Fluorescence

La fluorescence est l’émission d’un photon par une molécule excité lors du passage de l’état excité S1 à l’état fondamental S0.

Lors du processus d’excitation d’une molécule par l’absorption d’un photon, un transfert d’électron depuis l’état fondamental (S0) jusqu’à un état excité (Sn) est induit. L’excitation est un processus tellement rapide (~10-15 s) la molécule reste figée pendant tout le processus d’absorption (état de Franck-Condon). La molécule relaxe ensuite rapidement (10-11-10-9 s) jusqu’à l’état excité de plus basse énergie (S1) par des processus de conversion internes. Lorsque l’état S1 est atteint, l’électron peut retourner dans l’état fondamental (S0) selon trois processus : conversion interne, émission de fluorescence et passage intersystème.

La conversion interne est un processus de relaxation dit non radiatif, c’est-à-dire qu’il n’émet pas de photon. Lors de la relaxation de Sn à S1, la conversion interne est trop rapide pour que les autres processus de désexcitation puissent rentrer en compétition. Cependant, une fois l’état excité de plus basse énergie (S1) atteint, le gap énergétique entre les états électroniques S1 et S0 est trop grand pour que la conversion interne se fasse à la même vitesse que pour passer de Sn à S1. Ce ralentissement du processus de conversion interne permet à d’autres processus plus lents, tels que la fluorescence, ou le passage intersystème, d’entrer en compétition.

Le passage de l’état S1 à S0 par émission d’un photon est le processus radiatif rapide (10-10-10-6 s) appelé fluorescence. Il est important de noter que la vitesse du processus n’est pas liée à l’émission du photon (qui est aussi rapide que l’absorption ~10-15 s), mais à la durée de vie de l’état S1.

D’après la loi de Kasha, la fluorescence ne peut avoir lieu que depuis l’état excité de plus basse énergie. Cette loi explique pourquoi l’émission de fluorescence a toujours lieu à des énergies plus faibles que l’absorption de photons (et donc à des longueurs d’ondes plus grandes).


Last updated byJulien Dumont

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