简介

由于磷光LED物质的发光量子产率高于荧光LED物质，目前对率磷光 LED 物质的合成及光学特性研究是材料科学的一个热门课题。磷光的量子产率和磷光寿命均为磷光LED物质研发中zui为重要的因素。为计算磷光寿命，向分子照射激发光，使其达到激发状态，然后在阻断激发光的状态下，检测磷光的持续时间.用Thermo Fisher的Lumina荧光分光光度计时间扫描功能，可检测分子被激发后磷光随时间减少的程度，将通过上述功能获得的磷光衰变曲线优化为指数衰变曲线，能求得磷光寿命。在本实验中，检测磷光L E D 物质合成的前驱物质SrAl2O4 : Eu, Dy和白色磷光物质的光谱，并检测zui大激发波长和发射波长下的磷光衰变曲线，通过优化处理，确定磷光寿命。

试剂 & 仪器

1.固体样品支架

2.粉末样品池

3.磷光 LED 物质（SrAl2O4 : Eu, Dy)

4.白色磷光物质

实验结果

波长 (nm)

图 1. SrAl2O4:Eu, Dy的发射光谱(---)和阻断激发光束后150 ms 时呈现的磷光光谱

图1为利用Lumina WaveScan模式检测到的SrAl₂O₄:Eu,Dy发射光谱和阻断激发光束后150ms时利用磷光模式检测到的磷光光谱。本实验中使用的激发波长为370nm。检测发现，样品的发射及磷光中心波长约520nm，属于绿色发光体。为检测本样品的磷光寿命，利用白光使样品达到激发状态后，检测520nm波长下发射光的强度变化（图2）。利用以下公式求得磷光寿命，优化图2中所示的发射光强度随时间减少的曲线，获得样品的磷光寿命。

                            时间 (min)

在这里y⁰代表没有激发光下的发射信号强度,x⁰代表检测发射信号的开始时间，A代表当时的发射信号强度，x和t代表发射寿命.本样品具有一个以上的发光等级，为对其进行优化，采取三阶曲线拟合。经上述处理后，优化曲线的发射寿命(t)和发光残存率（%）分别为t1=3.1s(67%)、t2=25.3 s (29%)、t3=293.6s (4%)。接下来，检测了白色磷光体的发射光谱和磷光寿命，检测发现白色磷光体的磷光寿命短于SrAl₂O₄:Eu, Dy。

时间 (min)

图 3. 利用340nm激发波长获取的白色磷光体发射光谱和阻断激发光束后150 ms时的磷光光谱在图3中，黑色曲线为Lumina WaveScan 模式下检测到的发射光谱，红色曲线为阻断激发光束后150 ms 时以磷光模式检测到的磷光光谱。

在图3中，黑色曲线为Lumina WaveScan 模式下检测到的发射光谱，红色曲线为阻断激发光束后150 ms 时以磷光模式检测到的磷光光谱。

如图3所示，检测到蓝色（约 400 nm 区域）、绿色（约 540 nm 区域）、红色（约 650 nm区域）三种颜色发光带。为确认样品的磷光寿命，如图4所示，利用时间扫描方法获取发射光强度随时间变化的曲线，并对该曲线进行三阶指数衰减曲线拟合。

时间 (min)

图 4. 白色磷光体的磷光衰减曲线（激发波长：白光、磷光波长：540 nm）经优化处理后，可确认磷光寿命分别为 t1 = 100 ms (82%)、t2 = 2538 ms(14%)、t3 = 29202 ms (4%)。

总结

本实验中，利用Lumina  WaveScan  模式检测了磷光LED物质的磷光光谱，再利用时间扫描模式，以数秒至数毫秒为单位，检测磷光强度随时间的变化，然后通过指数衰减曲线拟合求得样品的磷光寿命。