El ICMM-CSIC instala un nuevo espectrofotómetro capaz de medir eficiencia cuántica y vidas medias

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El Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) mejora sus capacidades de espectroscopía óptica gracias a la instalación de un nuevo espectrofotómetro con capacidad de medida de eficiencia cuántica de fotoluminiscencia de muestras tanto sólidas como líquidas en el rango desde el ultravioleta (250 nm) al infrarrojo cercano (1700 nm). 

El equipo, con una configuración de las más completas del mercado, es único en Madrid y de los pocos instalados en España, explica la investigadora del ICMM-CSIC Alicia de Andrés. La compra ha sido posible gracias a la convocatoria interna de infraestructuras del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid y la cofinanciación por parte de siete grupos de investigación del centro.

Este espectrofotómetro se basa en el modelo FSL1000 de la marca Edinburgh con doble monocromador en excitación y emisión, óptimo para señales muy débiles. Combina un amplio rango espectral (200-1700 nm) con varias fuentes de excitación (lámparas y láseres) que permiten, además de la caracterización estándar de un fluorímetro, obtener espectros de “up-conversion” (emisión a mayor energía que la de la luz incidente), medidas de electro-luminiscencia y de vidas medias desde 100 picosegundos a segundos mediante las técnicas TCSPC (time correlated single photon counting) y MCS (multi-channel scaling).  Muy destacable es la posibilidad de obtener, empleando una esfera integradora, valores fiables y reproducibles de eficiencia cuántica interna (IQY) y también eficiencia cuántica externa de electroluminscencia (EQE), en este caso con una referencia conocida. 

Es posible realizar medidas en un rango amplio de temperatura para muestras sólidas hasta 5 K con un crisotato de helio. Además, dispone de adaptadores para conectar la cámara de la muestra a un microscopio mediante fibras ópticas, lo que permitirá realizar la mayor parte de estas medidas con resolución espacial submicrométrica. En breve se ampliará con un sistema para controlar la temperatura de muestras líquidas en el rango entre -30 y 80 ºC.

Para el ICMM, este equipo es especialmente relevante ya que en el centro se diseña y desarrolla una amplia variedad de materiales cuyas propiedades ópticas son determinantes (fotosensibles, sensores ópticos, fósforos, emisores de luz LEDs, láseres, nanotermómetros ópticos, etc.), por lo que requieren una caracterización óptica exhaustiva en un equipo versátil de uso sencillo que proporcione resultados fiables.

La investigadora destaca que uno de los aspectos fundamentales de este nuevo aparato es que permite realizar medidas dentro de una esfera integradora y fuera de ella, y que también se le pueden acoplar fibras ópticas y criostatos. Con todo esto, se permite obtener una gran cantidad de medidas diferentes para diferentes tipos de muestras.