Nietradiatieve

Nietradiatieve verwijst naar de de-excitatie van een systeem waarbij de terugkeer naar de grondtoestand plaatsvindt zonder emissie van fotonen. De overtollige energie verdwijnt doorgaans als warmte, via vibraties in moleculen of het kristalrooster, in tegenstelling tot radiatieve processen die wel fotonen uitzenden.

Veelvoorkomende niet-radiatieve kanalen zijn interne omzetting (internal conversion, IC), waarbij de elektron(ische) toestand direct overstapt zonder foton, en intersystem crossing (ISC) naar een triplettoestand. Ook vibratierelaxatie en multi-phonon relaxatie spelen een rol. In vaste stoffen kunnen defecten, oppervlakken of vervuiling niet-radiatieve recombinatie stimuleren, waardoor emissie-efficiëntie afneemt (quenching).

De mate van niet-radiatieve verlies wordt doorgaans uitgedrukt via de quantum yield van emissie. Als k_r de radiatieve en k_nr de niet-radiatieve rate constanten zijn, geldt 1/τ = k_r + k_nr en φ = k_r / (k_r + k_nr). Een lage φ wijst op dominantie van niet-radiatieve kanalen. De rates hangen af van temperatuur, mate van elektron-phonon koppeling en de omgeving van het systeem. Grotere energiewinsten en zwakkere of sterkere koppelingen kunnen de relatieve bijdrage van niet-radiatieve processen beïnvloeden.

Toepassingen en context: in moleculaire luminescentie, organische fluoroforen, luminescerende materialen en zonnecellen bepalen niet-radiatieve verliezen de algehele efficiëntie. Ontwerpstrategieën richten zich op het verminderen van defecten, passiveren van oppervlakken en optimaliseren van de omgeving om elektron-phonon interacties te beheersen, zodat radiatieve emissie wordt bevorderd.