磷光

具有磷光性的粉末分别处于可见光下、紫外线下和完全黑暗的环境中
由磷光構成的鳥形

磷光是一种缓慢发光的 光致发光现象。当某种 常温 物质经某种 波长的入射光(通常是 紫外线X射线)照射,吸收光能后进入 激发态(通常具有和基态不同的自旋多重度),然后缓慢地退激发并发出比入射光的的波长长的出射光(通常波长在可见光波段),而且与 荧光过程不同,当入射光停止后,发光现象持续存在,其衰退時間大於 秒。发出磷光的退激发过程是被量子力学的跃迁选择规则禁戒的,因此这个过程很缓慢。

机制

电子依照 泡利不相容原理(Pauli Exclusion Principle)排布在 分子轨道上,当分子吸收入射光的 能量后,其中的电子从 基态(通常为自旋单重态) 跃迁至具有相同自旋多重度的 激发态。处于激发态的电子可以通过各种不同的途径释放其 能量回到基态。比如电子可以从经由非常快的(短于秒)内转换过程无辐射跃迁至能量稍低并具有相同自旋多重度的激发态,然后从经由系间跨越(intersystem crossing)过程无辐射跃迁至能量较低且具有不同自旋多重度的激发态(通常为自旋三重态,self-triplet excited state),再经由内转换过程无辐射跃迁至激发态,然后以发光的方式释放出能量而回到基态。由于激发态和基态具有不同的自旋多重度,虽然这一跃迁过程在 热力学上有利,可是它是被跃迁选择规则禁戒的,从而需要很长的时间(从秒到数分钟乃至数小时不等)来完成这个过程;当停止入射光后,物质中还有相当数量的电子继续保持在 亚稳态上并持续发光直到所有的电子回到基态。

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