GB/Z 37664.3-2025 纳米制造 关键控制特性 发光纳米材料 第3部分：时间相关单光子计数法测量半导体量子点的荧光寿命

ICS0703007120

;

CCSG.30.

中华人民共和国国家标准化指导性技术文件

GB/Z376643—2025

.

纳米制造关键控制特性发光纳米材料

第3部分时间相关单光子计数法测量

:

半导体量子点的荧光寿命

Nanomanufacturing—KeyControlCharacteristics—Luminescentnanomaterials—

Part3Determinationoffluorescencelifetimeofsemiconductoruantumdots

:q

usintimecorrelatedsinlehotoncountinTCSPC

ggpg()

IECTS62607-3-32020Nanomanufacturin—kecontrolcharacteristics—

[:,gy

Part3-3Luminescentnanomaterials—Determinationoffluorescencelifetimeof

:

semiconductorquantumdotsusingtimecorrelatedsinglephoton

countinTCSPCMOD

g(),]

2025-12-03发布

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/Z376643—2025

.

目次

前言

…………………………Ⅲ

引言

…………………………Ⅳ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

缩略语

4……………………1

测量原理

5…………………2

样品制备

6…………………2

测量

7………………………3

不确定度来源

8……………4

测量报告

9…………………5

附录资料性半导体量子点荧光寿命测量示例

A()……………………6

附录资料性的典型激发光源和常见半导体量子点的荧光寿命范围

B()TCSPC……9

附录资料性测量数据拟合方法

C()TCSPC…………11

参考文献

……………………12

Ⅰ

GB/Z376643—2025

.

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件为纳米制造关键控制特性发光纳米材料的第部分

GB/T(Z)37664《》3。GB/T37664

已经发布以下部分

:

第部分量子效率

———1:(GB/T37664.1—2019);

第部分分散液中量子点质量测量

———2:(GB/Z37664.2—2025);

第部分时间相关单光子计数法测量半导体量子点的荧光寿命

———3:(GB/Z37664.3—2025)。

本文件修改采用纳米制造关键控制特性第部分发光纳米材料

IECTS62607-3-3:2020《3-3:

使用时间相关单光子计数技术测定半导体量子点的荧光寿命文件类型由的技术规范调整为我

》,IEC

国的国家标准化指导性技术文件

。

本文件与相比做了下述结构调整

IECTS62607-3-3:2020:

将国际标准第章术语定义和缩略语拆分为第章术语和定义和第章缩略语依次

———3“、”3“”4“”,

顺序调整章条编号

;

将第章测量报告与第章不确定来源进行顺序调换以增强技术内容的逻辑性

———8“”9“”,。

本文件与的技术差异及其原因如下

IECTS62607-3-3:2020:

用规范性引用的替换了替换了替

———GB/T6682ISO3696、GB/T12805ISO385、GB/T12806

换了替换了以适应我国的技术条件增加可操作性

ISO1042、GB/T12808ISO648,,;

增加了和的缩略语对应正文内容补充并按字母顺序重新排序

———CFD、TAC、ADC、MEMPBS,;

在第章测量报告中增加了本文件编号为国家标准技术要求

———9“”,。

本文件做了下列编辑性改动

:

为与我国标准系列相协调将标准名称改为纳米制造关键控制特性发光纳米材料第

———,《3

部分时间相关单光子计数法测量半导体量子点的荧光寿命

:》;

更改了图横坐标的单位原文是错误的

———7.2.23“ns”,“Channels”;

增加了中光源功率对应的功率密度范围估值用注的形式

———7.2.2();

修改了附录的标题增加了对应表技术内容的表述以更贴合技术内容

———B,B.2,;

增加了资料性附录给出了测量数据的拟合处理方法

———C,。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由中国科学院提出

。

本文件由全国纳米技术标准化技术委员会归口

(SAC/TC279)。

本文件起草单位深圳瑞华泰薄膜科技股份有限公司中国计量大学国家纳米科学中心广纳珈源

:、、、

广州科技有限公司杭州美联医学股份有限公司复旦大学义乌研究院北京北达聚邦科技有限公司

()、、、、

南开大学纳晶科技股份有限公司天美仪拓实验室设备上海有限公司

、、()。

本文件主要起草人刘祖刚蔡培庆刘忍肖康永印赵飞葛广路庞代文朱小波郭海清吕碧琪

:、、、、、、、、、、

张振星

。

Ⅲ

GB/Z376643—2025

.

引言

荧光寿命是发光材料的重要特性之一它是发光材料通过发射光子回到基态之前处于激发态的平

,,

均时间随着材料种类的不同发光纳米材料的荧光寿命可从皮秒到数百纳秒甚至达到微秒或毫秒量

。,,

级荧光寿命与被测样品的吸收厚度测量方法荧光强度等因素无关但会受温度溶剂极性和荧光

。、、、,、

猝灭剂等外部因素的影响也对某些受荧光体结构影响的内部因素敏感

,。

通过荧光寿命测量可获取以下信息

,:

确定被测样品分子所处的环境如黏度温度极性和溶剂化特性等

a),、pH、、;

揭示被测样品分子的微观信息包括大小形状分子各部分间的距离

b),、、;

通过分析时间分辨光谱的重叠荧光发射峰可了解混合样品中各组分的贡献

c),;

揭示分子间的相互作用

d);

获取动力学速率

e)。

时间相关单光子计数是一种测量材料被脉冲光激发与发射光子到达探测器之间时间间

(TCSPC)

隔的技术适用于对瞬态分辨率有很高要求的测量比如荧光寿命光谱和成像光子迁移和飞行时间测

,,、

量等具有应用广泛灵敏度高重现性好测量精度高等优点

,、、、。

广泛应用于测量发光材料的荧光寿命其范围通常在皮秒到纳秒之间本文件旨在规范使

TCSPC,。

用测量量子点荧光寿命的方法是纳米制造关键控制特性发光纳米材

TCSPC,GB/T(Z)37664《

料系列标准中的一项测量方法标准

》。

纳米制造关键控制特性发光纳米材料是针对发光纳米材料的不同关键控制

GB/T(Z)37664《》

特性而制定的系列测量方法标准拟由个部分构成

,5。

第部分量子效率目的在于实现量子效率的准确测量

———1:。。

第部分分散液中量子点质量测量目的在于实现分散液中量子点质量的准确测量

———2:。。

第部分时间相关单光子计数法测量半导体量子点的荧光寿命目的在于实现半导体量子

———3:。

点的荧光寿命的准确测量

。

第部分量子点发光二极管发光亮度的测量目的在于实现量子点发光二极管发光亮度的

———4:。

准确测量

。

第部分量子点光转换膜光转换效率的测量目的在于实现量子点光转换膜光转换效率的

———5:。

准确测量

。

Ⅳ

GB/Z376643—2025

.

纳米制造关键控制特性发光纳米材料

第3部分时间相关单光子计数法测量

:

半导体量子点的荧光寿命

1范围

本文件描述了使用时间相关单光子计数法对半导体量子点荧光寿命进行测量的

(TCSPC)(QDs)

方法包括实验步骤数据处理和测量示例适用于测量从皮秒到纳秒范围的荧光寿命

,、。TCSPC。

本文件适用于的稳定分散液不适用于固体样品

QDs,。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于

,;,()

本文件

。

分析实验室用水规格和试验方法

GB/T6682(GB/T6682—2008,ISO3696:1987,MOD)

实验室玻璃仪器滴定管

GB/T12805(GB/T12805—2011,ISO385:2005,NEQ)

实验室玻璃仪器单标线容量瓶

GB/T12806(GB/T12806—2011,ISO1042:1998,NEQ)

实验室玻璃仪器单标线吸量管

GB/T12808

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件

。

31

.

时间相关单光子计数timecorrelatedsinglephotoncountingTCSPC

;

通过探测单个光子的周期性光信号并记录探测时间建立光子数相对于探测时间变化的统计分布

,

关系的技术

。

32

.

荧光寿命fluorescencelifetime

描述荧光辐射强度衰减随时间变化的参数

。

注对于单指数衰减其荧光寿命被认为是荧光辐射跃迁强度随时间轴减至初始最大值的所需的时间

:,1/e。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件

。

模数转换器

ADC:(Analog-to-DigitalConverter)

恒比鉴相器

CFD:(ConstantFractionDiscriminator)

超高压

EHT:(Extra-HighTension)

四次谐波

FHG:(FourthHarmonicGeneration)

1