절대 PL측정
재료의 발광 양자수율의 절대치(내부 양자 효율)를 측정
발광재료의 개발에는 발광재료 자체의 발광 효율의 개선이 불가결합니다. 그 때문에 발광 양자수율의 정확한 측정 방법이 필요합니다. Quantaurus-QY는 크세논램프와 분광기에 의한 여기 광원, 질소 가스 플로우가 가능한 적분구, 다파장 동시 계측이 가능한 멀티 채널 검출기를 일체화한 박스 타입으로 전용 소프트웨어로 계측을 실시합니다. 검출기로서 이면 입사형 냉각 CCD 센서를 채용하고 있기 때문에 순간에 고감도 계측이 가능합니다. 또, 전용 소프트웨어에 의해 조작도 간단합니다. 샘플로서 용액, 분말, 고체, 박막에 대응이 가능해 용액 시료를 액체 질소 온도에 냉각할 수도 있습니다.

Feature

양자수율의 절대치를 순간에 측정

멀티 채널 검출기에 의해, 감도 보정된 만큼 광스펙트럼을 취득해, 양자수율을 산출하므로, 양자수율의 절대치를 순간에 요구할 수가 있습니다. 전용 소프트웨어도 대화 형식이 되어 있기 때문에 간단하게 계측이 가능합니다.

여기 파장은 분광기의 제어에 의해 선택 가능

여기 파장은 분광기를 소프트웨어보다 제어하는 것으로써 선택할 수 있기 때문에 다양한 파장에서의 여기가 가능합니다. 양자수율의 여기 파장 의존성이나 여기 스펙트럼의 측정을 자동으로 실시할 수가 있습니다.

용액·분말·고체·박막의 샘플에 대응

용액·분말·고체·박막의 샘플에 대응 샘플 형상에 대응한 샘플 홀더를 간단하게 교환할 수가 있습니다. 또, 용액 시료는 액체 질소 냉각(-196 ℃：77 K)이 가능합니다.

대응 파장：300 nm~950 nm

발광재료의 절대 발광 양자수율을 측정(PL계측)

적분구의 채용에 의해 전광속을 측정

이면 입사형 냉각 CCD 센서의 채용에 의해, 초고감도, 고S/N측정

극저온(－196 ℃)에서의 측정이 가능 - 대상 : 용액(옵션)

여기 파장의 자동 제어

공간절약, 컴팩트한 설계

풍부한 해석 기능

　· 발광 양자수율 측정 　· 여기 파장 의존성 　· 발광 스펙트럼 　· PL여기 스펙트럼

Principle of quantum yield measurement

Relationship between quantum yield and fluorescence lifetime

오른쪽의 그림은 Jablonski 에너지 다이어그램으로 불려 일반적인 유기 분자의 각 여기 상태와 광여기 후의 각 여기 상태 완화 과정을 나타내고 있습니다. 여기서, S0 , S1 , T1 는 각각 분자의 기저 상태, 최저 여기 홑겹항상태 및 최저 여기 삼중항상태를 나타내고 있습니다. 분자는 광여기 후, 여기 상태가 되어 복사 과정 또는 열무복사 과정을 거쳐 기저 상태에 돌아옵니다. 복사 과정이란 형광 빛등의 발광을 수반하는 완화 과정입니다. 한편, 무복사 과정이란, 열을 방출하는 완화 과정이며 내부 변환, 항간 교차등이 있습니다. 복사 과정과 무복사 과정은 서로 경합 하고 있어 각 완화 과정의 효율은 이러한 속도 정수 k 의 상대치에 의해 정해집니다.

형광은 최저 여기-중요한 항목 상태로부터 기저 상태에의 복사 과정입니다. 여기서 형광의 속도 정수를 kf , 내부 변환 및 항간 교차의 속도 정수를 각각 kic , kisc로 하면(자), 형광 수명 Τ 은 각 완화 과정의 속도 정수를 이용해 이하의 식에서 정의됩니다.
Τ = 1 / (kf + kic + kisc)
한편, 형광 양자수율 Φ 은, 속도 정수를 사용해 이하와 같이 표기할 수 있습니다.
Φ = kf / (kf + kic + kisc)
따라서, 형광 수명과 형광 양자수율과의 사이에는 이하의 관계식을 성립되는 것을 압니다.
kf = Φ / Τ
이 식보다, 형광 수명과 형광 양자수율은, 발광재료의 발광 특성(속도 정수 kf )을 제어하는데 있어서 중요한 파라미터인 것을 알 수 있습니다.
하마마츠포토닉스는 발광재료의 다각적인 평가를 목적으로 해 Quantaurus 시리즈를 개발했습니다. Quantaurus 시리즈로서 형광 수명 측정용에 Quantaurus-Tau(소형 형광 수명 측정 장치), 양자수율 측정용에 Quantaurus-QY(절대 PL양자수율 측정 장치)를 출시 했습니다. 이것들 2 제품을 사용하여 발광재료의 발광 특성을 파악하는 것이 가능해져, 재료 개발의 속도를 올릴 수가 있습니다.

Applications

양자효율 측정은 개발로부터 연구 분야에 있어서의 여러가지 분야에서 행해지고 있습니다. 대표적인 것에 유기 EL재료, 백색 LED나 FPD용 형광체 등 각종 발광재료의 품질 향상, 유기 금속 착체의 연구, 색소 증감 태양전지용 색소의 기초 특성의 평가, 생물 분야에 있어서의 형광 프로브의 효율 측정등이 있습니다.

- 유기 금속 착체 - 생체용 형광 프로브 - 색소 증감 PV재료 - 유기 EL재료 - Quantum dot - LED용 재료

Measurement procedure

Analysis function

여기 파장에 의존

이 screen은 여기 파장에 대한 PL 양자효율을 보여줍니다.

PL 여기 스펙트럼

자동화된 여기 Monochromator를 사용하여 여기 스펙트럼을 측정할 수 있습니다.

PL 스펙트럼

잔여 여기 광원을 뺀 후에 PL 스펙트럼이 보여집니다. Quantaurus-QY로 측정된 스펙트럼은 sample에 의해 흡수되지 않은 여기광을 항상 포함합니다. Software는 이러한 잔여 여기 광원을 제거시키고 사용자에게 순수 발광 스펙트럼만을 제공합니다.

PL 양자효율 측정

이것은 양자효율 측정에 대한 기본 화면입니다. Luminescence 양자효율은 자동적으로 측정 후에 계산됩니다. 여기 및 발광 band는 커서의 조정만으로 산출해낼 수 있습니다. 양자효율값은 스펙트럼 아래의 표에서 나타나며 강도, peak 파장, peak count, peak band(FWHM)의 값 또한 볼 수 있습니다.

x-y coordinates

Software는 색좌표 기능을 포함하고 있습니다. 측정된 sample의 색좌표(x, y)와 자극치(X, Y, Z)가 표시됩니다.

Specification

Type number	C11347-11 (Standard type)	C11347-12 (NIR type)
PL measurement wavelength range	300 nm to 950 nm	400 nm to 1100 nm
Monochromatic light source
Light source	150 W xenon light source
Excitation wavelength	250 nm to 850 nm	375 nm to 850 nm
Bandwidth	10 nm or less (FWHM)
Excitation wavelength control	Automatic control
Multichannel spectroscope
Measurement wavelength range	200 nm to 950 nm	350 nm to 1100 nm
Wavelength resolution	<2 nm	<2.5 nm
Number of photosensitive device channels	1024 ch
Device cooling temperature	-15 °C
AD resolution	16 bit
Spectroscope optical arrangement	Czerny-Turner type
Integrating sphere
Material	Spectralon
Size	3.3 inch
Software
Measurement items	PL quantum yield
	Excitation wavelength dependence of quantum yield
	PL spectrum (peak wavelength, FWHM)
	PL excitation spectrum
	Color measurement (chromaticity, color temperature, color rendering index, etc)

Dimensions