स्टोक्स शिफ्ट
स्टोक्स शिफ्ट एक ही इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण के अवशोषण (प्रकाशिकी) और उत्सर्जन (विद्युत चुम्बकीय विकिरण) विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम (प्रतिदीप्ति और रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी दो उदाहरण हैं) के बैंड मैक्सिमा की स्थिति के बीच अंतर (ऊर्जा, तरंग संख्या या आवृत्ति इकाइयों में) है।[1] इसका नाम आयरिश भौतिक विज्ञानी जॉर्ज गेब्रियल स्टोक्स के नाम पर रखा गया है।[2][3][4] कभी-कभी स्टोक्स बदलाव तरंग दैर्ध्य इकाइयों में दिए जाते हैं, किंतु यह ऊर्जा, तरंग संख्या या आवृत्ति इकाइयों से कम अर्थपूर्ण है क्योंकि यह अवशोषण तरंगदैर्ध्य पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, 300 एनएम पर अवशोषण से 50 एनएम स्टोक्स शिफ्ट, 600 एनएम पर अवशोषण से 50 एनएम स्टोक्स शिफ्ट की तुलना में ऊर्जा के स्थिति में बड़ा है।
जब एक प्रणाली (चाहे वह अणु या परमाणु हो) एक फोटॉन को अवशोषित करती है, यह ऊर्जा प्राप्त करती है और उत्तेजित अवस्था में प्रवेश करती है। प्रणाली को आराम करने की विधि एक फोटॉन का उत्सर्जन करना है, इस प्रकार इसकी ऊर्जा खो रही है (दूसरी विधि अनुवाद मोड ऊर्जा के रूप में ऊर्जा की हानि होगी (कंपन-अनुवादिक या अन्य परमाणुओं या अणुओं के साथ इलेक्ट्रॉनिक-अनुवाद संबंधी टकराव प्रक्रियाओं के माध्यम से))। जब उत्सर्जित फोटॉन में अवशोषित फोटॉन की तुलना में कम ऊर्जा होती है, तो यह ऊर्जा अंतर स्टोक्स शिफ्ट होता है।
स्टोक्स बदलाव मुख्य रूप से दो घटनाओं का परिणाम है: कंपन ऊर्जा छूट या अपव्यय और विलायक पुनर्गठन एक फ्लोरोफोर एक द्विध्रुव है, जो विलायक के अणुओं से घिरा होता है। जब एक फ्लोरोफोर उत्तेजित अवस्था में प्रवेश करता है, तो इसका द्विध्रुवीय क्षण बदल जाता है, किंतु आस-पास के विलायक के अणु इतनी जल्दी समायोजित नहीं हो सकते है । कंपन संबंधी शिथिलता के बाद ही उनके द्विध्रुव आघूर्ण पुन: संरेखित होते हैं।
स्टोक्स प्रतिदीप्ति
स्टोक्स प्रतिदीप्ति एक अणु द्वारा एक लंबी-तरंग दैर्ध्य फोटोन (कम आवृत्ति या ऊर्जा) का उत्सर्जन है जिसने कम तरंग दैर्ध्य (उच्च आवृत्ति या ऊर्जा) के एक फोटॉन को अवशोषित किया है।[5][6][7] ऊर्जा का अवशोषण और विकिरण (उत्सर्जन) दोनों एक विशेष आणविक संरचना के लिए विशिष्ट हैं। यदि किसी पदार्थ में दृश्यमान प्रकाश की सीमा में सीधा बैंडगैप होता है, तो उस पर चमकने वाला प्रकाश अवशोषित हो जाता है, जो इलेक्ट्रॉनों को उच्च-ऊर्जा अवस्था में उत्तेजित करता है। इलेक्ट्रॉन लगभग 10−8 तक उत्तेजित अवस्था में रहते हैं सेकेंड। यह संख्या नमूने के आधार पर परिमाण के कई क्रमों में भिन्न होती है, और इसे नमूने के प्रतिदीप्ति जीवनकाल के रूप में जाना जाता है। कंपन संबंधी विश्राम के माध्यम से थोड़ी मात्रा में ऊर्जा खोने के बाद, अणु समतल अवस्था में वापस आता है, और ऊर्जा उत्सर्जित होती है। प्रत्यक्ष-बैंडगैप पतली-फिल्म अर्धचालक परतों में स्टोक्स स्थानांतरित उत्सर्जन डोपिंग, तनाव और विकार के तीन मुख्य स्रोतों से उत्पन्न हो सकता है |[8]
एंटी-स्टोक्स शिफ्ट
यदि उत्सर्जित फोटॉन में अवशोषित फोटॉन की तुलना में अधिक ऊर्जा होती है, तो ऊर्जा अंतर को एंटी-स्टोक्स शिफ्ट कहा जाता है;[9] यह अतिरिक्त ऊर्जा एक क्रिस्टल जाली में थर्मल फोनॉन के अपव्यय से आती है, इस प्रक्रिया में क्रिस्टल को ठंडा करती है। गैडोलिनियम ऑक्सीसल्फ़ाइड के साथ डोप किया गया यट्रियम ऑक्सीसल्फ़ाइड एक सामान्य औद्योगिक एंटी-स्टोक्स वर्णक है, जो निकट-अवरक्त में अवशोषित होता है और स्पेक्ट्रम के दृश्य क्षेत्र में उत्सर्जित होता है। फोटॉन अपरूपांतरण एक अन्य विरोधी स्टोक्स प्रक्रिया है। इस बाद की प्रक्रिया का एक उदाहरण नैनोकणों को अप-परिवर्तित करके प्रदर्शित किया जाता है। यह सामान्यतः रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी में देखा जाता है, जहां इसका उपयोग पदार्थ के तापमान को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।[10]
यह भी देखें
- जाब्लोंस्की आरेख
- काशा का शासन
संदर्भ
- ↑ Gispert, J. R. (2008). समन्वय रसायन. Wiley-VCH. p. 483. ISBN 978-3-527-31802-5.
- ↑ Albani, J. R. (2004). Structure and Dynamics of Macromolecules: Absorption and Fluorescence Studies. Elsevier. p. 58. ISBN 0-444-51449-X.
- ↑ Lakowicz, J. R. 1983. Principles of Fluorescence Spectroscopy, Plenum Press, New York. ISBN 0-387-31278-1.
- ↑ Guilbault, G.G. 1990. Practical Fluorescence, Second Edition, Marcel Dekker, Inc., New York. ISBN 0-8247-8350-6.
- ↑ Banwell C.N. and McCash E.M. Fundamentals of Molecular Spectroscopy (4th ed., McGraw-Hill 1994) p.101 and p.113 ISBN 0-07-707976-0
- ↑ Atkins P. and de Paula J. Physical Chemistry (8th ed., W.H. Freeman 2006) p.431 ISBN 0-7167-8759-8
- ↑ Rost, F. W. D. (1992). प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी. Cambridge University Press. p. 22. ISBN 0-521-23641-X. Archived from the original on November 13, 2012.
- ↑ Pavel V. Kolesnichenko; Qianhui Zhang; Tinghe Yun; Changxi Zheng; Michael S. Fuhrer; Jeffrey A. Davis (2020). "Disentangling the effects of doping, strain and disorder in monolayer WS2 by optical spectroscopy". 2D Materials. 7 (2): 025008. arXiv:1909.08214. doi:10.1088/2053-1583/ab626a. S2CID 202661069.
- ↑ Kitai, A. (2008). ल्यूमिनेसेंट सामग्री और अनुप्रयोग. John Wiley and Sons. p. 32. ISBN 978-0-470-05818-3.
- ↑ Keresztury, Gábor (2002). "Raman Spectroscopy: Theory". कंपन स्पेक्ट्रोस्कोपी की पुस्तिका. Vol. 1. Chichester: Wiley. ISBN 0471988472.
