如何测定荧光量子效率
荧光材料光致发光量子效率绝对测量通用检测方法-最新国标
荧光材料光致发光量子效率绝对测量通用检测方法1 范围本文件规定了荧光材料光致发光内/外量子效率绝对测量的通用办法。
本文件适用于荧光光谱范围在紫外、可见与近红外波段（200nm~1100nm），激发光波长范围在紫外和可见波段（200nm~780nm）的固体和液体荧光材料。
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GB/T 5838.1—2015 荧光粉第1部分：术语3 术语和定义GB/T 5838.1-2015界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
内量子效率 internal quantum efficiency荧光材料受到激发时，向空间各方向发出的荧光总光子数与激发光被发光材料吸收总光子数的比值。
[来源：GB/T 39492-2020，3.2，有修改]外量子效率 external quantum efficiency荧光材料受到激发时，向空间各方向发出的荧光总光子数与激发光入射总光子数的比值。
[来源：GB/T 39492-2020，3.1，有修改]样品仓 cell待测样品，参比样品如硫酸钡等的填充用容器，或配有聚四氟乙烯壁套的薄无荧光比色皿。
适于在积分球体凹处或缺处放置，保存试样的平板型器皿，以及分光光度计用器皿的总称。
参比样 reference用于激发光的光谱测定的具有高反射率的白色标准粉末或无色溶剂，白色标准粉末通常选用硫酸钡或氧化铝粉体，对于溶液，选择无荧光的溶剂，该溶剂且适合荧光材料分散。
白色漫反射板 white reflecting plate用于激发光光谱测定，氧化铝，聚四氟乙烯标准白板等高反射率白板。
[来源：GB/T 39492-2020，3.5，有修改]自吸收 self-absorption样品发出的光有部分会被自身吸收。
白光LED荧光粉荧光外量子效率的准确测量
较测量法需要一个与待测粉体光学特性相近且量子 量热式测量法 效率已知的弱吸收 标 准 粉 体 作 参 考 ； 需要知道粉体的吸收曲线 ， 并且对光源性能 、 热敏探 仪器隔热 性 能 要 求 都 很 高 ， 而Ｌ 头灵敏度 、 Ｅ Ｄ 荧光 粉是高吸收粉体 ， 且吸收曲线不易测定 ； 国外通用的 直接光学测量法是对激发前后光谱进行直接测量的 方法 ， 可以采用分布 光 度 计 或 带 积 分 球 的 光 谱 仪 测 量 。 分布光度计需要大的暗室 、 高精度位移控设备 ， 价格昂贵 ， 全空间测量耗时太长
Ｓ ＥＭ Ｉ Ｃ Ｏ Ｎ Ｄ Ｕ Ｃ Ｔ Ｏ Ｒ Ｏ Ｐ Ｔ Ｏ Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ Ｏ Ｎ Ｉ Ｃ Ｓ ｏ ｌ ． ３ ２Ｎ ｏ ． ５ Ｖ
Ｏ ｃ ｔ ． ２ ０ １ １
材料 、 结构及工艺
k对积分球中归一化光强分布为i光经空间非均匀性较正后的真实值real与测量test值之间的关系为4k020ksindd5i的入射realtest020iiksindd6基于积分球的直接光学传统测量法按图1所示原理测量测量准直入射光900图1测量步骤12和散射光此实验步骤3中近似为朗伯散射时由上式56有collimatedrealcollimatedtest4k90020ksindd07scatterrealscattertest20k2sindd20ksindd008文献13显示空间响应分布函数k0与准直光入射方向成蝙蝠翼关系且k900相对较小即式7分母小于1且与1差距较大所以测量值相对实际值较小
［ ８］
量的国内行业标准
对有关光谱功率的测试语焉不
［ ９］
测量原理存在纰漏 ， 相关文献 详，
荧光量子效率和荧光量子产率
荧光量子效率和荧光量子产率荧光量子效率和荧光量子产率是荧光材料性能评估中至关重要的两个指标，它们描述了荧光材料将吸收的能量转化为发射的荧光的能力。
在这篇文章中，我们将讨论这两个概念的定义及它们之间的关系，分析影响荧光量子效率和荧光量子产率的因素，并提出提高它们的方法。
最后，我们将通过实际应用案例来展示荧光量子效率和荧光量子产率在实际应用中的重要性。
一、荧光量子效率与荧光量子产率的定义及关系1.荧光量子效率：荧光量子效率指的是荧光材料在激发态下产生的荧光强度与激发光强度的比值。
它可以用来衡量荧光材料将吸收的光能转化为发射的荧光能的效率。
荧光量子效率越高，说明材料将能量转化为荧光的效率越高。
2.荧光量子产率：荧光量子产率是指荧光材料在激发态下产生的荧光强度与激发光强度之比，乘以一个校正因子。
这个校正因子是为了消除实验条件对荧光强度测量的影响。
荧光量子产率越高，说明材料在实际应用中产生的荧光强度越大。
二、影响荧光量子效率和荧光量子产率的因素1.材料性质：材料的能级结构、能带宽度、杂质掺杂等因素会影响荧光量子效率和荧光量子产率。
2.激发光源：激发光源的波长、功率、光源与材料的耦合效率等会影响荧光量子效率和荧光量子产率。
3.环境条件：温度、压力、溶剂极性等环境条件也会对荧光量子效率和荧光量子产率产生影响。
三、提高荧光量子效率和荧光量子产率的策略1.优化材料性质：通过改变材料的能级结构、能带宽度等性质，提高材料的荧光量子效率和荧光量子产率。
2.选择合适的激发光源：根据材料的激发特性，选择合适的激发光源，提高激发光与材料的耦合效率。
3.改善环境条件：通过调节温度、压力、溶剂极性等环境条件，优化荧光量子效率和荧光量子产率。
四、实际应用中的荧光量子效率与荧光量子产率优化案例1.荧光传感器：在生物传感领域，提高荧光量子效率和荧光量子产率的传感器可以提高检测灵敏度和信噪比，从而实现更准确的检测。
2.荧光成像：在医学成像和生物成像中，提高荧光量子效率和荧光量子产率的荧光探针可以实现更高的成像分辨率和信噪比，提高诊断效果。
白光LED荧光粉外量子效率检测技术研究
白光LED荧光粉外量子效率检测技术研究华有杰【摘要】根据荧光粉的发光特性,对荧光粉外量子效率测试系统中的光路进行改进.当测试参比样品和待测样品的反射光谱时,通过在光谱仪的狭缝1和传输光纤1之间插入中性衰减片,对激发光源的发光强度进行有效调节;当测试发射光谱时,则取下该中性衰减片,使样品的荧光发射强度接近于衰减后的激发光源强度.对同一个样品进行10次测量之后,发现其测量结果的标准差从3.66降低到0.47,可有效提高测量精度.同时,研究荧光粉质量浓度对其外量子效率的影响,结果表明:荧光粉浓度越低,外量子效率越高,其最佳测量浓度约为50%,此时外量子效率接近于真实值.%The beam path of external quantum efficiency (EQE) testing system was improved according to luminescent properties of phosphors. When the reflectance spectra of reference and tested samples were being tested, a neutral optical filter was inserted into beam path between slit 1 and transmission fiber 1 in spectrometer. As a result, the reflective intensity of excitation light was regulated effectively. When the photoluminescence(PL) spectra were being tested, the previous neutral optical filter was taken out. So the PL intensity of tested samples were close to that of reduced excitation light. The standard deviation of EQE values was realized by testing one sample for many times. The value of standard deviation was reduced from 3.66 to 0.47. It indicated that the accuracy of measurement was greatly enhanced. Moreover, the dependence of EQE on phosphor concentration has also been studied. Results show that the lower concentration can cause higher EQE value. The optimized concentration isabout 50%. Under this concentration, the achieved EQE value is close to real value.【期刊名称】《中国测试》【年(卷),期】2017(043)005【总页数】6页(P132-137)【关键词】荧光粉;白光LED;中性衰减法;外量子效率【作者】华有杰【作者单位】中国计量大学材料科学与工程学院,浙江杭州 310018【正文语种】中文白光LED是一种将电能直接转换为白光的固态半导体照明器件，具有效率高、体积小、寿命长、安全、低电压、节能、环保等优点[1-3]，其中荧光粉是白光LED 中至关重要的光色转换材料[4-6]，是获取高性能白光的关键之一。
如何测定荧光量子效率
如何测定荧光量子效率首先要有一个已知量子产率的标准物质，一般用硫酸奎宁。
分别做标准物质和未知样品的吸收和荧光光谱。
Φu=Φs(Yu/Ys)(As/Au)Φu——待求物质的荧光量子产率；Φs——标准物质的荧光量子产率；Yu——待求物质的荧光积分面积；Ys——标准物质的荧光积分面积；Au——待求物质的荧光激发波长处的吸收值；As——标准物质的荧光激发波长处的吸收值。
测定激发光强度和荧光强度就可以了知道吧？如果已知一标准物质的量子产率，可以配置相同浓度的标准和待测物质，在相同的测量条件下，测量两者的荧光强度.未知物质的荧光量子产率=F未知/F标准*标准的量子产率。
量子效率是指发射的光子数Nf与激发时吸收的光子数NX之比,即量子效率=Nf/NX我们知道,一般的发光总有一定的能量损失,激发光子的能量总是大于发射光子的能量.所以,量子效率通常都是小于100%.在实际测量时我们不好去测量发射的光子数Nf与激发时吸收的光子数NX,而通常用用下面的公式求算:量子效率=发射峰的最大发光强度/激发峰的最大发光强度但是注意根据待测物的激发和发射波长的范围，选择不同激发和发射波长的基准物。
请问在有机电致发光中关于量子效率中的外量子效率是如何计算的公式是什么样子的exp(eV/kT)=aP2+bP+c(1)其中V为光生电压，k为玻尔兹曼常数，T为绝对温度，e为电子电荷，a，b，c 为常数。
Additionally,α-NPN thin film emits bright blue fluorescence(461 nm) 1.-NPD(5.5%). efficiency of 8.5%,higher than that of αwith a quantum该化合物可发明亮的蓝色荧光(461 nm),积分球测定其薄膜荧光量子效率为8.5%,比α-NPD 的5.5%高。
收藏指正emission properties were studied and their photolysisTheir fluorescence2.kinetics was investigated indifferent media by means of steady statephotolysis method.较低，光谱特性，发现甲氧基苯甲酰亚甲基光产碱剂的荧光量子效率考察了其荧光而萘甲酰亚甲基光产碱剂较高。
荧光量子产率的测量
荧光量子产率的测量荧光量子产率（Fluorescence Quantum Yield）是指荧光物质在受激发后发生荧光的效率，即发生荧光的分子数与吸收光子数之间的比值。
荧光量子产率是评价荧光物质荧光强度的重要参数，能够反映荧光物质的光致发光效率和发光亮度。
本文将介绍荧光量子产率的测量方法和影响荧光量子产率的因素。
荧光量子产率的测量是通过比较荧光样品的荧光与参比物的荧光来完成的。
参比物通常选取具有已知荧光量子产率的标准物质，如苯乙烯或喹啉。
测量荧光样品和参比物在相同条件下的荧光强度，然后根据以下公式计算荧光量子产率：荧光量子产率= （样品荧光强度/ 参比物荧光强度）× （参比物的荧光量子产率 / 样品的光吸收率）其中，样品的光吸收率是指样品在激发光波长下的吸收能力。
荧光量子产率的测量通常需要使用荧光光谱仪。
首先，将样品和参比物分别置于荧光池中，然后通过选择适当的激发光波长激发样品和参比物。
接下来，使用荧光光谱仪测量样品和参比物的荧光光谱，并记录荧光强度。
根据上述公式，计算荧光量子产率。
影响荧光量子产率的因素很多，主要包括以下几个方面：1. 分子结构：荧光物质的分子结构决定了其吸收和发射光谱的位置和形状，从而影响荧光量子产率。
分子结构的改变可能会导致荧光量子产率的变化。
2. 溶剂极性：溶剂极性对荧光物质的荧光量子产率有很大影响。
一般来说，溶剂极性较低时，荧光量子产率会较高，因为溶剂极性的增加会增加非辐射衰减的机会。
3. 溶剂效应：溶剂对荧光物质的溶解度和分子构型有一定的影响，从而影响荧光量子产率。
某些溶剂可能会与荧光物质发生氢键或形成络合物，导致荧光猝灭或荧光量子产率降低。
4. 氧气存在：氧气是一种强猝灭剂，能够降低荧光物质的荧光量子产率。
因此，在测量荧光量子产率时，需要在实验过程中保持样品和参比物的氧气含量一致。
荧光量子产率是衡量荧光物质荧光效率的重要参数。
通过测量荧光样品与参比物的荧光强度，可以计算出荧光量子产率。
光致发光量子效率吸收率
光致发光量子效率吸收率光致发光量子效率吸收率（PLQY）是指材料在光激发下产生发光的效率，是评价光电转换效率的重要指标之一。
它可以用来描述光能转化为发光能量的效率，对于发光材料的研究和应用具有重要意义。
光致发光量子效率吸收率与材料的能带结构、晶格结构、杂质和缺陷等因素密切相关。
在材料的吸收过程中，光子的能量被电子吸收并激发到材料的导带中，随后电子从导带重新回到价带，释放出光子能量，形成发光。
PLQY即发光能量与吸收能量之比，通常以百分比表示。
PLQY的测量方法有多种，常见的方法包括荧光光谱法、时间解析荧光法和积分球法等。
荧光光谱法是最常用的测量方法之一，可以通过测量样品的发射光谱和吸收光谱来计算PLQY。
时间解析荧光法则是通过测量样品的荧光发射寿命来计算PLQY。
积分球法则是利用一个球形样品室，测量进入和离开样品的光的强度差异，从而计算PLQY。
提高光致发光量子效率吸收率的方法有多种。
其中一种方法是优化材料的能带结构和晶格结构。
通过调控材料的能带结构，可以使得更多的激发态电子回到基态而不是通过非辐射损失。
同时，优化晶格结构可以减少缺陷和杂质对光致发光量子效率的影响。
另一种方法是合理设计和选择激光源。
不同波长的激光对材料的激发效果不同，选择合适的激发波长可以提高光致发光量子效率吸收率。
此外，激发光的强度也会对PLQY产生影响，适当调节激发光的强度可以提高PLQY。
还有一些其他因素也会对光致发光量子效率吸收率产生影响。
例如，材料表面的缺陷和杂质会引起非辐射能量损失，从而降低PLQY。
因此，降低材料的缺陷浓度和净化杂质是提高PLQY的重要手段。
光致发光量子效率吸收率在实际应用中具有重要意义。
对于发光材料的研究和开发，了解和提高PLQY可以提高发光效果和效率，拓宽其在光电子器件、生物成像和光催化等领域的应用。
同时，PLQY也是评价材料的质量和性能的重要指标之一，对于材料的选择和品质控制具有指导意义。
光致发光量子效率吸收率是评价材料发光效率的重要指标，与材料的能带结构、晶格结构、杂质和缺陷等因素密切相关。
紫外-荧光-荧光量子效率测量方法
所需浓度）。
2. 先打开紫外可见分光仪，再打开电脑，打开软件（Cary win UV——Scan 快捷方式），预热 10min。
3. 将两个比色皿内装入空白溶剂，置于仪器内支架，点击：①设置，基线，基线校正；②调零； ③基线。待基线校正完
毕，将外侧比色皿取出，换入待测样品溶液，进行测试（换用不同溶剂时需要重新做基线；空白溶剂必须和样品溶液为
������ =
������������∙������������∙nx2 ������������∙������������∙nr2
∙
������
【A：吸光度；D：积分面积；n：溶剂折射率；r：参比；x：样品】
UV-vis spectrophotometry
准备工作： 1. 溶剂（重要！常压蒸馏取中间馏分），荧光量子产率参比（短波一般可用硫酸奎宁，长波一般可用罗丹明 B）。 2. 双通比色皿 x2，比色管，移液管，滴管，擦镜纸，卫生纸，手套，带盖废液瓶，垃圾桶。
测试流程： 1. 称取各样品及参比于比色管，并配制成溶液（一般从 1x10-3M 开始配制，逐步稀释至 1x10-4M，1x10-5M，1x10-6M 及其他
【附】 0.1M 硫酸奎宁的稀硫酸溶液：Φ = 0.54 （25℃） 摩尔吸光系数：ε = A/bc 【A：吸光度；b：样品池长度（1cm）； c：浓度（mol/L）】
斯托克斯位移 Stokes Shift：波数(cm−1) = �λ1ex − λe1m� ∙ 107
荧光量子产率 Quantum Yield:
4）一般同一样品系列浓度保存于同一文件，数据另存为电子表格格式（.csv）。
Fluorescence spectrophotometry
准备工作： 1． 测试紫外全套装备。液体样品需要自备四通比色皿。固体荧光需要粉末样品、称量纸、镊子、药匙。
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如何测定荧光量子效率首先要有一个已知量子产率的标准物质，一般用硫酸奎宁。
分别做标准物质和未知样品的吸收和荧光光谱。
Φu=Φs(Yu/Ys)(As/Au)Φu——待求物质的荧光量子产率；Φs——标准物质的荧光量子产率；Yu——待求物质的荧光积分面积；Ys——标准物质的荧光积分面积；Au——待求物质的荧光激发波长处的吸收值；As——标准物质的荧光激发波长处的吸收值。
测定激发光强度和荧光强度就可以了知道吧？如果已知一标准物质的量子产率，可以配置相同浓度的标准和待测物质，在相同的测量条件下，测量两者的荧光强度.未知物质的荧光量子产率=F未知/F标准*标准的量子产率。
量子效率是指发射的光子数Nf与激发时吸收的光子数NX之比,即量子效率=Nf/NX我们知道,一般的发光总有一定的能量损失,激发光子的能量总是大于发射光子的能量.所以,量子效率通常都是小于100%.在实际测量时我们不好去测量发射的光子数Nf与激发时吸收的光子数NX,而通常用用下面的公式求算:量子效率=发射峰的最大发光强度/激发峰的最大发光强度但是注意根据待测物的激发和发射波长的范围，选择不同激发和发射波长的基准物。
请问在有机电致发光中关于量子效率中的外量子效率是如何计算的公式是什么样子的exp(eV/kT)=aP2+bP+c(1)其中V为光生电压，k为玻尔兹曼常数，T为绝对温度，e为电子电荷，a，b，c为常数。
1.Additionally,α-NPN thin film emits bright blue fluorescence(461 nm) with a quantum efficiency of 8.5%,higher than that of α-NPD(5.5%).该化合物可发明亮的蓝色荧光(461 nm),积分球测定其薄膜荧光量子效率为8.5%,比α-NPD的5.5%高。
收藏指正2.Their fluorescence emission properties were studied and their photolysis kinetics was investigated in different media by means of steady state photolysis method.考察了其荧光光谱特性，发现甲氧基苯甲酰亚甲基光产碱剂的荧光量子效率较低，而萘甲酰亚甲基光产碱剂较高。
收藏指正3.The fluorescence quantum efficiency of oxazine 1 perohlorate in 1, 2-dichloro-ethane was measured with photoacoustic speetroscopy in which the fluorescence quenching wag used.利用光声光谱技术,采取猝灭的方法对(口恶)嗪1高氯酸盐的二氯乙烷溶液进行荧光量子效率的测量。
收藏指正4.The experimental results indicate that the quantum efficiency for the emission at 1.5 μm is higher upon excitation at 0.98μm than that at 0.80 μm, owing to the much weaker excited state absorption (ESA) compared with those of excitation at 0.80 μm.研究表明 :由于在0 .98μm激发下 ,激发态吸收较0 .80μm激发下小得多 ,因而其1.5μm荧光发射量子效率也比0 .80μm激发下高得多 ;收藏指正5.Fluorescence property of coumarin derivative CND_(500) with β-cyclodextrin (β-CD) in aqueous solution and CND_(500) with ethyl alcohol, n-saf Triton X-100 micelle solution are examined by fluorescence method. It is observed that the fluorescence peak, relative intensity (F), polarization (P), relative quantum yield ((?)用荧光法研究了香豆素衍生物CND_(500)在β-CD水溶液中和在乙醇及非离子表面活性剂(n-Saf)Triton X-100等胶束溶液中的荧光特性,发现CND_(500)在β-CD水溶液中的荧光强度(F),荧光偏振度(P)、相对量子效率((?)收藏指正6.Abstract: Polyphenylacetylenes were synthesized by ［Rn(nbd)Cl］2 and WCl6/Ph4Sn catalyst systems in N2 at room temperature.Polymers with high yield and high molecular weight were obtained.Their structures were characterized by UV,IR,NMR and GPC,respectively.The fluorescence of the polymer solution with different concentration was investigated using variable excitation wavelength from UV to visible region.The relation between fluorescence and polymer structure was studied.The results showed that the molecular chain structure has great influence on fluorescence of the polymers.The emitting peak wavelength of fluorescence for the polymer of high stereoregularity is independent of solution concentration and excitation wavelength.The emitting peak wavelength of fluorescence for the polymer with disordered molecular chain arrangement varies with changing the solution concentration and excitation wavelength,and different emission sites in molecular chains and low emitting yield are shown.The measurement and analysis of fluorescence spectroscopy of polyphenylacetylenes may provide some useful information to judge the molecular chain arrangement in some conjugated polymers.文摘:使用有机金属铑、金属钨/四苯基锡催化剂体系聚合苯乙炔，分别获得了高产率和高分子量的聚苯乙炔.使用UV，IR，NMR，GPC等分别对聚合物结构进行了表征.采用不同波长的激发光对聚合物荧光性能进行研究，详细分析了聚合物结构与荧光性能之间的关系.研究结果发现，不同聚合物结构对聚合物荧光性能产生很大影响，规整性高的聚合物，将有较高的发光量子效率；聚合物规整性差，将可能导致多个荧光发光结构点，其荧光强度降低.聚合物荧光光谱研究将对某些共轭聚合物结构的规整性分析提供一些有用的信息.收藏指正7.The rate constant and the efficiency of main energy trasfer process were calculated from fluorescence lifetime, phosphorescence lifetime,quantum yield and time-resolved spectra of I3MK and I3MK-Tb(Ⅲ)stsyem. Accordingly,the dynamics of the energy-transfer process in this system was analysed. A modification of the perrin formula was proposed and the mechanism of the energy transfer of the complex system was disscussed.从I3MK和I3MK－Tb（Ⅲ）体系的荧光寿命、磷光寿命、量子产率，时间分辨光谱等，计算了各主要能量传递过程的速率常数和能量传递效率，进行了该体系能量传递过程的动态分析，提出了Perrin公式的修正参数，讨论了I3MK－Tb（Ⅲ）体系的能量传递机理．收藏指正8.The results showed that with the increasing waterstress,Fv/Fm,Fv/Fo,Yield,qP and Photo values decreased,while qN,which reflects the protective mechanism of light energy,increasedsignificantly.研究结果表明,叶片的叶绿素荧光参数PSII原初光能转换效率(Fv/Fm)、PSII潜在活性(Fv/Fo)、光合量子产额(Yield)、光化学淬灭系数(qP)和净光合速率(Photo)值随水分胁迫强度增强而呈下降的趋势;收藏指正9.Either of the two stresses increased minimum chlorophyllflorescence(F0),and decreased maximum chlorophyll fluorescence(Fm),PS Ⅱprimary chemical efficiency(Fv/Fm)and PSⅡpotential activity(Fv/F0),but did not significantly result in variation in quantum yield of PSⅡ linear electron(ΦPSⅡ) relative to the un-stressed control. POD activity,MDA and Pro contents were significantly raised by drought or salinity.干旱或盐胁迫引起初始荧光(F0)上升,最大荧光(Fm)、PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/F0)显著下降,PSⅡ实际光化学量子产量(ΦPSⅡ)略有降低,而POD活性、MDA和Pro含量显著提高。