20% off DeltaTime Fluorescence Lifetime System Upgrade

There are 2 related live offers.

Horiba - DeltaTime - 20% Off | DeltaTime TCSPC Half Price | See All
Related Offers

Nanophotonics-Anwendungen Mit Fluoreszenz-Instrumenten Von HORIBA Wissenschaftlich

Themen Umfaßt

Hintergrund
SWNT Photoluminescence und das NanoLog®
Photoluminescence von Quantums-Punkten
Photoluminescent Analyse von OLEDs
Spex®-Instrumente für Quantum Punkte und OLEDs
Schlussfolgerungen

Hintergrund

Dieser Artikel beschreibt einige Anwendungen von Fluoreszenzinstrumenten von HORIBA, das zum nanophotonics z.B. singlewalled Kohlenstoff nanotubes (SWNTs) Wissenschaftlich ist, Quantumspunkte und organische Leuchtdioden (OLEDs).

Quantums-Beschränkung beeinflußt Nanomaterials' photoluminescence: wenn der Halbleiternanoparticle kleiner als der Bohr-Excitonradius des Massenmaterials ist, ist die bandgap Energie umgekehrt zur Nanoparticlegröße proportional. Kleinere nanoparticles haben normalerweise Absorptions- und Emissionseigenschaften der höheren Energie als größere nanoparticles des gleichen Materials.

SWNT Photoluminescence und das NanoLog®

Fig. 1 skizziert den Prozess von Halbleiter-SWNT-photoluminescence. Die abnehmende Absorptions- und Emissionsenergie von einzelnen SWNT-Spezies bezieht direkt mit Durchmessern von der Analyse von Radialatmungsmodi von Raman-Spektroskopie aufeinander. Sicher (N, m) Werte von Halbleiter-vorausgesagten bandgaps SWNTs Abgleichung zwischen Wertigkeit und Leitfähigkeitsbänder. (Metallisches und halb-metallisches SWNTs mit kontinuierlicher Wertigkeit und Leitfähigkeitbänder zeigen wenig oder kein photoluminescence.)

Ein NANOLOG® (doppel-kratzender Erregungsmonochromator, Darstellungsemissionsspektrograph mit einem auswählbar-kratzenden Drehkopf und2 Flüssigkeit-N-abgekühlter InGaAs-Reihe Mehrkanaldetektor) hat optimale Erregungsoptik für SWNT-Forschung oder jede feste Probe in den rechtwinkligen oder Vordergesicht Spiegelkonfigurationen. Das Emissionsspektrometer hat auswählbare Gitter in einer Drehkopfbefestigung für schnelle, einfache Datenerfassung von Spektren fast-IR. Ein Gitter hat Einzelkies Dichte von > 500 nm mit einem Detektor, der von 800-1700 nm empfindlich ist.

Abbildung 1. Halbleiter-SWNT photoluminescence Absorption und Emission. Leitungsbänder sind rot; Valenzbände sind blau. Elektronen sind gelb; Löcher sind weiße Kreise. Kleine schwarze Pfeile sind Strahlungs- oder nichtstrahlende Übergänge von e-s oder von Löchern zwischen verschiedenen Bandstufen. Vx und CX sind spezifische Wertigkeits- oder Leitfähigkeitsbänder.

Korrigierte Emissionsspektren stellen EEMs für eine Reichweite der Erregungswellenlängen zur Verfügung; Datenerfassungen nehmen nur Protokoll. Die Bandpass Erregung reicht von 0-14 nm; Spektrometerschlitze schwanken von 0-16 mm mit einem 1200 groove-/mmgitter. Ein Ordnung-sortierender Filter verhindert sichtbare Leuchte am Betreten des Spektrometers.

EEMs werden kompiliert (FIGS. 2A und B) durch unsere exklusive NANOSIZER®-Software, zum von SWNT-Zusammensetzung (Feige zu bestimmen. 2C). Ein doppelter Windungsalgorithmus (US-PAT. Schwebend) im NANOSIZER® berechnet gleichzeitig Erregungs- und Emissionswellenlängenkoordinatenzeile Formen für jede Spezies; Beiträge von allen Spektralbands in einer Region von Zinsen werden gefunden. EEM-Daten (Fig. 2, Vollinien) und Simulationen (Höhenlinienkarten) von zwei SWNT-Suspensionen von den verschiedenen Herstellungsverfahren, die durch unterschiedliche Größe unterschieden werden und schraubenartige Verteilungen werden gegeben: Hochdruck-Kohlenstoffmonoxyd Methode (HiPCO, Feige. 2A); Kobaltmolybdän katalytische Methode (CoMoCAT, 2B). Feige. 2A kennzeichnet fünf Hauptleitung HiPCO-Spezies; Feige. 2B indentifies vier Hauptleitung CoMoCAT-Spezies. Feige. 2C, eine schraubenartige Karte von Spezies gefunden in FIGS. 2A und B, stellt schraubenartigen Winkel gegen SWNT-Durchmesser gegen Intensität der Emission grafisch dar (Symbolgröße). Beachten Sie, dass HiPCO-Gefäße einen größeren Mitteldurchmesser als CoMoCAT haben. Die Simulation gibt genaue Analyse von SWNT-Komposition auf einem IBMen-KOMPATIBL PC im Protokoll.

Abbildung 2. Quantums-Erregungemission (A und B) und schraubenartige (c) Karten von HiPCO und von Mit--MoCAT SWNT-Suspensionen, unter Verwendung eines NANOLOG®. Vollinien (A und B) sind Daten; Farbkonturen sind- Simulationen. Symbolgrößen (c) zeigen relative Amplituden für HiPCO (Kreise) und CoMOCAT (Quadrate), jedes, das zu 1. R-Werten2 für die Simulationen normalisiert wird, sind 0,997 (HiPCO) und 0,999 (CoMoCAT).

Photoluminescence von Quantums-Punkten

Quantums-Punkt' Absorptionsbänder haben breite Spektralmerkmale und genaues tunability ihrer Emissionsbänder. Ihre Absorptionsspektren stammen viele überlappenden Bänder ab, die an der höheren Energie erhöhen. Jedes Absorptionsband entspricht einem Energieübergang zwischen getrennten Elektronloch (Exciton) Energiestufen; kleinere Punkte geben eine erste Excitonspitze an den kürzeren Wellenlängen.

Ein Photon wird ausgestrahlt, wenn ein Elektron von Leitungband Rand zu Valenzband kreuzt. Photonenenergie ist zum bandgap proportional, bestimmt durch den Bohr-Excitonradius des Massenmaterials und die Größe des Quantumspunktes (Feige. 3).

Abbildung 3. Quantums-Beschränkung für Quantumspunkte. Wertigkeits- und Leitfähigkeitsbänder sind blau und, beziehungsweise rot. Komposition von Punkten A und B ist identisch; nur der Massenradius schwankt im Verhältnis zu dem örtlich festgelegten Bohr-Excitonradius.

Die Quantums-Punkt' Vorteile, die mit organischen Standardfluorophores verglichen werden, sind: Eine einzelne Quelle kann die mehrfachen Punkte erregen, die über eine breite Reichweite ausstrahlen und selektiven Ausschluss der Erregungsleuchte von der gemessenen Emission geben. Quantums-Punkte haben hohe Leuchtstoff und starke zwei Photonenabsorptionserträge, also sind sie bis 1000mal, für bessere Darstellungsauflösung heller. Ihre melodischen bandgaps bieten Anwendungen wie Weißleuchte LED und andere Bildschirmanzeigen an.

Die Meisten Quantumspunkte werden von den giftigen Elementen gemacht (z.B., Pb, CD, SE und Te). Ihr photoluminescence ist möglicherweise für biologische Interaktionen, so die meisten biologischen Anwendungen von Quantumspunkten benötigen eine Beschichtung (normalerweise ein triblock Copolymer) empfindlich, Wiedergabe die ungiftigen aber auch helfend, die Punkte zu den DNA-Proben zu konjugieren, und die Punkte vor biomolekularen Agenzien schützend Punkte. Verbundene Darstellung des Antikörpers dieser Punkte ist möglicherweise für Diagnose und Behandlung von Krebs nützlich. Punkte des Quantums Fast-IR unterstützen tiefere Gewebedarstellung, denn Leuchte fast-IR dringt tiefere als sichtbare Leuchte des Gewebes ein. Lebenszeiten des Quantums-Punkt' angeregten Zustandes (2~10 ns) erhöhen ihren Wert für zeit-entschlossene Fluoreszenzinstrumente. Viele Konjugationswahlen und Eigenschaften des angeregten Zustandes von Punkten machen sie nützlich für die Biosensors, die auf Fluoreszenzresonanz Energieübertragung basieren.

Photoluminescent Analyse von OLEDs

Basiert auf Dünnfilmen, OLEDs-Angebotvorteile über LCDs: von keinem Backlighting, von Ausstrahlung nur aktiven kontrastreicheren und Farbetreue, helleren Emission der Pixel für niedrigere Leistung, von breiteren Betrachtungwinkeln, von schnelleren zeitlichen Antwort, von besseren Temperaturstabilität und von Absetzung auf den flexiblen oder transparenten Substratflächen.

Eine Spannung angewendet über Antrieben einer OLED-Schaltung die Elektronen (Feige. 4A) und Löcher (Feige. 4B) in die organische Schicht, in der Rekombination auftritt, um Photonen auszustrahlen (Feige. 4C). Hier erbringen Photonen von den blauen, grünen und roten Emittern weiße Leuchte. Zusammensetzung, Stärke und Beziehung zwischen den verschiedenen Schichten regeln OLED-Lumineszenz.

Abbildung 4. OLED-Operation in 3 Stufen, A zu Pfeilen C. White zeigen Fluss von e-s (Gelb) und von Löchern (weiß) von den Elektroden. Starbursts in C sind Elektronloch Rekombination in der organischen Schicht, die von der Photonemission gefolgt wird.

Fig. 5 zeigt den phosphoreszierenden Zerfall eines UniversalBildschirmanzeigeemitters mit einer Lebenszeit von > µs 1, aufgezeichnet auf einem TCSPC-FLUOROLOG®.

Abbildung 5. Phosphoreszierender Zerfall von einem organischen Emitter von einem PHOLED, unter Verwendung eines TCSPC-FLUOROLOG ® in Vordergesicht Modus (für feste Proben), lösend von <100 ps zu > 200 µs. ëexc = 335 nm NanoLED (800 ps-Impulse); ëem = 520 nm. R2 für den Hecksitz = 0,995.

Spex®-Instrumente für Quantum Punkte und OLEDs

Das modulare FLUOROLOG®-Spektralfluorometer wird für UV zum Dauerzustand fast-IR und zu zeit-entschlossenen Maßen (von <100 ps) für photoluminescence Forschung ausgerüstet. Das Instrument kann Dauerzustand und Zeit entschlossene Anisotrophie tun für molekulare Anträge und Formen, mit zwei TCSPC-Detektoren: unser TBX-05 (300-850 nm, 180 ps) und das Hamamatsu 9170-75 (900-1700 nm, 300 ps). Monochromatore und Gitter glühten für UV-sichtbares, oder fast-IR im T-Format kann die Anlage optimieren. Ein schaltbarer Adapter für Xenonlampe und NanoLED konvertiert zwischen Dauerzustand und zeit-entschlossenen Modi. NanoLEDs sind pulsierte TCSPC-Lichtquellen (~1 ns = 200 ps, 10 kHz-1 MHZ Wiederholung bewertet), einschließlich tief-UV (265, 280 und 295 nm), und sind mit SpectraLEDs (500 ns-Impulse zu CW) austauschbar für Phosphoreszenzstudien.

die Zelle-Darstellung, biosensing und die nanophotonic Schaltunganalyse benötigen mikroskopische Auflösung, breite Spektralempfindlichkeit und breite dynamische und kinetische Reichweiten, vorausgesetzt indem unser modulares confocal Mikroskop DYNAMIC™ mit Dauerzustand ps-zu-ns-Zeitauflösung und das Abbilden zu 1 µm.

Die Anlage kann zum FLUOROLOG® verbunden werden. Fig. 6 zeigt CDquantumspunkte in einem Halbleiterwafer, zusammen mit den Punkten' tral Beitrag Spezifikt. (ëexc = 350 nm).

Abbildung 6. das Spektral- und räumliche Abbilden von CdSe-Quantum punktiert in einem Festkörperkoppler eines Halbleiterwafers. A ist das Hellbereich Bild; farbunterlegte Stellen für Spektralbereiche von Zinsen sind Emissionsspektren (b).

Schlussfolgerungen

Für Forscher von SWNTs, bieten wir das NANOLOG® und das NANOSIZER® an. Forscher von Quantumspunkten können unser FLUOROLOG® verwenden. Für das Reifen von OLED-Technologie, haben wir TCSPC-Instrumente, zum von Leuchtstofflebenszeiten zu lösen. Biologische Anwendungen finden das DYNAMISCHE ™ wichtig. Wissenschaftliches HORIBA hat das optimale Spektralfluorometer für Nanotechnologieforschung in diesen Bereichen.

Quelle: SPEX®-Fluoreszenz-Gruppen-Anwendungs-Anmerkung F-28 „Nanophotonics mit Fluoreszenz-Instrumenten von HORIBA Wissenschaftlich“

Zu mehr Information über diese Quelle Wissenschaftliches bitte besuchen Sie HORIBA

Date Added: Jul 6, 2006 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 06:37

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit