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メール
lina-he@zolix.com.cn
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電話番号
13810146393
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アドレス
北京中関村科学技術園区通州園金橋産業基地環科中路16号、連東U谷中試験区68号B座
北京卓立漢光計器有限公司
概要
フェムト秒過渡吸収分光システムOmni-fs-TAは光電材料、光電デバイス、有機太陽電池などの励起状態分光法と動力学の研究に用いられ、超高速時間スケールで物理と化学材料系における各種動力学過程を研究する有効なツールであり、エネルギー材料、ナノ材料、有機分子材料の光化学過程のより深い探求と論証に用いられる。
製品詳細
フェムト秒過渡吸収分光システムOmni−fs−TA
Omni−fs−TAフェムト秒過渡吸収スペクトルシステムは光電材料、光電デバイス、有機太陽電池などの励起状態スペクトルと動力学を研究するために用いられ、超高速時間スケールで物理と化学材料システムにおける各種動力学過程を研究する有効なツールであり、エネルギー材料、ナノ材料、有機分子材料の光化学過程のより深い研究と論証に用いられる。
ポンプ検出原理
光は分子のエネルギー準位遷移を制御し測定する重要な手段であり、分子が光励起を受けた後にエネルギー準位遷移が発生し、これは分子基底状態と励起状態の配置数の変化を伴い、それによって分子または材料系の光の吸収または発光に変化を引き起こす。ポンプ・プローブ技術はパルス光励起試料を通じて、エネルギー準位遷移を発生させ、パルス光を再利用して励起状態をプローブし、励起光パルスとプローブ光パルスの時間遅延を連続的に調節し、励起状態の時間変化に伴う動力学過程を得ることができ、励起状態緩和過程のモニタリングを実現する。
ポンプ‐プローブエネルギー準位遷移の概略図
フェムト秒過渡吸収分光システムOmni−fs−TA
フェムト秒過渡吸収スペクトルはフェムト秒時間スケールにおける時間分解ポンプ−プローブ（pump−probe）技術であり、その時間スケールが短いため、この方法はエネルギー移動、電子移動、緩和及び異性化などの研究を含む電子励起状態の大部分の情報をプローブするために用いることができる。この技術手段は主に1本のポンプ光で励起状態を発生させ、さらに別の広いスペクトル範囲の検出光で過渡中間種吸光度をスペクトル測定し、同時に超高速時間とスペクトル次元で励起状態動力学を測定することができる。
フェムト秒レーザはシステム光源として、1つはポンプ光として試料を基底状態から励起状態に励起し、もう1つの光は白色光発生器に入って超連続白色光を過渡吸収として生成するプローブ光である。過渡吸収信号は、励起発光材料の吸光度の変化の有無を試験することにより得られる。測定原理的には、信号対雑音比を早め、検出光のジッタによる偽信号を小さくするために、検出光をprobe光として、もう一方をreference光として2つに分けることができる。同時に、背景信号と蛍光信号が過渡吸収信号に与える影響を排除する必要がある。
材料の外光電効果によるエネルギー準位遷移は主にフェムト秒時間に発生し、この過程はその後の励起状態緩和、例えば電子や空間の複合がその後に発生し、これらの過程は主にピコ秒、ナノ秒時間スケールにある。多くの半導体材料では、内部に欠陥状態が存在することが多いため、マイクロ秒、ミリ秒などの時間スケールを含む、欠陥状態の関与を伴うより遅い時間スケールが存在する。フェムト秒過渡吸収スペクトルはフェムト秒−ナノ秒時間範囲内の励起状態動力学過程を得ることができ、材料または有機分子中の超高速化学、物理過程を研究する有力なツールである。
ポンプ検出原理
異なる時間遅延（t）で得られた過渡吸収スペクトル
フェムト秒過渡吸収分光法の応用
超高速スペクトル技術の一つとして、フェムト秒過渡吸収スペクトル技術は重要な超高速動力学研究手段であり、分子の動力学過程を探究することができるだけでなく、いくつかの外観に対してもレベルの現象をより深く理解し、説明する。現在、生物、物理、化学、材料などの研究に広く応用されている。例えば、新型ナノ材料の光電変換メカニズム、光合成の研究、DNA光損傷メカニズム、フォトクロミック反応などの研究。
実測事例-光生キャリア移動と複合プロセスの研究
ペロブスカイトMOFs材料中の有機金属骨格はペロブスカイトナノ結晶の安定性を高め、より明るく安定したLEDデバイスに応用することができ、過渡吸収スペクトルはそれに対して光物理過程の探査を行うことができ、それによって実験室で材料の設計と成長を指導する。右図はMOFs安定化ペロブスカイトナノ結晶の過渡吸収スペクトル図である。
有機太陽電池（OSCs）の電荷再結合と三重項励起子の相互作用
高性能有機光起電力デバイスはバルクヘテロ接合構造を採用し、多くのドナー−受容体（D−A）ヘテロ接合によって形成される電荷移動状態は励起子状態の解離に役立つ。しかし、光生キャリア再結合に起因する電荷移動状態のスピン特性は、低エネルギー三重項励起子（T 1）を形成し、緩和過程の発生を引き起こし、光電流の損失をもたらす。フェムト秒過渡吸収分光法を用いて異なる材料配置の励起状態分光法と動力学過程を研究すると、比較的弱い励起子結合強度を持つドナーと受容体を使用することで、励起子解離効率を犠牲にすることなく三重励起子状態の形成を減らすことができることが分かった。OSCs電荷再結合と三重項励起子相互作用機構に対して、材料設計、デバイス工学と光物理学に対する潜在的な影響を討論し、それによって未来の有機光起電素子がその潜在力を十分に発揮するために全面的な基礎を提供した。
異なる材料の二量体非局在状態励起子の過渡吸収スペクトルと分子動力学シミュレーション結果
有機太陽電池の異なる材料組成の過渡吸収スペクトル試験結果
技術仕様
フェムト秒光源の中心波長 |
800±10nm |
1030±3nm |
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プローブ波長範囲 （UV-VIS-NIR） |
300-700nm;400-900nm;450-1000nm;900-1700nm; |
300-500nm;380-600nm;500-1000nm;900-1600nm |
ポンプ光波長範囲 |
240-480nm;475-1160nm;1160-1600nm;1600nm-2600nm |
300-480nm;600-900nm;1200-2500nm |
プローブ時間ウィンドウ |
4ns/8ns |
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時間分解能 |
1.5倍レーザパルス幅 |
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感度 |
広いスペクトル0.1ΔmOD、単波長0.01ΔmOD |
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テストモード |
反射、透過、背面励起 |
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サンプルキャビティ |
液体、粉末、フィルム |
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ソフトウェア |
プローブ光安定性モニタリング、スペクトルプレビュー、スペクトル補正、スペクトル平滑化、データフィッティング |
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機能拡張 |
マイクロストリップスペクトル |
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ワイドフィールド過渡吸収イメージング | ||
時間依存単光子計数モジュール：最小時間間隔2 ps、最小寿命範囲100 ps、波長分解能0.08 nm | ||
フェムト秒Kerrゲート時間分解蛍光スペクトル：スペクトル範囲400〜900 nm、レーザーパルス幅50 fs、サンプル寿命測定時間窓4 ns | ||
サンプルデータ
単結晶酸化亜鉛の過渡吸収スペクトル試験結果
参考文献
[1] Jiang, K., Zhang, J., Zhong, C. et al. Suppressed recombination loss in organic photovoltaics adopting a planar-mixed heterojunction architecture.Nat Energy 7, 1076–1086 (2022).
Gillett, A.J.、Privitera, A.、Dilmurat, R.et al.有機太陽電池におけるトリプレットエキソンへの電荷再組み合わせの役割。自然597、666-671（2021年）。
Krishnapriya, K.C., Roy, P., Puttaraju, B. et al. スピン密度はペンタセン二分子における分子内シングレットエキソン裂裂をエンコードします。Nat Commun 10, 33 (2019).
卓立漢光について
スペクトル領域を深耕する国産ブランドとして、卓立漢光は常に高品質製品の開発を核心として、スペクトル検出装置の自主革新の道を着実に前進している。物質の発光特性を正確に捕捉する定常過渡蛍光分光器、定常蛍光分光器から、物質の分子構造を解析するラスタ分光器、フーリエ赤外分光器まで、すべての設備は技術への研鑽と品質への堅守を凝集している。
異なる科学研究と応用ニーズに対して、我々は多シーンをカバーするスペクトルシステムを発売した：過渡吸収分光器、フェムト秒過渡吸収分光システムは物質を探究できる超高速光物理過程、蛍光寿命イメージング、三次元蛍光分光計は時空次元から蛍光特性の微細な変化を呈することができる、光ルミネセンス分光器は材料の光学性能の研究に有力な支持を提供する、レーザー誘起蛍光分光計は高感度検出の分野で卓*性能を示している。
将来的には、卓立漢光は革新を駆動力とし、スペクトル検出技術を絶えず最適化し、これらの高品質なスペクトル製品が科学研究の突破と産業のグレードアップのためにより多くの「中国力」を注入し、高スペクトル装置分野における国産ブランドのハードコア実力を明らかにする。
