りん光

🧠 りん光phosphorescence りん光（phosphorescence）phosphorescence（りん光） は、三重項状態triplet state 三重項状態（triplet state）triplet state（三重項状態） から基底一重項状態 ground singlet state 基底一重項状態（ground singlet state） ground singlet state（基底一重項状態） へのスピン禁制遷移 spin-forbidden transition スピン禁制遷移（spin-forbidden transition） spin-forbidden transition（スピン禁制遷移） であるため、蛍光より長く残る発光である。

三重項状態の形成

励起一重項 singlet (state)一重項（singlet (state)） singlet (state)（一重項）$S_1$から項間交差 intersystem crossing 項間交差（intersystem crossing） intersystem crossing（項間交差） により三重項 triplet (state)三重項（triplet (state)） triplet (state)（三重項）$T_1$へ移ると、$T_1\to S_0$の放射遷移 radiative transition 放射遷移（radiative transition） radiative transition（放射遷移） が可能になる。スピン多重度spin multiplicity スピン多重度（spin multiplicity）spin multiplicity（スピン多重度） の変化を伴うため遷移確率 transition probability 遷移確率（transition probability） transition probability（遷移確率） が低く、蛍光より寿命が長い。

残光と競合経路

励起を止めても$T_1$に残った分子がゆっくり失活するので、µsから秒以上の残光 afterglow 残光（afterglow） afterglow（残光） を示しうる。ただし温度上昇、分子衝突、酸素による消光 quenching 消光（quenching） quenching（消光） は無放射失活 non-radiative deactivation 無放射失活（non-radiative deactivation） non-radiative deactivation（無放射失活） を増やし、りん光phosphorescence りん光（phosphorescence）phosphorescence（りん光） を弱める。こうした競合は量子収率quantum yield量子収率（quantum yield）quantum yield（量子収率）と発光寿命luminescence lifetime発光寿命（luminescence lifetime）luminescence lifetime（発光寿命）の両方に現れる。

環境感受性

溶存酸素dissolved oxygen 溶存酸素（dissolved oxygen）dissolved oxygen（溶存酸素） は三重項状態 triplet state 三重項状態（triplet state） triplet state（三重項状態） を効率よく消光 quenching 消光（quenching） quenching（消光） するため、りん光phosphorescence りん光（phosphorescence）phosphorescence（りん光） 寿命は酸素濃度センサー oxygen sensor 酸素濃度センサー（oxygen sensor） oxygen sensor（酸素濃度センサー） として利用できる。一方、長寿命であるほど励起状態が周囲と相互作用する時間も長くなる。

⚠️ 「長く光る」ことだけでは、蓄光persistent luminescence蓄光（persistent luminescence）persistent luminescence（蓄光）、遅延蛍光delayed fluorescence遅延蛍光（delayed fluorescence）delayed fluorescence（遅延蛍光）、化学発光chemiluminescence 化学発光（chemiluminescence）chemiluminescence（化学発光） と区別できない。遷移状態transition state 遷移状態（transition state）transition state（遷移状態） と励起機構を確認する。

まとめ

励起状態からの緩和、発光、測定値の解釈は、蛍光の時間依存性 time-dependent 時間依存性（time-dependent） time-dependent（時間依存性） と実験条件を併せて考える。¹²

• りん光phosphorescence りん光（phosphorescence）phosphorescence（りん光） は項間交差 intersystem crossing 項間交差（intersystem crossing） intersystem crossing（項間交差） 後の$T_1\to S_0$遷移から生じる。
• スピンspin スピン（spin）spin（スピン） 禁制 continence (continent) 禁制（continence (continent)） continence (continent)（禁制） のため寿命が長く、励起停止後も残りうる。
• 酸素や衝突による消光 quenching 消光（quenching） quenching（消光） に強く影響される。