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发光材料 主讲：刘波 同济大学 物理系 第二章 发光物质对激发能的吸收 提纲 2.1 概述 2.2 基质晶格对吸收的影响 2.3 离子能级图 2.4 基质晶格吸收 2.1 概述 材料发光必须先吸收能量 电子束，射线等也可以产生吸收和发射，但 紫外线的吸收可以精确的调节激发波长和能 量，观察到吸收的细节。 本章介绍材料对紫外光的吸收过程。 Host lattice 基质晶格吸收 CT=charge transition 三种吸收特征 电荷迁移吸收 带谱：HL，CT吸收 线谱：Eu3+吸收 Eu3+线谱吸收 Y O :Eu3+ 的吸收谱 2 3 横坐标波长（nm ）；纵坐标相对强度 位形坐标模型 Configurational coordinate model 平面配合物对称拉伸示意图 黑色为金属离子 白色为配位离子 位形坐标模型：位形坐标模型是关于电子 和离子晶格振动总能量与离子平均位置 （用一个坐标表示）相关的物理模型。用 来解释发光中心激发、发射与晶格作用的 定性理论模型。 位形坐标：设离子的平均位置用z 表示， 采用简谐近似，在某个电子状态下离子的 势能（离子晶格振动能）可以表示为： 偏离中心R 的回复力为： 1 2 0 E 2 k (R −R 0 ) F=-k(R-R0) 按照量子力学 简谐振子的能量表示为： 激发态 1 EV (v + )hυ 2 ，， v 0 12... υ振子频率 基态 基态和激发态的位形抛物线形状有差 别，最低点也不同。即k ，与R0不同。 这种差别来源于基态与激发态与晶格的 作用不同。△R=R0 ’-R0 1 2 E k (R −R ) 0 2 激发态 光学吸收跃迁是垂直的。 因为电子的激发时间很短，电子的 运动比核快很多，激发结束的瞬间 系统的位形没能来得及发生变化。 基态 光学吸收跃迁几率 | | | e r g χ χ v V , 分别是激发态和基态的波函数 e