發光體在發光時，是在激發周圍物質發出光子還是消耗自身材料？

01-29

如果消耗自身材料，有沒有相關研究說明這種消耗的速率？

課題組主要是做OLED的，雖然答主搞的是晶體管，好歹知道一點，簡單說一下。希望有專門搞發光的童鞋來認真回答。另外下面說的發光體系都是有機活性層，和無機材料差異比較大。

發光材料自身不會發光，要麼通過光激發，要麼就是電激發（另外什麼化學激發，熱激發就不說了，比如燃燒過程）。所以就有了電致發光（EL）和光致發光（PL）兩種主要發光模式。

1. 光致發光

光致發光發現較早，機理方面也比較簡單，在光化學中，分子吸收一個能量合適的光子，從基態躍遷到激發態，處於激發態的分子要回到基態可以通過多種方式，包括輻射躍遷，無輻射躍遷，能量轉移，淬滅等等。其中輻射躍遷就是指發光，分子由激發態回到基態，發出一個光子。輻射躍遷可以分成熒光和磷光。熒光和磷光在最早是按照衰退時間來劃分的，但實際上它們的機理有很大的區別。

熒光：當分子吸收入射光的能量後，其中的電子從基態 $S_{0}$ 躍遷至具有單線態的激發態 $S_{2}^{*}$ 。處於激發態 $S_{2}^{*}$ 的電子經由非常快的內轉換過程無輻射躍遷至能量稍低單線態激發態 $S_{1}^{*}$ ，緊接著， $S_{1}^{*}$ 以發光的方式釋放出能量回到基態 $S_{0}$ ，這一過程時間很短（ $10^{-8}-10^{-5}s$ ）。
磷光：開始的過程和熒光一樣，到了 $S_{1}^{*}$ 後，電子沒有以發光的形式回到基態，而是從 $S_{1}^{*}$ 經系間竄越（intersystem crossing）過程無輻射躍遷至能量較低的三線態的激發態 $T_{2}^{*}$ ，再經由內轉換過程無輻射躍遷至能量更低的激發態 $T_{1}^{*}$ ，然後以發光的方式釋放出能量而回到基態 $S_{0}$ 。由於激發態 $T_{1}^{*}$ 和基態 $S_{0}$ 具有不同的自旋多重度，在量子力學上它是被躍遷選擇規則禁阻的，從而需要很長的時間來完成這個過程；當停止入射光後，物質中還有相當數量的電子繼續保持在 $T_{1}^{*}$ 上並持續發光直到所有的電子回到基態。

總結一下就是，光致發光中，其實是激發態的電子通過輻射躍遷的模式放出能量，回到基態。

2. 電致發光

電致發光就是在一個有機半導體的活性層兩邊，分別注入電子和空穴，電子在LUMO能級中移動傳輸，空穴在HUMO能級中運動，在中間的活性層中，電子和空穴發生複合，產生激子，生成的激子再通過類似於上面光致發光的原理釋放能量。

另外要說明的是，電致發光中有25%的能量變成單線態的激子，75%的能量則是三線態激子。這就意味著，熒光的內部兩字效率最高就是25%，外部量子效率更低。相比之下，磷光具有很大的優勢，通過系間竄越將單線態激子轉變成三線態分子，可以實現100%的內部量子效率。

總結，電致發光中，是通過激子的輻射躍遷放出能量來實現發光的。

消耗的是電子的能量。

發光，是個好問題

發光的情況可多呢，因為光其實就是電磁波輻射嘛

發光不光是可見光，總的來說有：

熱輻射發光，這個只要有高於絕對零度以上溫度的物體都在發，一直在發沒完沒了，這個在熱輻射探測上應用較多，而且我們感受的太陽光就是它的熱輻射；

原子、分子內部的各種各樣的能級躍遷發出光子，這個種類就可多啦，上面答案說的日光燈管屬於光致激發使原子能級躍遷經由熒光機制發光，如果溫度夠高便是熱致的原子躍遷，但情況較少，原子除軌道能級本身，還有解除簡併態後的一些分裂能級，以及精細結構、超精細結構，不同種類的結構可以產生不一樣的光，應用在多個領域；分子躍遷大多是光致和熱致（碰撞屬於熱致），分子能級目前看來有電子能級、分子轉動能級、分子振動能級以及超精細結構，這在化學分子光譜認證、遠紅外及射電天文中應用較廣；另外還有電致發光，了解的不多，不知道陰極放電產生X射線算不算？；

原子核、基本粒子間相互作用發光，從熟悉的聚變裂變衰變到高大上的基本粒子相互作用，光都是要發的，我們現在賴以生存的太陽光大多就是經聚變發的光和熱加熱太陽後產生熱輻射引起的；這個範疇下還包括粒子的運動及動力發光：如（逆）康普頓散射，說白了就是電子和光子碰撞，碰後會發不一樣的光喔；軔致輻射，帶電粒子減速的時候就會發光，比如碰撞什麼的就會導致其減速；同步輻射，高能帶電粒子在加速度方向變化時產生的光；

化學發光（如燃燒的火、溶解等等），這個種類也可多啦，生活中應用廣泛，大家都知道火嘛。但注意不是所有的火都是化學發光，天然氣爐子發的火光那是化學發光，電火花卻不是，而是電介質在電壓作用下的電和熱過程實現的（具體怎樣請知道的專家解釋一下）；另外我覺得生物發光也屬於化學發光的範疇，那都是一些生物酶的作用比如螢火蟲什麼的；

宇宙大爆炸發光，這個光怎麼來的我也不知道；

還有什麼沒說到的別的知友快快補充~

發光其實就是能量以光的形式釋放出來，比如磁場能、核能、量子場能、電場能、各種力的勢能和機械能（從微觀的的晶體結構到宏觀的引力結構，這就包括了我們所說的內能，說「各種」只是為了一勞永逸，不是很嚴謹請見諒啊），除了發光，物體還以通過其他種類的波、熱傳遞來釋放能量。題主可以根據具體問題具體分析，某一個過程能夠發光的機制常常是多樣的

分情況，像激光器，節能燈管這個樣的發光體需要激發相關物質發光，但是像螢火蟲和白熾燈就其本體物質在發光。總之產生物質的電子能級躍遷，發生能量的釋放即可

不就是簡單的電子能級越牽么？