相关科研案例:
原位PL与吸光光谱联用研究单位:上海科技大学 陈刚课题组发表期刊/时间:Nano Letters, 2023年主要技术与装置:采用原位实时观测技术,结合了光致发光光谱和吸收光谱,揭示了钙钛矿纳米晶体的生长机制。研究成果:实现了对全无机铯铅卤化物钙钛矿量子点合成过程的实时观测,并深入揭示了其生长机理,为理解量子点形成提供了新见解。
原位显微PL光谱研究单位:不列颠哥伦比亚大学(UBC)等发表期刊/时间:Nature Materials, 2026年主要技术与装置:开发了基于干涉散射显微镜(iSCAT)和光致发光(PL)显微镜的快速原位表征方法。研究成果:实现了在几分钟内,对数千个单个CsPbBr₃钙钛矿纳米立方体的尺寸、发射波长和量子产率进行原位关联测定,极大提升了表征通量。 原位荧光光谱技术,实时揭示材料演化规律。湖南在线原位荧光光谱原位光谱检测

主要光路:激发光源:常用的是半导体激光器,波长为405nm、450nm、520nm等。选择原则是光子能量必须大于钙钛矿的带隙,且避免与PL峰位重叠。激光通过带通滤光片纯化,然后经二向色镜(对激发光高反,对PL长波通)或Y型光纤的一个分支,被聚焦到样品上。Y型光纤特别适合集成到手套箱,一束光纤传激发光,同心外圈或另一分支收集PL光,非常灵活。信号收集与检测:从样品发出的PL光,经同一透镜收集,穿过二向色镜,再经过长通滤光片(彻底滤除残留的激发光),耦合进入光谱仪。光谱仪内部用光栅分光,由CCD(硅基,用于可见光)或InGaAs(铟镓砷,用于近红外)阵列探测器记录光谱。对于TRPL,则采用时间相关单光子计数(TCSPC) 模块,用皮秒脉冲激光激发,由单光子雪崩二极管(SPAD)或微通道板光电倍增管(MCP-PMT)接收信号,通过统计每个光子到达时间重建衰减曲线。湖南在线原位荧光光谱原位光谱检测微观PL强度分布成像,InView-PL揭示边界复合。

相关科研案例:
原位光致发光(PL)光谱研究单位:济南大学 张玉海、刘宏课题组发表期刊/时间:Journal of Materials Chemistry A, 2021年主要技术与装置:专门搭建了一套原位PL光谱监测系统,作为探测Cs₄PbBr₆纳米晶形成过程的主要工具。研究成果:通过追踪PL光谱随时间的演变,成功将纳米晶的形成过程区分为成核和生长两个阶段,并用LaMer机理和Ostwald熟化理论对生长过程进行了解释。
超高时间分辨率原位PL装置研究单位:物理学报发表期刊/时间:2022年主要技术与装置:采用一套自制的原位光致发光(PL)装置,其主要优势在于高达~100毫秒的时间分辨率,能捕捉极快的反应动力学。研究成果:实时监测了CsPbBr₃纳米晶的形成过程。结果表明,在不添加DDDA配体时,纳米晶经历快速成核和尺寸分布集中生长,形成纳米立方体;配体的加入则会影响其形貌。
钙钛矿太阳能电池是退火结晶PL监控max活跃的研究领域。钙钛矿薄膜的结晶质量直接决定器件的光电转换效率,而退火温度、时间和环境是调控结晶的关键工艺参数。原位PL监控可以揭示从前驱体溶液到致密多晶薄膜的完整结晶路径,识别比较好退火窗口,并阐明添加剂(如MACl、PbI₂过量)对结晶动力学的影响机制。薄膜晶体管(TFT)的有源层材料(如氧化物半导体、有机半导体)在退火过程中经历从非晶到多晶或晶化的转变。PL监控可以评估晶粒尺寸、晶界密度和载流子迁移率的关联,指导低温工艺开发以适应柔性基底。量子点薄膜在退火时可能发生融合、 Ostwald 熟化或表面配体脱附,导致量子限域效应变化。PL峰位的红移或蓝移实时反映了量子点尺寸分布的演变。二维材料(如MoS₂、WS₂)的化学气相沉积或热退火过程中,PL光谱对层数、缺陷和应力高度敏感。原位监控可以优化生长条件,实现单层大面积均匀制备。在线实时PL,不中断实验,不破坏样品。

PL峰位蓝移或红移反映分子堆积方式的变化。以钙钛矿为例,前驱体溶液中的离子对可能形成溶剂化配合物,PL位于较长波长;随着溶剂脱除,离子重新配位形成钙钛矿晶格,PL峰可能蓝移至带边位置。有机半导体分子则可能经历从H-聚集体(蓝移)到J-聚集体(红移)或单分子态的转变。发光强度非单调变化揭示多阶段组装过程。强度上升通常意味着发光物种浓度增加或量子产率提升;强度下降可能源于浓度猝灭、非辐射通道开启或相分离。旋涂中常见的"先升后降"或"振荡"模式暗示了复杂的自组装路径。峰形宽化或窄化表征无序度的动态演变。快速溶剂锁定可能冻结无序结构,导致宽峰;而缓慢的分子重排使峰形窄化。多峰结构的出现可能指示不同相态或聚集态的共存与竞争。原位荧光显微镜,生命与材料科学通用利器。湖南在线原位荧光光谱原位光谱检测
时间分辨原位荧光,辨别不同寿命发光组分。湖南在线原位荧光光谱原位光谱检测
旋涂过程PL监控是一种利用光致发光(Photoluminescence, PL)光谱实时追踪薄膜在旋涂过程中成膜动力学的原位表征技术。与退火结晶PL监控关注热处理阶段不同,该技术聚焦于溶液到固态薄膜的转变初期,揭示溶剂挥发、溶质浓缩、中间相形成和预结晶等关键物理化学过程。