瞬态吸收光谱(Transient Absorption Spectroscopy，简称TAS)是一种常见的超快激光泵浦-探测技术，是研究物质激发态能级结构及激发态能量驰豫过程的有力工具。其可以看成是记录物质分子激发态各个能级上的粒子数布居随时间变化的动态图像，可以把物质分子从高能级激发态辐射能量驰豫到低能级基态过程中的全部能级的衰减情况都展现出来，并且还可以通过分析物质的瞬态吸收光谱得到物质激发态能级之间的跃迁情况包括能量转移、电子转移等物理与化学过程。

飞秒瞬态吸收光谱（fs-TAS）技术是重要的超快动力学研究手段, 其将飞秒时间分辨泵浦-探测技术和吸收光谱相结合, 已广泛应用于生物、物理、化学、材料等方面的研究。在瞬态吸收的实验中, 先用一束泵浦光将被测分子激发到激发态上, 另一束探测光探测处于激发态的待测样品分子在某一延迟时间 ∆t 上的光谱性质。记录所有不同 ∆t 下的吸收光谱, 则可以获得完整的待测样品分子随时间变化的激发态吸收光谱, 经过进一步处理与分析得到其激发态的动力学信息。

通过飞秒时间分辨的瞬态吸收光谱技术可以获得激发态的吸收随时间演化的信息。实验中得到的光谱信号往往不是单一的吸收信号, 而是由多个不同信号叠加而来, 其中包括激发态吸收 (ESA)、基态漂白 (GSB) 和受激辐射 (SE) 等。

1.基态漂白信号(GSB)：样品吸收泵浦光后跃迁至激发态，使得处于基态的粒子数目减少。处于激发态样品的基态吸收比没有被激发样品的基态吸收少，探测到一个负的△A信号。基态漂白光谱形状与稳态吸收光谱类似，但是有可能随时间发生光谱的蓝移或红移。

2. 激发态吸收信号(ESA)：样品吸收泵浦光后跃迁到激发态，处于激发态的粒子能够吸收一些原本基态不能吸收的光而跃迁至更高的激发态。使得探测器探测到的一个正的△A信号。

3. 受激辐射信号(SE)：激发态的样品处于非稳定状态，由于受激辐射或自发辐射作用会回到基态，在这一过程中，样品会产生荧光，导致进入探测器的光强增加，产生一个负的△A信号。

通过对飞秒瞬态吸收光谱的分析，能够得到基态漂白、受激发射和激发态吸收等丰富的光物理信息，能反映出处于激发态的样品后续的光物理和光化学驰豫过程，同时也能够反映同能态粒子数随延迟时间的变化。因此，fs-TAS是研究物质激发态动力学等光物理特性的重要手段，广泛应用于功能材料的光物理过程的探测研究。瞬态吸收对于研究染料敏化太阳能电池、非线性光吸收、半导体材料的载流子迁移、单碳纳米管的自由载流子、有机光电材料的基本机理有着不可替代的作用。

1、共价有机骨架（COF）材料：

本研究通过两步法实现了对2D COF形成的控制。在这个过程中，单体被缓慢添加到预先形成的纳米颗粒晶种中，由此得到的2D COFs是微米尺度的单晶颗粒。分散的COF纳米颗粒的瞬态吸收光谱展示了相对于多晶粉末样品信号质量两到三个数量级的改善，并表明在较长时间尺度上的激子扩散比通过以前的方法得到的要好。

2、光催化：

本研究报道了一种可以基因编码的光敏蛋白质，成功模拟了天然光合作用系统吸收光能，催化二氧化碳还原的功能。瞬态吸收光谱的研究表明，受光激发后，Bpa组成的新发色团可以几乎全部转化为三重态；在有和生物相关牺牲还原剂的存在下，三重态中间体快速氧化牺牲还原剂从而生成自由基态。该自由基被蛋白质骨架保护，因此在没有氧气存在的条件下可以稳定存在10分钟以上。

3、钙钛矿纳米晶 (PNCs)：

利用飞秒瞬态吸收光谱 (fs-TAS)研究了PNCs不同相结构的变化规律。通过奇异值分解全局拟合，将一维正交相的NH₄PbI₃的PNCs 的fs-TAS动力学分解为三个组分，三维立方相的(NH₄)_0.5Cs_0.5Pb(I_0.5Br_0.5)₃ PNCs分解为两个组分。研究发现，明显的超快陷阱态俘获过程是导致低光致发光的关键因素之一。由于不同相结构的体相缺陷相差很大，通过调整最佳相结构可以获得较高的光致发光量子产率。这些现象表明，铵根离子PNC有可能成为光电子应用的潜在材料。

本文为e测试综合整理，未经允许，禁止转载!