Cú nhiều chất huỳnh quang khi tăng dần nồng độ thỡ chỳng phỏt quang mạnh dần, nhưng chỉ đến một nồng độ C0 nào đú. Sau đú nếu nồng độ của chất huỳnh quang đú càng tăng thỡ hiệu suất càng giảm và khi nồng độ tăng đến một mức nào đú thỡ hiệu suất huỳnh quang giảm dần đến khụng. Đú là hiện tượng tắt vỡ nồng độ. Khi nồng độ chất màu cao, cường độ huỳnh quang bị dập tắt rất mạnh do va chạm của cỏc phõn tử màu ở trạng thỏi kớch thớch với cỏc phõn tử ở trạng thỏi cơ bản.
Hỡnh 1.5. Sự phụ thuộc của hiệu suất huỳnh quang vào nồng độ
Hiện tượng giảm hiệu suất huỳnh quang khi tăng nồng độ của chất huỳnh quang được gọi là hiện tượng tắt vỡ nồng độ. Đường cong biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất huỳnh quang vào nồng độ cú dạng như Hỡnh 1.5.
Đầu tiờn khi nồng độ mới bắt đầu tăng đến giỏ trị tới hạn C0 nào đú, hiệu suất huỳnh quang giữ khụng đổi. Sau đú nếu tiếp tục tăng nồng độ của nú (C > C0) thỡ hiệu suất huỳnh quang giảm theo hàm exp:
Trong đú: η0 – hiệu suất huỳnh quang khi chưa cú hiện tượng tắt vỡ nồng độ.
C0 – giỏ trị giới hạn của nồng độ ứng với nú bắt đầu xảy ra tắt phỏt quang và phụ thuộc vào mụi trường.
k – hằng số.
Cỏc nghiờn cứu sự thay đổi phổ hấp thụ và huỳnh quang của chất huỳnh quang vào nồng độ cho thấy:
- Trong vựng nồng độ thấp khi hiện tượng tắt chưa xuất hiện thỡ phổ hấp thụ khụng thay đổi. Với nồng độ lớn của chất huỳnh quang khi cú hiện tượng tắt thỡ phổ hấp thụ thay đổi khỏ nhiều. Do đú sự thay đổi phổ hấp thụ liờn quan chặt chẽ đến quỏ trỡnh tắt.
- Ảnh hưởng của nồng độ trờn phổ huỳnh quang thường khụng lớn lắm. Sự giảm hiệu suất huỳnh quang khi tăng nồng độ luụn đi đụi với sự thay đổi thời gian sống phỏt quang τ. Ban đầu hiệu suất huỳnh quang giảm cựng tốc độ với thời gian sống phỏt quang nhưng khi nồng độ lớn thỡ hiệu suất huỳnh quang giảm nhanh hơn thời gian sống phỏt quang.
Cỏc hiện tượng này cú thể giải thớch một cỏch định tớnh dựa vào lý thuyết tập hợp cỏc phõn tử:
Khi nồng độ nhỏ, phổ hấp thụ chủ yếu là do cỏc đơn phõn tử quy định, vỡ thế phổ hấp thụ khụng thay đổi. Khi nồng độ tăng, khoảng cỏch cỏc phõn tử thu hẹp thỡ cỏc phõn tử tương tỏc với nhau tạo thành cỏc tập hợp phõn tử (như cỏc dimer, cỏc kết tụ,...), khi đú phổ hấp thụ là do cả cỏc phõn tử tập hợp và cỏc đơn phõn tử quy định vỡ vậy phổ hấp thụ bị thay đổi.
Dạng phổ huỳnh quang thay đổi rất ớt khi thay đổi nồng độ của chất huỳnh quang, vỡ phổ huỳnh quang chỉ do cỏc đơn phõn tử quy định. Tuy nhiờn, do số lượng cỏc đơn phõn tử bị giảm đi nờn cường độ huỳnh quang bị giảm khi nồng độ tăng. Sự giảm cường độ huỳnh quang khi nồng độ tăng là một dấu hiệu quan trọng để nhận biết hiện tượng dập tắt huỳnh quang do nồng độ.
Sự giảm thời gian kộo dài của cỏc trạng thỏi kớch thớch (thời gian sống phỏt quang) khi tăng nồng độ cú thể được giải thớch là do tỏc dụng nhiễu loạn của những phõn tử khụng bị kớch thớch trờn cỏc phõn tử bị kớch thớch cũng như do sự phỏ vỡ tớnh bền vững cỏc trạng thỏi điện tử của những phõn tử bị kớch thớch.