Die zeitaufgelöste Spektroskopie stellt eine sehr effiziente und zerstörungsfreie Methode zur Untersuchung mikroskopischer Prozesse dar, die in den untersuchten Materialien ablaufen. Trifft ein optischer Impuls, dessen Photonen die erforderliche Energie besitzen, auf die Probe, wird die untersuchte Substanz aus dem thermodynamischen Gleichgewichtszustand herausgeführt, in den das System nach Ablauf der Relaxations- und Rekombinationsprozesse zurückkehrt. Die Untersuchung der zeitlichen Entwicklung ausgewählter optischer Eigenschaften (z. B. des Abklingverhaltens der Photolumineszenz oder des Verlaufs von Absorptionsänderungen) ermöglicht es, diese Prozesse zu identifizieren. Die einzelnen Mechanismen (Relaxation von Ladungsträgern in niedrigere Energiezustände, Einfang von Ladungsträgern an lokalisierten Zentren, Auger-Rekombination usw.) lassen sich sowohl anhand charakteristischer Abklingzeiten als auch anhand der Form der einzelnen Kurven erkennen.
Die Methoden der zeitaufgelösten Spektroskopie lassen sich in zwei Hauptgruppen einteilen – Emissionsmethoden und Pump-Probe-Methoden.
Emissionsmethoden basieren auf der Beobachtung des zeitlichen Verlaufs des von einem angeregten Material emittierten Lichtsignals. Zu dieser Gruppe gehört beispielsweise die zeitaufgelöste Lumineszenz (Fluoreszenz, Phosphoreszenz).
Pump-and-Probe-Verfahren nutzen zur Untersuchung der in der Substanz ablaufenden Veränderungen neben dem Anregungspuls (bzw. zwei Anregungspulsen, die unter geeigneten geometrischen Bedingungen auf die Probe treffen) noch einen weiteren – den sogenannten Sondenpuls , der zu einem bestimmten Zeitpunkt nach der Anregung auf die Substanz trifft. Mit dem Sondenbündel werden dann die Veränderungen überwacht, die das Anregungsbündel in der Substanz ausgelöst hat. Zu den grundlegenden Methoden der Anregung und Abtastung gehören die zeitaufgelöste Absorption und Reflektivität, die zeitaufgelöste Raman-Streuung sowie Methoden der Vierwellenmischung (z. B. das transiente Gitter).
Verwandte Produkte:
- Modulare Spektrofluorimeter zur Messung von Lumineszenzlebensdauern,
- Systeme zur Messung der transienten Absorption, Streak-Kameras
Hersteller:
- Edinburgh Instruments,
- Ultrafast Systems,
- Hamamatsu
