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発光量子効率とは |
| 発光量子効率測定について解説いたします。 |
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フォトルミネッセンス (PL) とは 分子が光を吸収して励起されると、その励起光の光子が持っていたエネルギーを分子が受け取ります。このエネルギーは蛍光や燐光などの発光として、または熱など発光以外の形態で、再び分子の外に放出されます。このうち発光を伴ってエネルギーが放出されることをフォトルミネッセンス (Photoluminescence; PL) と呼びます。 
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発光量子効率とは 発光量子効率とは、分子に吸収された光子がどれだけの効率で発光の光子に変換されたかを示す割合の数です。フォトルミネッセンス (PL) 分光法においては、右図のように励起光と発光のスペクトルの面積を用いて、吸収された光子数Aに対する放出された光子数Bの割合を求めます。 
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発光の異方性 実際の蛍光体は、結晶の決まった方向にのみ発光したり (異方性)、形状によっては光の当たったところのみ集中して発光したり、粉末の場合では試料からの発光が散乱されてしまったりする場合があります。このように発光方向に角度分布がある場合、1か所に設置した検出器で発光スペクトルを測定すると、発光量子効率を過大/過小評価してしまう恐れがあります。発光量子効率を正確に求めるためには、試料からの発光の全光束を測定する必要があります。 
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積分球を用いた発光の計測 このように角度度分布のある発光も、積分球内で均一化することで全光束を正確に測定することができます。積分球とは、右図のように内側が拡散反射率の高い素材で覆われた球体です。蛍光体試料からの発光は積分球内で拡散反射を繰り返すことにより均一化され、検出器の位置によらず正確に測定ができます。発光量子効率測定装置では、光測定の世界標準、ラブスフェア社製の積分球を用いています。積分球の素材「スペクトラロン(R)」は可視光の反射率99%以上・紫外域でも95%以上という優れた拡散反射特性を持っており、精度の高い測定を可能にしています。 
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