光電實驗室(C02-512-1) - 高雄大學應用物理學系

A. 時間解析光激螢光(Time-Resolved Photoluminescence，TRPL) a. TRPL原理時間單光子計數系統(Time-corrected Single Photon Counting System, TCSPC)。

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2.時間解析電激螢光光譜(Time-ResolvedElectroluminescence，TREL)。

A.時間解析光激螢光(Time-ResolvedPhotoluminescence，TRPL) 　a.TRPL原理 時間單光子計數系統(Time-correctedSinglePhotonCountingSystem,TCSPC)。

其基本原理是選定特定光子能量作為偵測能量位置，用脈衝雷射光源激發樣品產生螢光，每次脈衝只激發出單顆光子，由雷射脈衝產生的時間與單位光子被偵測到之時間差，經過多次計數，可測得螢光光子出現的機率分佈，如圖一所示，此曲線就相當於激發停止後螢光強度隨時間衰減的曲線。

圖一TCSPC示意圖。

　 為了達到每次脈衝所激發的是一個光子或沒有光子，必要時得衰減激發雷射光，樣品的強度才能達到單一脈衝對應單一光子的條件。

因為若激發多於一個光子時，會使測得的衰減時間變短而有誤差。

事實上，若達到單一光子條件時，許多脈衝是沒有伴隨任何光子被激發的。

　 　b.TRPL實驗裝置 時間鑑別光激螢光光譜系統架構圖如圖二所示，首先以波長375nm短脈衝雷射(pulsewidth50ps)當作激發光源，以凸透鏡聚焦入射於樣品，其螢光以透鏡組收集入射於光譜儀中，光譜儀可以選擇特定發光波長，量測特定發光波長的載子生命期，接著利用時間相關單一光子計數器(Time-CorrelatedSinglePhotonCounting，TCSPC)記錄螢光時域變化，得到時間解析光激螢光圖形。

圖二時間解析光激螢光裝置圖。

　 B.時間解析電激螢光光譜(Time-ResolvedElectroluminescence，TREL) 　a.TREL原理 TREL則是利用脈衝電壓激發樣品，以示波器分析紀錄EL與時間的關係，則進一步得到延遲時間，分析即得載子注入、載子遷移、載子形成激發態、激發態載子產生放射光等困難分析過程，如圖三示。

藉由TREL的量測，我們可以研究載子的移動率(mobility)、載子上升時間(risetime)、載子衰減期(decaytime)。

　　　　　　　圖三(a)典型的脈衝電壓。

　 　b.TREL實驗裝置 實驗做法為加脈衝電壓於樣品，將光譜儀設定至要偵測的波長峰值，用光偵測器接收螢光光子訊號，並將光子轉為電流訊號送到示波器，利用軟體繪出時間解析電激螢光，裝置如圖四所示。

　　　　　　　　圖四時間解析電激螢光量測裝置圖。