束缚激子 的发光是常见的现象,它在束缚能上的微小差异常被用来反映束缚中心的特征。在有机分子 晶体中,最低的电子激发态是三重激子态,而单态激子的能量几乎是三重态激子能量的两倍。 分子晶体中的分子由于近邻同类分子的存在,会出现两种效应:“红移”(约几百cm)及“达 维多夫劈裂”。这两种效应对单态的影响都大于对三重态的影响。 能量更高的激发态是导带中的电子,包括热载流子所处的状态。后者是在能量较高的光 学激发下。载流子被激发到高出在导带(或价带)中热平衡态的情况,通常可用电子(或空 穴)温度(不同于点阵温度)描述它们的分布。实验证明,热载流子不需要和点阵充分交换 能量直至达到和点阵处于热平衡的状态即可复合发光,尽管它的复合截面较后者小。热载流 子也可在导带(或价带)内部向低能跃迁。这类发光可以反映能带结构及有关性质。 激发态的运动是发光中的重要过程,能量传递是它的一个重要途径。分子之间的能量传 递几率很大,处于激发态的分子被看作是激子态。无机材料中的能量传递也非常重要,在技 术上已得到应用。无辐射跃迁是激发态弛豫中的另一重要途径。对发光效率有决定性的影响。 应用 光致发光最普遍的应用为日光灯。它是灯管内气体放电产生的紫外线激发管壁上的发光 粉而发出可见光的。其效率约为白炽灯的5 倍。此外,“黑光灯”及其他单色灯的光致发光 广泛地用于印刷、复制、医疗、植物生长、诱虫及装饰等技术中。上转换材料则可将红外光 转换为可见光,可用于探测红外线,例如红外激光的光场等。 光致发光可以提供有关材料的结构、成分及环境原子排列的信息,是一种非破坏性的、 灵敏度高的分析方法。激光的应用更使这类分析方法深入到微区、选择激发及瞬态过程的领 域,使它又进一步成为重要的研究手段,应用到物理学、材料科学、化学及分子生物学等领 域,逐步出现新的边缘学科。