Với vật liệu quang điện tử thì phép phân tích huỳnh quang là rất quan trọng vì phép phân tích này có độ nhạy cao, sẽ giúp chúng ta tìm hiểu các thông tin về cấu trúc, quá trình truyền năng lượng của các tâm phát quang.
Huỳnh quang là sự tái bức xạ của ánh sáng hấp thụ truớc đó của vật liệu. Khi các phân tử, nguyên tử hấp thụ ánh sáng, chúng chuyển lên trạng thái có năng lượng cao hơn và khi chuyển về trạng thái cơ bản, chúng giải phóng năng lượng dư cà có thể phát huỳnh quang. Với cùng một buớc sóng kích thích, phổ
huỳnh quang của các chất phát huỳnh quang khác nhau là khác nhau [3, 4]. Phổ PL được dùng để thu nhận các thông tin về cấu trúc điện tử của các tâm phát quang (như các ion Er3+, Eu3+…), và các quá trình truyền năng lượng giữa các tâm khác nhau. Phổ PL còn cung cấp thông tin về năng lượng vùng cấm Eg của bán dẫn, sự phụ thuộc nhiệt độ của nó...
Phổ PL ghi nhận các chuyển dời của điện tử trong vật liệu có giải phóng năng lượng dưới dạng photon sau khi đã bị kích thích. Như vậy, phổ PL được ghi dưới dạng phân bố cường độ huỳnh quang phát ra IL(λ) theo buớc sóng, hoặc số sóng của nguồn kích thích cho truớc. Nguồn kích thích là các photon dẫn trong vùng nhìn thấy, có thể từ một laser hoặc từ đèn thuỷ ngân. Năng lượng photon kích thích được chọn phù hợp để vật liệu phát quang tốt nhất.
quang tuyến tính và huỳnh quang phi tuyến. Trong quá trình huỳnh quang tuyến tính, cường độ huỳnh quang tỷ lệ với cường độ kích thích còn trong quá trình phi tuyến, cường độ huỳnh quang tỉ lệ với bậc hai hoặc lớn hơn bậc hai so với cường độ kích thích.
Hình 2.10. Sơđồ khối hệđo huỳnh quang
Tín hiệu kích thích từ nguồn sáng được chiếu trực tiếp lên mẫu để kích thích các điện tử từ trạng thái năng lượng thấp lên trạng thái kích thích có năng lượng cao. Tín hiệu huỳnh quang phát ra do quá trình hồi phục của điện tử được phân tích qua máy đơn sắc và thu nhận qua ống nhân quang điện để biến
đổi thành tín hiệu điện đưa ra xử lý.
Tùy thuộc vào bản chất vật lý khác nhau của nguồn kích thích mà người ta thường phân chia thành quang huỳnh- là vật liệu huỳnh quang được kích thích bởi nguồn sáng có năng lượng cao như laser, đèn tử ngoai hay điện huỳnh quang- là vật liệu huỳnh quang với nguồn sáng kích thích là điện trường (ứng dụng làm đèn LED) và huỳnh quang cathode- là vật liệu huỳnh quang là chùm
điện tử có năng lượng lớn (trong màn hình máy tính, ti vi).