fotoluminescência

Fotoluminescência é a emissão de luz por um material após a absorção de fótons. Quando o material absorve energia óptica, elétrons são promovidos a estados excitados e, ao retornar ao estado fundamental, liberam energia na forma de fótons. Esse fenômeno abrange várias possibilidades de decaimento e efeitos dependentes da estrutura eletrônica do material.

Entre as formas mais comuns estão a fluorescência e a fosforescência. Na fluorescência, a transição ocorre entre estados excitados de spin igual (tipicamente do estado S1 para o estado fundamental S0) e o decaimento é rápido, na ordem de nanosegundos. Na fosforescência, a emissão envolve o estado triplet T1 e a transição para o estado fundamental é spin-forbidden, resultando em tempos de vida muito mais longos, que podem chegar de microsegundos a segundos, mantendo o brilho após a excitação ter cessado.

Materiais que exibem fotoluminescência podem ser intrínsecos, em que o brilho decorre da própria estrutura, ou dopados, em que íons luminescentes (como lantanídeos) ou defeitos introduzem centros emissores característicos. Em semicondutores, a fotoluminescência resulta da recombinação de pares elétron–buraco; em quantum dots e nanomateriais, o comprimento de emissão pode ser tunado pelo tamanho.

A caracterização inclui espectro de emissão para uma excitação fixa, espectro de excitação para uma emissão fixa, rendimento quântico (quantum yield) e tempo de vida da luminescência. Aplicações abrangem iluminação e displays, bioimagem e marcação, sensores, segurança de materiais e dispositivos optoeletrônicos.