Spettroscopia di assorbimento transitorio per esaminare transitori fotoeccitati di breve durata

Descrizione

Lo spettrometro di assorbimento transitorio, chiamato anche spettrometro di fotolisi flash, è dedicato alla misurazione delle transizioni tra stati quantici in campioni fotoeccitati. Le misure di AT sono applicabili a campioni liquidi e solidi.
Il campione allo stato fondamentale viene eccitato in uno stato eccitato con un intenso impulso laser. L'impulso può indurre intermedi di breve durata, come elettroni a livelli energetici più elevati, radicali o ioni.
Il processo di deeccitazione viene monitorato misurando la trasmittanza/assorbanza del fascio di luce bianca che attraversa il campione nel caso di liquidi e film sottili o la riflettanza del campione nel caso di polveri e campioni sfusi non trasparenti. Il fascio di luce bianca è prodotto da una lampada allo xeno.
I campioni allo stato solido possono essere immersi in un elettrolita e il potenziale può essere impostato su un determinato valore durante l'esperimento.
Il sistema offre funzionalità che consentono di misurare la fluorescenza e la fosforescenza indotte dall'impulso laser.
Le procedure sperimentali sono completamente automatizzate.

Quantità misurate dallo strumento:

Trasmittanza/Assorbanza o Riflettanza del campione in scala temporale nanosecondo,
Spettro di fluorescenza indotta dal laser,
Tempo di vita dei transitori fotoeccitati,
Intensità del fascio laser all'ingresso e all'uscita della camera del campione,
caratteristiche I-V dei campioni elettrochimici.

Moduli dello spettrometro

Camera di campionamento chiusa.
Lampada allo xeno con sistema di raffreddamento ad acqua e pulsatore.
Laser, tipicamente Nd:YAG con possibilità di scegliere armoniche superiori o addirittura OPO.
Monocromatore per gli spettri UV, VIS e IR.
Osciloscopio.
Fotomoltiplicatore.
Timer che sincronizza tutti i componenti del sistema.
Potenziostato che fornisce tutte le caratteristiche del campione elettrochimico.
Cuvetta elettrochimica con elettrodo di platino e riferimento Ag/AgCl.

Camera del campione

La camera del campione scherma il sistema di misura dalla luce diffusa di fondo e dai campi elettromagnetici esterni. È dotata di un sistema di sicurezza che scollega l'alimentazione della lampada allo xeno e della sorgente laser dopo l'apertura della camera e di un sistema di installazione facile e stabile di diversi setup sperimentali.

Possono essere forniti setup di misura interni con diversi percorsi ottici e cuvette campione, che possono essere adattati ai requisiti sperimentali individuali.

Specifiche tecniche

Le prestazioni dello strumento possono essere adattate a determinati requisiti.

Camera del campione

Sistema di sicurezza che scollega l'alimentazione della lampada allo xeno e del laser quando la camera viene aperta,
Installazione facile e stabile di diversi setup sperimentali con cuvette campione,
Due fotodiodi: all'ingresso e all'uscita della camera per misurare la potenza dell'impulso laser,

Lampada allo xeno

Bruciatore allo xeno da 150 W,
Sistema di raffreddamento ad acqua,
Accenditore a bassa emissione di EM,
Modalità di stabilizzazione dell'intensità luminosa che garantisce una potenza luminosa costante del fascio,
Diametro predefinito del fascio: 8 mm,
Accoppiato con una ruota di filtraggio per modificare lo spettro di tastatura,

Pulsatore a lampada Xenon

Durata dell'impulso: 2 µs ÷ 2 ms,
Corrente d'impulso: 8,5 ÷ 595 A.

Sorgente laser

Quantel Q-Smart

Tipo di laser: Nd:YAG con linea di base 1064 nm,
Fino a quattro moduli di generazione armonica: 213 nm, 266 nm, 355 nm, 532 nm,
Diametro del fascio: 5 mm,
Durata dell'impulso: 5 ns,
Potenza del fascio: 532 nm: 200 mJ, 350 nm: 100 mJ (10 Hz),
All'ingresso della camera del campione è possibile utilizzare qualsiasi altro tipo di laser o OPO.

Ruote filtranti

Fino a 6 filtri,
Due filtri di bordo (a passaggio lungo) forniti di default: 400 nm e 600 nm,
Filtro a massa d'aria opzionale installato nella ruota portafiltri abbinata alla lampada allo xeno,

Potenziostato

Standard o analogico,
Potenziostato standard (per l'impostazione del potenziale di polarizzazione e le misure di corrente lenta):
- Larghezza di banda: 500 Hz,
- Campionamento: 1 kHz,
- Risoluzione di corrente: da 1 pA a 100 nA (a seconda dell'intervallo),
Potenziostato analogico (per la misurazione rapida della fotocorrente e per potenziali di polarizzazione fissi):
- Larghezza di banda: 500 Hz,
- Compensazione della corrente di polarizzazione,
- Campi di misura: 10 mA/V; 1 mA/V; 100 μA/V; 10 μA/V; 1 μA/V; 100 μA/V,
Intervallo di potenziale di bias: -5 V ÷ 5 V,
Configurazione a due o tre elettrodi,

Photomoltiplicatore

R928P Hammamatsu

Intervallo di tensione anodo-catodo: 500 ÷ 1200 V,
Gamma spettrale: 160 ÷ 900 nm,

Timer

Tempo di calcolo: 50 us,
Frequenza di attivazione: regolabile in base alla frequenza degli impulsi laser, tramite software,
Controlla la temporizzazione dell'esperimento e la sincronizzazione di: Impulso laser, oscilloscopio, otturatori di ingresso e di uscita, Potenziostato,
Azionato via software,
Due canali di ingresso per misurare la potenza dell'impulso laser,

Oscilloscopio

PicoScope 6403E

Larghezza di banda: 300 MHz,
Frequenza di campionamento: 5GSample/s,