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과학 HORIBA에서 형광 계기를 가진 Nanophotonics 응용

커버되는 토픽

배경
SWNT Photoluminescence와 NanoLog®
Quantum 점의 Photoluminescence
OLEDs의 Photoluminescent 분석
Quantum 점과 OLEDs를 위한 Spex® 계기
결론

배경

이 약품은 nanophotonics에, 예를들면 과학, HORIBA singlewalled 탄소 nanotubes (SWNTs), 양 점 및 유기 발광 다이오드에서 형광 계기의 몇몇 응용을 기술합니다 (OLEDs).

Quantum 금고는 nanomaterials에' photoluminescence 영향을 미칩니다: semiconducting nanoparticle가 대량 물자의 Bohr 여기자 반경 보다는 더 작 때, bandgap 에너지는 nanoparticle 규모에 반비례합니다. 더 작은 nanoparticles에는 일반적으로 동일 물자의 더 큰 nanoparticles 보다는 고에너지 흡수도와 방출 속성이 있습니다.

SWNT Photoluminescence와 NanoLog®

FIG. 1은 semiconducting SWNT photoluminescence의 프로세스를 스케치합니다. 개별적인 SWNT 종의 감소하는 흡수와 방출 에너지는 라만 분광학에서 광선 숨쉬기 방식의 분석에서 직경과 직접 상관합니다. 확신하는 (n, m) semiconducting 원자가 사이 SWNTs 일치에 의하여 예상되는 bandgaps의 가치와 전도력 악대. (지속적인 원자가를 가진 금속과 반 금속 SWNTs 및 전도력 악대는 거의 비슷하게 photoluminescence를 보여줍니다.)

NANOLOG® (두 배 삐걱거리는 흥분 단색화 장치, 화상 진찰 방출 분광기, 및 선택할 수 있 삐걱거리는 포탑을 가진 다중채널2 액체 N 냉각된 InGaAs 소집 검출기)에는 맞 각 또는 정면 마스크 미러 윤곽에 있는 SWNT 연구 어떤 단단한 견본든지를 위한 최적 흥분 광학이 있습니다. 방출 분광계는 가깝 IR 스펙트럼의 급속하고, 쉬운 취득을 위한 포탑 마운트에 있는 선택할 수 있는 격자판을 비치하고 있습니다. 1개의 격자판에는 > 800-1700 nm에서 과민한 검출기에 500 nm의 단 하나 탄 엄호가 있습니다.

숫자 1. Semiconducting SWNT photoluminescence 흡수 및 방출. 전도대는 빨갛습니다; 원자가 악대는 파랗습니다. 전자는 노랗습니다; 구멍은 백색 원형입니다. 작은 까만 화살은 다른 악대 수준 사이의 ES 구멍의 발광하는 비복사 전이입니다. Vx와 cx는 특정 원자가 또는 전도력 악대입니다.

정정한 방출 스펙트럼은 흥분 파장의 범위를 EEMs를 제공합니다; 취득은 분이 걸립니다. 띠통과 흥분은 0-14 nm에서 구역 수색합니다; 분광계 틈새는 1200 groove/mm 격자판을 가진 0-16 mm에서 변화합니다. 명령 분류 필터는 분광계 입력에서 가시 광선을 방지합니다.

EEMs는 컴파일됩니다 (SWNT 구성 (FIG. 2C를 결정하는) 우리의 독점적인 NANOSIZER® 소프트웨어에 의하여 Figs. 2A와 B). NANOSIZER®에서 두 배 회선 산법 (팬딩되어 있는 U.s.-pat.)는 동시에 각 종을 위한 흥분과 방출 파장 협조 선모양 계산합니다; 관심사의 지구에 있는 모든 괴기한 악대에서 기여금은 있습니다. EEM 데이터 (FIG. 2 의 고체선) 및 다른 규모에 의해 구별된 다른 제조공정의 2개의 SWNT 현탁액에서 시뮬레이션 (등고선 지도) 및 나선형 배급은 주어집니다: 고압적인 탄소 일산화물 방법 (HiPCO, FIG. 2A); 코발트 몸리브덴 촉매 방법 (CoMoCAT, 2B). FIG. 2A는 HiPCO 5개 주요 종을 확인합니다; FIG. 2B는 CoMoCAT 4개 주요 종을 indentifies. FIG. 2C 의 나선형 지도 및 Figs. 2A에서 찾아낸 종의 B는 방출 (기호 규모)의 강렬에 대하여, 나선형 각을 대 SWNT 직경 음모를 꾸밉니다. HiPCO 관이 CoMoCAT 보다는 더 큰 비열한 직경을 비치하고 있다는 것을 유의하십시오. 시뮬레이션은 분에 있는 IBM 호환용 PC에 SWNT 구성의 정확한 분석을 줍니다.

숫자 2. Quantum 흥분 방출 (NANOLOG®를 사용하는 HiPCO와 지휘관 MoCAT SWNT 현탁액의 A 및 B) 및 나선형 (c) 지도. 고체선 (A와 B)는 데이터입니다; 군기 윤곽선은 시뮬레이션입니다. 기호 규모 (c)는 HiPCO (원형)를 위한 상대적인 진폭을 보여줍니다 CoMOCAT (사각)는, 시뮬레이션을 위한 1. R2 가치에 정상화된 각각 0.997이고 (HiPCO)와 0.999 (CoMoCAT).

Quantum 점의 Photoluminescence

Quantum 점' 흡수대에는 그들 방출 악대의 넓은 괴기한 특징 그리고 정확한 tunability가 있습니다. 고에너지에 증가하는 많은 부분적으로 덮는 악대가 그들의 흡수 스펙트럼에 의하여 유래합니다. 각 흡수대는 분리된 전자 구멍 (여기자) 에너지 수준 사이 에너지 전환에 대응합니다; 더 작은 점은 더 짧은 파장에 첫번째 여기자 첨단을 줍니다.

광양자는 전자가 유도 악대 가장자리에서 원자가 악대에 교차할 때 방출됩니다. 광양자 에너지는 대량 물자의 Bohr 여기자 반경 및 양 점의 규모 (FIG. 3)에 의해 결정된 bandgap에 비례적 입니다.

양 점을 위한 숫자 3. Quantum 금고. 원자가와 전도력 악대는 파랗고와 빨강, 각각. 점 A와 B의 구성은 동일합니다; 대량 반경만 조정 Bohr 여기자 반경에 관련된 변화합니다.

Quantum 점' 표준 유기 fluorophores와 비교된 이점은: 단 하나 근원은 측정한 방출에서 흥분 빛의 선택적인 배타를 주는 넓은 범위에 방출하는 다중 점을 흥분할 수 있습니다. Quantum 점에는 높은 형광성과 강한 광양자 흡수 수확량 2개 있습니다, 그래서 더 나은 화상 진찰 해결책을 위한 1000 까지 시간 더 밝습니다. 그들의 조정 가능한 bandgaps는 백색 빛 LEDs와 그 외와 같은 응용을 전시 제안합니다.

대부분의 양 점은 유독한 성분 (예를들면, Pb, 카드뮴, Se 및 Te)로 만듭니다. 그들의 photoluminescence는, 이렇게 양 점의 대부분의 생물학 응용 요구해 코팅 (일반적으로 triblock 공중 합체), 연출을 점을 비독성 또한 분자 탐사기에 점을 활용시키는 것을 돕고, 그리고 생체 고분자 에이전트에서 보호하 점 생물학 상호 작용에 과민할지도 몰라습니다. 이 점의 항체 결합되는 화상 진찰은 암의 진단 그리고 처리를 위해 유용할지도 모릅니다. 가깝 IR 양 점은 더 깊은 조직 화상 진찰을 원조할지도 모르지만, 가깝 IR 빛은 조직 더 깊은 가시 광선을 돌파합니다. Quantum 점' 여기 상태 일생 (2~10 ns)는 시간 단호한 형광 계기를 위해 그들의 가치를 증가시킵니다. 그(것)들이 점의 많은 활용 선택에 의하여 및 흥분하 국가 속성은 형광 공명 에너지 이동에 근거를 둔 바이오 센서를 위해 유용한 시킵니다.

OLEDs의 Photoluminescent 분석

얇 필름에 바탕을 두는, LCDs에 OLEDs 제안 이점: 낮은 힘을 위한 액티브한 화소에서만 빛의 역광 조명 없음, 방출, 유연하거나 투명한 기질에 경조 및 군기 절조, 더 밝은 방출, 더 넓은 보기 각, 더 단단 일시적인 반응, 더 나은 온도 안정성 및 공술서.

광양자 (FIG. 4C)를 방출하기 위하여 재결합이 생기는 유기 층으로 OLED 회로 드라이브를 통해 전자 (FIG. 4A) 및 구멍 (FIG. 4B) 적용되는 전압. 여기에서, 공정한 판단이 파랗고, 녹색, 그리고 빨강 이미터에서 광양자에 의하여 열매를 산출합니다. 각종 층 사이 구성, 간격 및 관계는 OLED 냉광을 통제합니다.

3개의 단계에 있는 숫자 4. OLED 작동, C. White 화살에 A는 ES (황색)와 (백색) 전극에서 구멍의 교류를 보여줍니다. C에 있는 Starbursts는 광양자 방출에 선행된 유기 층에 있는 전자 구멍 재결합입니다.

FIG. 5는 TCSPC-FLUOROLOG®에 기록된 > 1 µs의 일생을 가진 보편적인 전시 이미터의 인광성 감퇴를 보여줍니다.

숫자 5. <100 ps에서 > 200의 µs에 해결하는 정면 마스크 최빈값에 있는 TCSPC-FLUOROLOG ®를 사용하는 PHOLED에서 유기 이미터의 인광성 감퇴, (단단한 견본을 위해). ëexc = 335 nm NanoLED (800 ps 펄스); ëem = 520 nm. 테일 적합을 위한 R2 = 0.995.

Quantum 점과 OLEDs를 위한 Spex® 계기

모듈 FLUOROLOG® 분광형광기는 photoluminescence 연구를 위한 가깝 IR 정상 상태와 시간 단호한 측정에 UV를 위해 (<100 ps에서) 갖춰집니다. 계기는, 정상 상태의와 2개의 TCSPC 검출기와 더불어 분자 운동 그리고 모양을 위한 시간에 의하여 해결된 이방성을 할 수 있습니다: 우리의 TBX-05 (300-850 nm, 180 ps), 그리고 하마마쓰 9170-75 (900-1700 nm, 300 ps). 단색화 장치와 격자판은 UV 눈에 보인을 위해 타올랐습니다 또는 T 체재에 있는 가깝 IR는 시스템을 낙관할 수 있습니다. 크세논 램프와 NanoLED를 위한 바꿀 수 있는 접합기는 정상 상태와 시간 단호한 최빈값 사이에서 변환합니다. NanoLEDs는 깊 UV를 포함하여 맥박이 뛴 TCSPC 광원 (~1 ns는 = 200 ps, 반복 10 kHz 1 MHz 평가합니다), (265, 280, 및 295 nm)이고, 및 인광 연구 결과를 위한 SpectraLEDs (CW에 500의 ns 펄스)에 호환성이 있습니다.

biosensing 세포 화상 진찰, 그리고 nanophotonic 회로 분석은 1개의 µm에 현미경 해결책, 넓은 분광 감도 그리고 넓은 동 및 활동적인 범위를, 를 조건으로 정상 상태 ps 에 ns 시간 해결책을 가진 우리의 모듈 DYNAMIC™ confocal 현미경, 및 지도로 나타내서 요구합니다.

시스템은 FLUOROLOG®에 결합될 수 있습니다. FIG. 6은 점과 더불어 반도체 웨이퍼에 있는 카드뮴 양 점을,' spec- tral 기여금 (ëexc = 350 nm) 보여줍니다.

숫자 CdSe 양의 6.는 반도체 웨이퍼의 고체 행렬에서 괴기한 공간에게 지도로 나타내는 점을 찍습니다. A는 밝 필드 심상입니다; 관심사의 괴기한 지구를 위한 색으로 구분하는 반점은 방출 스펙트럼 (b)입니다.

결론

SWNTs의 연구원을 위해, 우리는 NANOLOG® 및 NANOSIZER®를 제안합니다. 양 점의 연구원은 우리의 FLUOROLOG®를 사용할 수 있습니다. OLED 기술 성숙을 위해, 우리는 형광성 일생을 해결하는 TCSPC 계기가 있습니다. 생물학 응용은 동적인 ™를 중요할 것이 찾아낼 것입니다. 과학 HORIBA에는 이 지역에 있는 나노 과학 연구를 위한 최적 분광형광기가 있습니다.

근원: " 과학 HORIBA에서 형광 계기를 가진 SPEX® 형광 단 응용 주 F-28 "Nanophotonics

이 근원에 추가 정보를 위해 과학 HORIBA를 방문하십시오

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

Last Update: 13. June 2013 06:50

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