山西InView-PL原位光谱检测测量系统

光致发光光谱用于探测材料的电子结构，是一种非接触、无损伤的测试方法。从原理上讲，光照射到样品上，被样品吸收，产生光激发过程。光激发导致材料跃迁到较高的电子态，然后在驰豫过程后释放能量，（光子）回到较低的能级。该过程中的光辐射或者发光就称为光致发光，即PL。光致发光是分子受光子激发后发生的一种去激发过程。在吸收紫外和可见电磁辐射的过程中，分子受激跃迁到激发电子态。多数分子将通过与其他分子的碰撞，以热的形式散发掉多余的这部分能量；部分分子则以光的形式释放出这部分能量，放射出光的波长不同于所吸收辐射的波长。后一种过程称为光致发光。从本质上讲，光致发光是一种涉及光子的激发－去激发过程。下面将对此过程作一描述。实时原位PL，捕捉中间相与瞬态物种。山西InView-PL原位光谱检测测量系统

退火结晶PL监控是一种利用光致发光（Photoluminescence, PL）光谱实时监测材料在退火过程中结晶质量演变的原位表征技术。它广泛应用于钙钛矿太阳能电池、薄膜晶体管、半导体薄膜等研究领域，用于揭示热处理条件下晶体生长、缺陷演变和相转变的动态机制。

相关科研案例：

原位表征——揭示器件的“生老病死”研究单位：李澄研究员团队主要成果：开发了一系列原位表征技术，用于实时研究钙钛矿光电器件（含量子点LED）的衰减机制。研究内容：开发并整合了原位光电子能谱、电吸收谱和荧光成像显微等技术。重点研究了离子迁移这一影响器件稳定性的主要难题。原位PL的角色：在器件工作时，原位电致发光（EL）成像和PL成像被用来实时观察发光强度与位置的变化，并与离子迁移等过程关联。

原位合成——一体化解锁高效暖白光LED研究单位：叶志镇院士团队主要成果：创新“原位合成制膜一体化技术”，用于制备高性能金属卤化物暖白光LED。研究内容：为解决新材料难溶解、高温易分解的问题，团队开发了将材料合成与薄膜制备同步完成的工艺，实现单一材料比较高亮度的暖白光LED。原位PL的角色：该技术中，“原位合成”与“制膜”同步完成。PL作为关键光学性质，被用于实时监测和优化膜层质量。

光致发光的微观过程：雅布隆斯基能级图为了更细致地理解，我们引入雅布隆斯基能级图。它描述了电子在不同自旋多重度的能态间跃迁的路径。想象一个三线系统：基态(S₀)：电子舒舒服服待在比较低能级，通常是单重态。激发单重态(S₁,S₂…)：电子吸收光子后，跃迁到这些更高能级，且自旋保持不变（自旋配对）。激发三重态(T₁)：电子可以通过系间窜越改变自旋方向，到达能量更低的三重态。当电子被激发到高能级（如S₂）后，会发生一系列超快过程：振动弛豫(VR)和内转换(IC)：在皮秒（10⁻¹²秒）量级内，电子会通过放热等方式，迅速落到S₁的比较低振动能级。这个过程不发光。荧光(Fluorescence)：然后，电子从S₁回到基态S₀，发出一个光子。这个过程很快，寿命通常在纳秒（10⁻⁹秒）量级。我们通常测得的稳态PL光谱，大部分就是荧光信号。磷光(Phosphorescence)：如果电子从S₁先通过系间窜越到了三重态T₁，再从T₁回到基态S₀发光，这个过程就叫磷光。由于涉及自旋禁阻，这个过程很慢，寿命可达微秒、秒甚至更长。对钙钛矿而言，室温下我们主要关注的是荧光，其发光复合过程非常高效。快速InView-PL扫描，获得大面积PL均匀性图谱。

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。

实时原位荧光，从基础研究到工业PAT工具。山西InView-PL原位光谱检测测量系统

时间分辨光致发光 (TRPL)：给发光拍“慢动作”稳态PL像一张照片，告诉我们发光的“静态”强度和颜色。而时间分辨光致发光 (TRPL) 则像一部高速摄影机，它能记录下激发光脉冲停止后，PL强度随时间衰减的过程。这个衰减曲线通常可用指数函数拟合，得到的载流子寿命 (τ)，是关键的动力学参数。载流子寿命直接反映了光生电子和空穴在复合之前平均存活多久。寿命越长，说明载流子复合前扩散的时间越长，被缺陷捕获的概率越低，材料的电子学品质越好。通过分析寿命，我们能区分出辐射复合寿命（对应于发光）和非辐射复合寿命（对应于各种陷阱导致的损失），从而定量评估缺陷密度。山西InView-PL原位光谱检测测量系统