Việc xác định thời gian sống của vật liệu ở trạng thái kích thích cĩ ý nghĩa quan trọng. Khi một vật liệu bị kích thích sẽ chuyển từ trạng thái cơ bản lên trạng thái kích thích. Hệ điện tử kích thích cĩ thời gian sống xác định, phụ thuộc vào bản chất của vật liệu và trạng thái mà ở đĩ điện tử/ lỗ trống bị kích thích tới. Ghi nhận thời gian sống huỳnh quang ở một vùng phổ nào đĩ cho phép đốn nhận về bản chất của chuyển dời phát quang, hay quá trình tái hợp
điện tử-lỗ trống phát quang. Phương pháp phổ biến nhất đểđo thời gian sống của vật liệu là phương pháp huỳnh quang phân giải thời gian. Hơn nữa, tập hợp những phổ huỳnh quang phân giải thời gian cho thấy diễn biến cường độ của từng thành phần phổ theo những khoảng thời gian trễ sau thời điểm kích thích mẫu khác nhau. Từ đĩ, cĩ thể phân định được các thành phần phổ riêng đặc trưng cho các chuyển dời điện tử khác nhau nhưng che phủ nhau về vùng năng lượng phát xạ.
Các phép đo phân giải thời gian trong luận án được thực hiện trên hệ thiết bị đo gồm máy đơn sắc Jobin-Yvon HRD1(độ phân giải 13 Ao/ 1 mm khe máy đơn sắc), ống nhân quang điện H733 (thời gian đáp xung khoảng 0,7 ns), dao động ký LeCroy 9362 (tần số 1,5 GHz). Hình 2.14 trình bày sơ đồ khối của một hệ đo phân giải thời gian tại Phịng Vật liệu quang điện tử.
Hình 2.14. Sơ đồ khối hệ huỳnh quang phân giải thời gian
Trên nguyên tắc cơ bản, hệ đo huỳnh quang phân giải thời gian cĩ cấu trúc gần giống hệ đo huỳnh quang dừng. Tuy nhiên, để cĩ khả năng phân giải thời gian thì hệ thiết bị cĩ một số đặc điểm riêng như sau:
+ Nguồn kích thích: laser xung phát vùng bước sĩng phù hợp với hấp thụ của mẫu cần nghiên cứu, thời gian xung ngắn so với thời gian sống huỳnh
quang ở trạng thái kích thích và độ lặp lại xung sao cho thời gian giữa hai xung liên tiếp dài hơn nhiều thời gian sống huỳnh quang.
+ Phần thu nhận quang-điện tửđảm bảo nhanh hơn, khơng gây méo dạng tín hiệu. Kỹ thuật trung bình nhiều xung cho một điểm phổ được sử dụng để nâng cao tỉ số tín hiệu trên nhiễu.