Untersuchungen zur Photolumineszenz-Quanteneffizienzmessung an mikrokristallinen Leuchtstoffen in der Integrationskugel

Abstract

Die Quanteneffizienz eines Leuchtstoffes, also das Verhältnis der Anzahl von emittierten zu absorbierten Photonen, ist eine sehr relevante Messgröße für die Anwendung in Fluoreszenzlichtquellen (z.B. Leuchtstoffröhren, Energiesparlampen, LEDs) und emissiven Bildwiedergabesystemen. Sie ist daher einer der wichtigsten Parameter im Rahmen der Erforschung sowie Entwicklung von Leuchtstoffen. Die Effizienz, mit der ein Material ein absorbiertes Anregungsquant, im Falle der Photolumineszenz ist das in der Regel ein UV/VIS-Photon, in ein Emissionsquant umwandelt, sollte mit möglichst geringen technischen und zeitlichen Aufwand bestimmt werden können. In dieser Arbeit werden die etablierten Methoden zur Bestimmung der Quanteneffizienz beschrieben und dann speziell auf die Messung in einem Fluoreszenzspektrometer, das mit einer Integrationskugel ausgestattet ist, eingegangen. In diesem Zusammenhang werden Probleme der Messtechnik und relevante optische Phänomene diskutiert. Die verschiedenen Überlegungen zu der Quanteneffizienzmessung in der Integrationskugel führen zu einer Gleichung, mit deren Hilfe und den dazu notwendigen Spektren eine Quanteneffizienz berechnet werden kann, die unabhängig von verschiedenen Einflussfaktoren des Spektrometers und der Probenpräparation ist. Mit der hier beschriebenen neuen Methode werden Reabsorptionsfehler durch die Messung innerhalb der Integrationskugel herausgerechnet und können Quanteneffizienzdaten, die mit verschiedenen Spektrometern, in unterschiedlichen Integrationskugeln, oder/und diversen Probenhaltergeometrien erhalten wurden, verglichen werden. Somit stellen die Ergebnisse dieser Arbeit eine Verbesserung hinsichtlich der Bestimmung der externen Quanteneffizienz dar.