Fosforesans

Fosforesans, floresansla ilişkili bir çeşit ışıldama şeklidir. Floresanstan farklı olarak fosforesant maddeler soğurdukları enerjiyi hızlıca geri vermezler.

Triplet durumdaki elektronlar eski dönüş yönünü kazandıktan sonra normal yörünge düzenindeki diğer elektronların yanına dönebilirler. Bu arada elektron çok daha yüksek bir yörüngede fırlatmada işlev gören enerji, ışık enerjisi olarak geri verilir. Bu olay fosforesans olarak isimlendirilir.

Malzemeler

Fosforlu malzemelerde kullanılan yaygın pigmentler arasında çinko sülfür ve stronsiyum alüminat bulunur. Güvenlikle ilgili ürünlerde çinko sülfürün kullanımı 1930'lara kadar uzanır.

1993 yılında stronsiyum alüminat pigmentlerinin geliştirilmesi, yüksek parlaklığa ve uzun fosforesansa sahip, özellikle de prometyum kullanan, karanlıkta parlayan malzemelerin yerine geçecek bir malzeme bulma ihtiyacıyla teşvik edildi.^[1]^[2] Bu, Yasumitsu Aoki'nin (Nemoto & Co.) çinko sülfürden yaklaşık 10 kat daha fazla parlaklığa ve yaklaşık 10 kat daha uzun fosforesansa sahip malzemeleri keşfetmesine yol açtı.^[3]^[4] Bu, çinko sülfit bazlı ürünlerin çoğunu yenilik kategorisine düşürdü. Stronsiyum alüminat bazlı pigmentler artık çıkış tabelalarında, yol işaretlemelerinde ve güvenlikle ilgili diğer tabelalarda kullanılmaktadır.^[5]

Çinko sülfür (solda) ve stronsiyum alüminat (sağda), görünür ışıkta, karanlıkta ve karanlıkta 4 dakika sonra.
Sırasıyla kırmızı ve mavi renkte kalsiyum sülfür (solda) ve metal-toprak silikat (sağda) fosforesans

Hem fosforesans (T₁‘den S₀‘ya geçiş) hem de sistemler arası geçiş (ISC) yoluyla uyarılmış tekli durumdan (örneğin S₁) T₁ üretimi spin yasaklı süreçler olduğundan çoğu organik malzeme, uyarılmış üçlü durumu doldurmada çoğunlukla başarısız oldukları için önemsiz fosforesans sergiler ve hatta T₁ oluştuğunda, fosforesans çoğunlukla ışınımsal olmayan yolaklar tarafından geride bırakılır.

ISC'yi ve fosforesansı arttırmaya yönelik bir strateji, spin-yörünge eşleşmesini (SOC) artıran ağır atomların dahil edilmesidir.^[6] Ayrıca SOC (ve dolayısıyla ISC), Mustafa El-Sayed kuralı olarak da bilinen n-π* ve π-π* geçişlerinin farklı açısal momentumlarla birleştirilmesiyle desteklenebilir. Bu tür geçişler tipik olarak karbonil veya triazin türevleri tarafından sergilenir ve çoğu organik oda sıcaklığında fosforesan (ORTP) malzeme bu tür kısımları içerir.^[7]^[8] Buna karşılık, titreşim gevşemesi ve oksijen söndürme ve üçlü-üçlü imhalar dahil olmak üzere rekabetçi ışınımsız deaktivasyon yollarını engellemek için, organik fosforların polimerler ve moleküler katılar gibi katı matrislere gömülmesi gerekir (kristaller,^[9] kovalent organik çerçeveler,^[10] ve diğerleri).

Ayrıca bakınız

Fosfor

Dış bağlantılar

Wikimedia Commons'ta Fosforesans ile ilgili ortam dosyaları mevcuttur.

Fosforesans7 Nisan 2006 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.

Kaynakça

^ "Glow in the Dark Pigments - Japan's Top Inventions - TV | NHK WORLD-JAPAN Live & Programs" (İngilizce). 3 Mart 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 25 Mart 2021.
^ Kanji, Takamasu (Mayıs–Haziran 2006). "Shining in the Niche Market withLuminous Pigment and IPRs Strategy" (PDF). Japan Spotlight. 6 Mart 2024 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 20 Nisan 2024.
^ Matsuzawa, T.; Aoki, Y.; Takeuchi, N.; Murayama, Y. (1 Ağustos 1996). "A New Long Phosphorescent Phosphor with High Brightness, SrAl₂O₄: Eu²⁺, Dy³⁺". Journal of the Electrochemical Society (İngilizce). 143 (8). ss. 2670-2673. Bibcode:1996JElS..143.2670M. doi:10.1149/1.1837067. ISSN 0013-4651. 5 Nisan 2024 tarihinde kaynağından arşivlendi20 Nisan 2024.
^ [1], 1994-02-25 tarihinde verildi 1 Mayıs 2023 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
^ Zitoun, D.; Bernaud, L.; Manteghetti, A. Microwave Synthesis of a Long-Lasting Phosphor. J. Chem. Educ. 2009, 86, 72-75.DOI:10.1021/ed086p72
^ Wang, J.; Gu, X.; Ma, H.; Peng, Q.; Huang, X.; Zheng, X.; Sung, S. H. P.; Shan, G.; Lam, J. W. Y.; Shuai, Z.; Tang, B. Z. (2018). "A facile strategy for realizing room temperature phosphorescence and single molecule white light emission". Nature Communications. 9 (1). s. 2963. Bibcode:2018NatCo...9.2963W. doi:10.1038/s41467-018-05298-y. PMC 6063922 . PMID 30054473.
^ An, Z.; Zheng, C.; Tao, Y.; Chen, R.; Shi, H.; Chen, T.; Wang, Z.; Li, H.; Deng, R.; Liu, X.; Huang, W. (2015). "Stabilizing triplet excited states for ultralong organic phosphorescence". Nature Materials. 14 (7). ss. 685-690. Bibcode:2015NatMa..14..685A. doi:10.1038/nmat4259. PMID 25849370.
^ Hamzehpoor, E.; Perepichka, D. F. (2020). "Crystal Engineering of Room Temperature Phosphorescence in Organic Solids". Angewandte Chemie International Edition. 59 (25). ss. 9977-9981. doi:10.1002/anie.201913393. PMID 31725174.
^ Yuan, W. Z.; Shen, X. Y.; Zhao, H.; Lam, J. W. Y.; Tang, L.; Lu, P.; Wang, C. L.; Liu, Y.; Wang, Z. M.; Zheng, Q.; Sun, J. Z.; Ma, Y. G.; Tang, B. Z. (2010). "Crystallization-Induced Phosphorescence of Pure Organic Luminogens at Room Temperature". J. Phys. Chem. C. 114 (13). ss. 6090-6099. doi:10.1021/jp909388y.
^ Hamzehpoor, E; Ruchlin, C.; Tao, Y.; Liu, C. H.; Titi, H. M.; Perepichka, D. F. (2022). "Efficient room-temperature phosphorescence of covalent organic frameworks through covalent halogen doping". Nature Chemistry. 15 (1). ss. 83-90. doi:10.1038/s41557-022-01070-4. PMID 36302870.

[1] "Glow in the Dark Pigments - Japan's Top Inventions - TV | NHK WORLD-JAPAN Live & Programs" (İngilizce). 3 Mart 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 25 Mart 2021.

[2] Kanji, Takamasu (Mayıs–Haziran 2006). "Shining in the Niche Market withLuminous Pigment and IPRs Strategy" (PDF). Japan Spotlight. 6 Mart 2024 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 20 Nisan 2024.

[3] Matsuzawa, T.; Aoki, Y.; Takeuchi, N.; Murayama, Y. (1 Ağustos 1996). "A New Long Phosphorescent Phosphor with High Brightness, SrAl₂O₄: Eu²⁺, Dy³⁺". Journal of the Electrochemical Society (İngilizce). 143 (8). ss. 2670-2673. Bibcode:1996JElS..143.2670M. doi:10.1149/1.1837067. ISSN 0013-4651. 5 Nisan 2024 tarihinde kaynağından arşivlendi20 Nisan 2024.

[4] [1], 1994-02-25 tarihinde verildi 1 Mayıs 2023 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.

[5] Zitoun, D.; Bernaud, L.; Manteghetti, A. Microwave Synthesis of a Long-Lasting Phosphor. J. Chem. Educ. 2009, 86, 72-75.DOI:10.1021/ed086p72

[6] Wang, J.; Gu, X.; Ma, H.; Peng, Q.; Huang, X.; Zheng, X.; Sung, S. H. P.; Shan, G.; Lam, J. W. Y.; Shuai, Z.; Tang, B. Z. (2018). "A facile strategy for realizing room temperature phosphorescence and single molecule white light emission". Nature Communications. 9 (1). s. 2963. Bibcode:2018NatCo...9.2963W. doi:10.1038/s41467-018-05298-y. PMC 6063922 . PMID 30054473.

[7] An, Z.; Zheng, C.; Tao, Y.; Chen, R.; Shi, H.; Chen, T.; Wang, Z.; Li, H.; Deng, R.; Liu, X.; Huang, W. (2015). "Stabilizing triplet excited states for ultralong organic phosphorescence". Nature Materials. 14 (7). ss. 685-690. Bibcode:2015NatMa..14..685A. doi:10.1038/nmat4259. PMID 25849370.

[8] Hamzehpoor, E.; Perepichka, D. F. (2020). "Crystal Engineering of Room Temperature Phosphorescence in Organic Solids". Angewandte Chemie International Edition. 59 (25). ss. 9977-9981. doi:10.1002/anie.201913393. PMID 31725174.

[9] Yuan, W. Z.; Shen, X. Y.; Zhao, H.; Lam, J. W. Y.; Tang, L.; Lu, P.; Wang, C. L.; Liu, Y.; Wang, Z. M.; Zheng, Q.; Sun, J. Z.; Ma, Y. G.; Tang, B. Z. (2010). "Crystallization-Induced Phosphorescence of Pure Organic Luminogens at Room Temperature". J. Phys. Chem. C. 114 (13). ss. 6090-6099. doi:10.1021/jp909388y.

[10] Hamzehpoor, E; Ruchlin, C.; Tao, Y.; Liu, C. H.; Titi, H. M.; Perepichka, D. F. (2022). "Efficient room-temperature phosphorescence of covalent organic frameworks through covalent halogen doping". Nature Chemistry. 15 (1). ss. 83-90. doi:10.1038/s41557-022-01070-4. PMID 36302870.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]