Фемтосекундная переходная абсорбционная спектральная система Omni - fs - TA, используемая для изучения спектра и динамики возбужденных состояний, таких как фотоэлектрические материалы, фотоэлектрические устройства, органические солнечные батареи, является эффективным инструментом для изучения различных динамических процессов в системах физических и химических материалов в сверхбыстрых временных масштабах и используется для более глубокого изучения и демонстрации фотохимических процессов в энергетических материалах, наноматериалах и органических молекулярных материалах.
Фемтосекундная переходная абсорбционная спектральная система Omni - fs - TA
Фемтосекундная переходная абсорбционная спектральная система Omni - fs - TA, используемая для изучения спектра и динамики возбужденных состояний, таких как фотоэлектрические материалы, фотоэлектрические устройства и органические солнечные батареи, является эффективным инструментом для изучения различных динамических процессов в системах физических и химических материалов в сверхбыстрых временных масштабах и используется для более глубокого изучения и демонстрации фотохимических процессов в энергетических материалах, наноматериалах и органических молекулярных материалах.
принцип накачки - обнаружения
Свет является важным средством регулирования и измерения переходов на молекулярный уровень. После того, как молекула возбуждается светом, происходит переход на энергетический уровень, который сопровождается изменением макета молекулярной базы и возбужденного состояния, что приводит к изменению поглощения или эмиссии света молекулярной или материальной системой. Технология накачки - обнаружения через пучок импульсного светового возбуждения образцов, используемых для перехода энергетического уровня, а затем с помощью пучка импульсного света для обнаружения возбужденного состояния, непрерывной регулировки задержки времени возбужденного светового импульса и обнаружения светового импульса, может получить динамический процесс изменения возбужденного состояния со временем и обеспечить мониторинг процесса релаксации возбужденного состояния.

схема перехода насоса - зонда
Фемтосекундная переходная абсорбционная спектральная система Omni - fs - TA
Фемтосекундный спектр переходного поглощения - это технология насоса - обнаружения с временным разрешением (pump - probe) в фемтосекундном временном масштабе, которая может быть использована для обнаружения большей части информации о состоянии возбуждения электронов, включая такие исследования, как передача энергии, передача электронов, релаксация и изомеризация. Этот метод в основном состоит в том, чтобы сначала генерировать возбужденное состояние с помощью пучка насоса, а затем спектрально измерять поглощение переходных промежуточных видов с помощью другого пучка света, обнаруженного в широком спектральном диапазоне, что позволяет измерять динамику возбужденного состояния одновременно в сверхбыстром временном и спектральном измерениях.
Фемтосекундный лазер служит системным источником света и делится на два пути: один пучок, как пучок насоса, возбуждает образец из основного состояния в возбужденное состояние, а другой пучок света входит в генератор белого света, чтобы генерировать сверхнепрерывный белый свет в качестве переходного поглощения детекторного света. Переходные поглощающие сигналы были получены путем проверки изменений в поглощении света как активными так и ненапряженными светоизлучающими материалами. В принципе измерения, чтобы уменьшить отношение сигнала к шуму и уменьшить ложный сигнал, вызванный дрожанием детектора света, свет обнаружения можно разделить на два пути, один как проблематичный свет, а другой как референс свет. Необходимо также исключить влияние фоновых и флуоресцентных сигналов на переходные поглощающие сигналы.

Переход энергетического уровня, создаваемый материалом из - за внешних фотоэлектрических эффектов, происходит в основном в фемтосекундное время, и этот процесс сопровождается последующей релаксацией возбужденного состояния, например, комбинацией электронов или пространства, которая происходит позже, и эти процессы в основном происходят в пикосекундных и наносекундных временных масштабах. Для многих полупроводниковых материалов, поскольку дефектные состояния часто присутствуют внутри, они также сопровождаются более медленными временными масштабами, в том числе микросекундами, миллисекундами и другими временными масштабами, в которых участвуют дефектные состояния. Фемтосекундный спектр переходного поглощения может получать динамические процессы возбужденного состояния в фемтосекундно - наносекундном диапазоне и является мощным инструментом для изучения сверхбыстрых химических и физических процессов в материалах или органических молекулах.


принцип накачки - обнаружения

Переходный спектр поглощения, полученный с различной временной задержкой (t)
Применение фемтосекундного переходного спектра поглощения
Как одна из сверхбыстрых спектральных технологий, фемтосекундная спектроскопия переходного поглощения является важным средством изучения сверхбыстрой динамики не только для изучения динамических процессов молекул, но и для некоторых поверхностейБолее глубокое понимание и интерпретация явлений на уровне. В настоящее время широко используется в биологических, физических, химических, материаловедческих исследованиях. Например, фотоэлектрические механизмы преобразования новых наноматериалов, исследования фотосинтеза, механизмы фотоповреждения ДНК, фотохроматические реакции и другие исследования.
Измеренный случай - исследование переноса фотонных носителей и сложных процессов
Органический металлический каркас в перовскитовых MOFs - материалах повышает стабильность нанокристаллов перовскита и применяется к более ярким и стабильным светодиодным устройствам, которые могут быть обнаружены переходным спектром поглощения для фотофизических процессов, которые направляют проектирование и рост материала в лаборатории. На правом рисунке показана спектрограмма переходного поглощения нанокристаллов перовскита, стабилизированных MOFs.

Органические солнечные батареи (OSCs), зарядовые комплексы и тройные экситоны взаимодействуют
Высокопроизводительные органические фотоэлектрические устройства используют структуру гетерогенных переходов тела, а состояние переноса заряда, образованное многочисленными гетерогенными переходами донора - рецептора (D - A), способствует диссоциации экситонного состояния. Тем не менее, спиновые свойства, возникающие из состояния переноса заряда, создаваемого комплексом фотонных носителей, могут привести к образованию низкоэнергетических тройных экситонов (T1) и вызвать процесс релаксации, что приведет к потере светового тока. Изучение спектра возбуждения и динамических процессов в различных конфигурациях материала с использованием фемтосекундного переходного абсорбционного спектра показало, что использование питательных веществ и рецепторов со слабой прочностью экситонной связи может уменьшить образование триэкситонного состояния без ущерба для эффективности экситонной диссоциации. Потенциальное влияние OSCs на конструкцию материалов, проектирование устройств и фотофизику обсуждалось с помощью механизма взаимодействия между зарядовой композицией OSCs и тройными экситонами, обеспечивая тем самым всеобъемлющую основу для полной реализации потенциала будущих органических фотоэлектрических устройств.

Результаты моделирования спектра поглощения и молекулярной динамики димеров из различных материалов

Результаты испытаний спектра переходного поглощения из различных материалов органических солнечных батарей
технические параметры
фемтосекундная длина волны |
800±10нм |
1030±3нм |
|
диапазон длин волн обнаружения
(УФ-Вис-НИР)
|
300-700 нм; 400-900 нм; 450-1000 нм; 900-1700нм; |
300-500нм; 380-600нм; 500-1000нм; 900-1600нм |
диапазон волн Пугуана насоса |
240-480нм; 475-1160 нм; 1160-1600нм; 1600нм-2600нм |
300-480нм; 600-900 нм; 1200-2500нм |
Окно времени обнаружения |
4ns / 8ns |
Разрешение по времени |
1.5 Ширина импульса лазера |
чувствительность |
Широкий спектр 0,1 Дельта - мОД, одинарная длина волны 0,01 Дельта - мОД |
Режим тестирования |
Отражение, пропускание, возбуждение спины |
Пробная полость |
Жидкость, порошок, пленка |
программное обеспечение |
Мониторинг фотодетекторной стабильности, предварительный просмотр спектра, коррекция спектра, сглаживание спектра, согласование данных |
Расширение функций |
Микроскопический спектр |
широкополосная абсорбционная визуализация |
Модуль подсчета одиночных фотонов с временной корреляцией: минимальный интервал времени 2 ps, минимальный диапазон жизни 100 ps, разрешение длины волны 0,08 нм |
Спектр флуоресценции с временным разрешением Кермана в фемтосекундах: спектральный диапазон 400 - 900 нм, ширина лазерного импульса 50fs, окно времени измерения срока службы образца 4ns |
Примерные данные

Результаты спектроскопии переходного поглощения монокристаллического оксида цинка
Библиография
Jiang, K., Zhang, J., Zhong, C. et al. Поддержанная потеря рекомбинации в органической фотоэлектрической энергии, принимающей архитектуру плоского-смешанного гетеросоединения. Nat Energy 7, 1076–1086 (2022).
Gillett, A.J., Privitera, A., Dilmurat, R.et al. Роль рекомбинации заряда к троплетным экзитонам в органических солнечных элементах. Природа 597, 666–671 (2021).
Krishnapriya, K.C., Roy, P., Puttaraju, B. et al. Плотность спина кодирует внутримолекулярное деление синглета экситона в пентаценовых димерах. Нат Коммун 10, 33 (2019).
Насчет Чо Лихана.
Будучи отечественным брендом в области спектра глубокого земледелия, Zhuolihanguang всегда фокусировался на разработке высококачественных продуктов в качестве ядра и неуклонно продвигался по пути независимых инноваций в спектральном испытательном оборудовании. От стабильного переходного флуоресцентного спектрометра, который точно захватывает световые свойства вещества, стабильного флуоресцентного спектрометра до растрового спектрометра, который анализирует молекулярную структуру вещества, инфракрасного спектрометра Фурье, каждое устройство воплощает в себе исследование технологии и приверженность качеству.
В ответ на различные научные и прикладные потребности мы запустили спектральные системы, охватывающие несколько сцен: спектрометры переходного поглощения, фемтосекундные спектральные системы переходного поглощения могут исследовать сверхбыстрые фотофизические процессы вещества; Изображение срока службы флуоресценции, трехмерный флуоресцентный спектрометр может отображать небольшие изменения в характеристиках флуоресценции из пространственно - временного измерения; Фотолюминесцентный спектрометр обеспечивает сильную поддержку исследований оптических свойств материала; Лазерный индуцированный флуоресцентный спектрометр демонстрирует превосходные * характеристики в области обнаружения высокой чувствительности.
В будущем Zhuolihanguang будет продолжать использовать инновации в качестве движущей силы, постоянно оптимизировать технологию спектрального обнаружения, чтобы эти высококачественные спектральные продукты вливали больше « китайской силы» в научные прорывы и промышленную модернизацию, подчеркивая мощь отечественных брендов в области высокотехнологичного спектрального оборудования.