fotoluminesensi

Fotoluminesensi adalah proses emisi cahaya oleh suatu zat setelah menyerap foton. Energi yang diserap menaikkan elektron ke keadaan tereksitasi, dan emisi terjadi saat elektron kembali ke tingkat energi lebih rendah. Proses ini diamati pada berbagai material termasuk organik, anorganik, kuantum dot, dan fosfor konversi cahaya.

Secara umum, fotoluminesensi terjadi tanpa arus eksternal dan melibatkan transisi elektron antar tingkat energi. Emisi foton sering memiliki pergeseran energi relatif terhadap foton yang diserap, disebut pergeseran Stokes.

Perbedaan utama antara fluoresensi dan fosforesensi adalah waktu hidup dan jalur transisi. Fluoresensi berasal dari keadaan singlet dan umumnya sangat singkat (nanodetik). Fosforesensi melibatkan keadaan triplet dan emisi bisa berlangsung mikrodetik hingga jam setelah rangsangan berhenti, karena transisi spin-forbidden.

Dalam bahan semikonduktor atau kristal, fotoluminesensi terkait dengan band gap dan relaksasi elektron di pita valensi dan konduksi. Pada molekul organik atau pewarna, fotoluminesensi terjadi melalui transisi elektron antar tingkat energi molekul.

Pengukuran fotoluminesensi meliputi spektrum eksitasi dan emisi, serta lifetime emisi, menggunakan spektroskopi fotoluminesensi. Teknologi lanjutan mencakup fotoluminesensi waktu-tergantung (time-resolved PL) dan FLIM untuk gambar biologis.

Aplikasi meliputi pewarna fluoresen untuk biologi, sensor luminesensi, konversi fosfor untuk lampu LED, tampilan layar, dan material penyimpan cahaya.

Faktor yang mempengaruhi meliputi suhu, lingkungan, kemurnian, ukuran partikel, dan passivasi permukaan. Beberapa material mengandung logam berat (mis. quantum dots CdSe) dengan masalah toksik sehingga menuntun desain material yang lebih ramah lingkungan.