光致发光光谱一

光致发光光谱研究（一）

碳纳米管直径处于纳米量级，为了解其内部结构，研究其光学性质，就必须要借助一些工具。在大致掌握了依据拉曼光谱的强度、数目和位移来研究碳纳米管结构的相关知识后，我们小组成员就光致发光光谱的原理等进行了共同学习。

我们了解到用单色光激发样品价带电子或低能级上的电子并产生空穴，这种激发态的弛豫过程可以是辐射跃迁、产生俄歇电子或产生多个声子即发生非辐射跃迁。光是一种电磁辐射，发光就是物体内部将某种方式吸收的能量转化为光辐射的过程，是被激发了的粒子或由这些粒子组成的系统所产生的本身固有的非平衡辐射。当发光又分为分立发光和复合发光，前者发生在孤立的原子尺度的发光中心内，后者发生在可以运动的载流子即导带中的电子和价带中的空穴之间，载流子和导带附近的施主能级或价带附近的受主能级之间。非平衡载流子通过各种辐射复合或无辐射复合向低能态跃迁，导致产生各种能量的光子即光致发光。

光致发光光谱描述了光致发光强度随光子能量的分布。光致发光光谱各个谱线结构的能量位置、谱形、相对强度以及它们随温度、压强、激发强度等变化特性，反映了光致发光跃迁的内在机制，给出了各种材料的各种光学特性。而且利用光致发光光谱可直接测量半导体材料的带隙。因为光激发导致的电子激发态是一种非平衡态，其电子可直接通过辐射复合回到基态，也可以弛豫到导带或价带中能量较低的状态附近，然后再经辐射复合过程回到基态，即激发态的辐射复合

寿命远大于发射声子等过程的弛豫时间，因此可用光致发光法直接测量碳纳米管的带隙。