Kvantutbytte

Kvantutbytte, ofte tilsvarende engelsk quantum yield, er et mål på hvor effektivt en fotoinitiert prosess konverterer absorberte fotoner til ønsket utgang. Det brukes i fotokjemi, fotofysikk og relaterte felt for å beskrive hvor mange hendelser som skjer per absorberte foton. Begrepet kan referere til ulike typer prosesser, fra kjemiske reaksjoner til fluorescens, avhengig av konteksten.

Det finnes to hovedvarianter av kvanteutbytte. Absolutt kvanteutbytte (Φ_abs) angir forholdet mellom antallet dannede produkter (eller andre relevante hendelser) og antallet fotoner som faktisk ble absorbert av systemet. Applisert eller apparent kvanteutbytte (Φ_app) bruker i stedet antallet innkommende fotoner, og korrigerer vanligvis for refleksjon og transmissjon i prøven. Begge variantene er dimensjonsløse og ofte uttrykkes som en prosentandel eller et desimalt forhold.

Beregningsmessig definieres Φ som Φ = n_product / n_photons_absorbed for absolutt kvanteutbytte, og Φ = n_product / n_photons_incident for apparant kvanteutbytte, der n_product er antallet dannede produkter og n_photons_ er antall fotoner. Målinger utføres ofte med aktinometri og integrerende sfærer for å bestemme fotonflux, samt korrigering for reabsorpsjon og strålemiss.

Kvantutbytte er avhengig av bølgelengde, konsentrasjon, løsning og temperatur, og kan bidra til å vurdere effektiviteten av fotokjemiske prosesser, fotoredoksoter og fotosyntetiske mekanismer. Det brukes også til å sammenligne ulike fotoinitiatorer og lyskilder. Høy kvanteutbytte indikerer at en større andel av absorberte fotoner fører til ønsket utfall, mens lavere verdier peker på ineffektivitet eller konkurrerende deaktiveringsveier.