huỳnh quang và lân quang có hai quá trình đây phổ biến nhất. Một quá trình phát thải ít phổ biến hơn là bị trì hoãn fluorescence (DF). Với một số hệ thống hóa học, các phân tử nước triplet T1 reverts quay lại vui mừng singlet bang manifold. Vì T1 luôn có năng lượng thấp hơn S1, chuyển đổi này đòi hỏi một số năng lượng kích hoạt bổ sung. fluorescence chậm trễ có thể xảy ra từ các tiểu bang S1, trưng bày một phổ giống thông thường fluorescence (thường được gọi là "nhanh chóng fluorescence") nhưng có một tuổi thọ lâu hơn vì ở lại thêm ba bang. Hai loại DF quy trình có thể được phân biệt: (1) một DF eosin-type (kiểu E) do Iran S1 từ bộ ba tiểu bang sản xuất bởi nhiệt kích hoạt, và (2) pyrene-type (kiểu P) DF tạo ra khi các cặp của các phân tử nước triplet tương tác, cung cấp một năng lượng kích hoạt lớn hơn hoặc bằng với năng lượng S1. Ở nhiệt độ phòng, kiểu E DF có thể là một cơ chế quan trọng và đã được quan sát cho nhiều hợp chất hữu cơ adsorbed trên các chất nền vững chắc. 28.3 đặc tính của đâyMột số vật lý thảo có thể được sử dụng để mô tả fluorescence và lân quang. Bao gồm những điều sau đây:1. khí thải, kích thích và phổ đồng bộ2. lượng tử năng suất vụ mùa3. kiếp sống4. sự phân cực28.3.1 phát thải, kích thích và phổ đồng bộNó là quan trọng để xác định vị trí và tính chất của các mức năng lượng của điện tử kỳ liên quan đến sự kích thích đây chính và khí thải xử lý vì các mức năng lượng là các tính chất đặc trưng của các hợp chất quan tâm. Nói chung, các phương pháp đơn giản nhất của việc học tập các mức năng lượng của trạng thái vui mừng là quang phổ hấp thụ. Một phương pháp thay thế cho điều tra quá trình hấp thụ các hợp chất huỳnh quang là kích thích phổ học.Các mối quan hệ nói chung giữa sự hấp thu và phát xạ phổ và mức độ rung động kỳ điện tử được minh họa trong hình 28.3. Bởi vì một quang phổ phát xạ fluorescence là do bức xạ phân rã từ Si đến các cấp độ khác nhau của S0, quang phổ phát xạ trưng bày các tần số rung động tương ứng với các rung động của các phân tử trong tình trạng mặt đất, trong khi quang phổ hấp thụ cuộc triển lãm các tần số của tiểu bang vui mừng. Cường độ của các ban nhạc vibrational được xác định trong lý thuyết lượng tử bằng độ lớn của sự chồng chéo hàm sóng (Franck-Condon coefficients) cho cácmức độ rung động khác nhau ở mặt đất và vui mừng kỳ (nhân vật 28.3B và 28.3 C). Coefficients chồng chéo lên nhau là những yếu tố Franck-Condon.Hình 28.3A Hiển thị các đường cong tiềm năng năng lượng của sự vui mừng và đất kỳ và quá trình chuyển đổi tương ứng với một kích thích (hoặc hấp thụ) và quá trình bức xạ. Nhân vật 28.3B và 28.3 C Hiển thị hai trường hợp điển hình của các quốc gia điện tử với của minima tiềm năng tại vị trí tương đối khác nhau trên inter - hạt nhân khoảng cách phối hợp R. Trong hình 28.3B, quá trình chuyển đổi mạnh nhất là 0-0 chuyển đổi, mà tại đó sự chồng chéo là lớn nhất. Trong con số 28.3 C, quá trình chuyển đổi có thể xảy ra nhất là 0-4 quá trình chuyển đổi liên quan đến mức độ  vibrational = 4 của đất nước và  cấp vibrational = 0 bang vui mừng. Phong bì progressions rung động minh họa trong hình 28.3B và 28.3 C phụ thuộc vào trọng lượng rẽ nước tương đối R giữa tiềm năng cực tiểu của sự vui mừng và đất kỳ; Đối với trường hợp đơn giản trong đó mặt đất rung động cấp nhiệt dân cư, hình dạng của các phong bì được xác định bằng công thức Pekarian. Cho R = 0, có là không có tiến triển rung động; cho R lớn, Pekarian distri-bution trở thành một phân phối Gaussian. Kiểm tra cấu trúc vibronic của fluorescence, hoặc lân quang, quang phổ do đó có thể mang lại thông tin quan trọng về các đường cong tiềm năng của singlet và đất kỳ hoặc triplet và đất nước, tương ứng.Với quang phổ thông thường khí thải (kích thích), bước sóng kích thích (khí thải) là fixed, trong khi các bước sóng khí thải được quét qua vùng quang phổ của lãi suất. Với đồng bộ spectra, bước sóng kích thích và bức xạ được quét đồng bộ trong khi duy trì một khoảng bước sóng liên tục giữa them.3,4

Kết quả (Việt) 2:

Huỳnh quang và lân quang là hai quá trình phát quang phổ biến nhất. Một quá trình phát thải ít phổ biến hơn là bị trì hoãn fl uorescence (DF). Với một số hệ thống hóa, phân tử trong T1 trạng thái bộ ba quay ngược lại với đa dạng trạng thái singlet vui mừng. Bởi vì T1 luôn năng lượng thấp hơn so với S1 là, quá trình chuyển đổi này đòi hỏi một số năng lượng hoạt hóa bổ sung. Trì hoãn fl uorescence có thể xảy ra từ trạng thái S1, trưng bày một quang phổ giống uorescence thường fl (thường được gọi là "nhắc fl uorescence"), nhưng có một cuộc đời dài hơn do có thêm thời gian lưu trú trong trạng thái bộ ba. Hai loại quy trình DF có thể được phân biệt: (1) một eosin loại (E-type) DF sản xuất bởi repopulation của S1 từ trạng thái bộ ba bằng cách kích hoạt nhiệt, và (2) một pyrene loại (P-type) DF sản xuất khi các cặp phân tử trạng thái bộ ba tương tác, cung cấp năng lượng hoạt lớn hơn hoặc bằng với năng lượng S1. Ở nhiệt độ phòng, E-loại DF có thể là một cơ chế quan trọng và đã được quan sát thấy trong nhiều hợp chất hữu cơ hấp phụ trên chất rắn.

28,3 Đặc tính của Luminescence
Một số quan sát vật lý có thể được sử dụng để mô tả uorescence fl và lân quang. Chúng bao gồm những điều sau đây:
1. Khí thải, kích thích, và quang phổ đồng bộ
2. Quantum sản lượng
3. Đời
4. Phân cực

28.3.1 thải, kích thích, và đồng bộ Spectra
Nó là fi đầu tiên quan trọng để xác định vị trí và tính chất của các mức năng lượng của các trạng thái điện tử liên quan trong quá trình phát quang kích thích và phát vì các mức năng lượng là tính chất đặc trưng của các hợp chất quan tâm. Nói chung, các phương pháp đơn giản nhất của việc nghiên cứu các mức năng lượng của các trạng thái kích thích là quang phổ hấp thụ. Một phương pháp khác để điều tra quá trình hấp thụ các hợp chất phát quang là kích thích quang phổ học.
Các mối quan hệ chung giữa sự hấp thụ và quang phổ phát xạ và mức độ rung động của các quốc gia điện tử được minh họa trong hình 28.3. Bởi vì một phổ fl thải uorescence là do sự phân rã phóng xạ từ Si đến mức độ khác nhau của S0, phổ phát xạ trưng bày các tần số rung động tương ứng với các rung động của các phân tử ở trạng thái cơ bản của nó, trong khi phổ hấp thụ thể hiện tần số của trạng thái kích thích. Cường độ của các ban nhạc rung động được xác định trong lý thuyết lượng tử bởi độ lớn của sóng chức năng chồng chéo (Franck-Condon coef cients fi) cho các
mức độ rung động khác nhau ở mặt đất và trạng thái kích thích (hình 28.3B và 28.3C). Các hệ fi chồng chéo coef là những yếu tố Franck-Condon.
Hình 28.3A cho thấy đường cong năng lượng tiềm năng của trạng thái kích thích và mặt đất và quá trình chuyển đổi tương ứng với một kích thích (hoặc hấp thụ) và quá trình phát xạ. Hình 28.3B và 28.3C cho thấy hai trường hợp điển hình của các quốc gia điện tử với tiểu tiềm năng của mình ở vị trí tương đối khác nhau về khoảng cách hạt nhân tế phối hợp R. Trong hình 28.3B, sự chuyển đổi mạnh mẽ nhất là 0-0 chuyển tiếp, mà tại đó sự chồng chéo là Lớn nhất. Trong hình 28.3C, quá trình chuyển đổi có thể xảy ra nhất là sự chuyển đổi 0-4 liên quan đến cấp độ rung động  = 4 trạng thái cơ bản và cấp độ rung động  = 0 của trạng thái kích thích. Các phong bì của cung tiến rung động được minh họa trong hình 28.3B và 28.3C phụ thuộc vào R chuyển tương đối giữa các cực tiểu tiềm năng của trạng thái kích thích và mặt đất; đối với trường hợp đơn giản, trong đó đất cấp độ rung động được nhiệt dân cư, hình dạng của các phong bì được xác định theo công thức Pekarian. Đối với R = 0, không có tiến triển rung động; cho R lớn, phân bố Pekarian trở thành một phân phối Gaussian. Kiểm tra cấu trúc vibronic của uorescence fl, hoặc lân quang, quang phổ do đó có thể mang lại những thông tin quan trọng về đường tiềm năng của singlet và mặt đất bang hoặc bộ ba và mặt đất quốc gia, tương ứng.
Với phát thải (kích thích) phổ thông thường, sự kích thích (khí thải) bước sóng là fi cố định trong khi các bước sóng phát xạ được quét qua vùng phổ quan tâm. Với phổ đồng bộ, kích thích và phát bước sóng được quét đồng bộ trong khi duy trì một khoảng bước sóng liên tục giữa them.3,4