蛍光寿命測定

最終更新日: 2023-03-27 17:07:45.0

Fluorescence lifetime measurement

物質に光を照射し、励起された電子が基底状態に戻る際の過程の一つに発光（フォトルミネッセンス）があります。そのうち、パルスレーザーにより物質を瞬間的に励起し、発光の減衰時間を測定する手法が時間分解フォトルミネッセンスと呼ばれるものであり、得られたスペクトルを解析することにより、蛍光寿命を算出します。

物質の蛍光寿命を測定することにより発光過渡現象をよりダイナミックに把握できます。このため、蛍光寿命測定は有機EL材料などの有機材料、太陽電池、光触媒、生化学等の物性研究における有効な手段の一つです。本装置では、ピコ秒レーザーと分光器及びストリークカメラを組み合わせることにより、ナノ秒やマイクロ秒スケールの時間分解フォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトル測定、及び、蛍光寿命測定が可能です。

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基本情報

物質に光（紫外・可視光）を照射すると、物質はその光の一部を吸収します。光の吸収により、安定なエネルギー状態（基底状態）にあった電子は、一時的に高いエネルギー状態（励起状態）へと遷移します。励起された電子が基底状態に遷移する際に発光が生じることがあり、フォトルミネッセンス（PL)や蛍光・りん光等と呼ばれます。この励起状態から基底状態へ戻る時間は材料や遷移過程にもよりますが、ナノ秒（10-9秒）やマイクロ秒（10-6秒）台など、非常に短い時間となっています。

蛍光寿命測定は、励起光源で試料を励起し、試料から生じる光を分光・検出することにより行います。本装置では励起光源としてパルスレーザーを、検出器として高い時間分解能を有するストリークカメラを採用しており、遷移時間が非常に短い場合であっても特定波長領域の発光を一斉に観測することが可能です。

ストリークカメラで取得した像からスペクトルに変換して得られる発光減衰曲線についてピークフィッティングを行い傾きを算出することにより、蛍光寿命を算出します。

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用途／実績例	・有機EL材料・蛍光材料・タンパク質・ペロブスカイト材料等の発光材料の蛍光寿命測定、時間分解蛍光及びりん光スペクトル評価

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