발광
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목차
1. 개요
발광은 다양한 에너지원에 의해 물질이 빛을 내는 현상으로, 이온 충격, 전류 통과, 화학 반응, 기계적 작용 등 여러 요인에 의해 발생한다. 광발광, 전기발광, 음극선발광, 열발광, 화학발광, 생물발광 등 다양한 종류가 있으며, 각 발광 현상은 형광등, LED, 브라운관, 열발광 선량계, 케미컬 라이트, 반딧불이 등 다양한 기술과 현상에 활용된다. 발광은 조명, 디스플레이, 의료 영상, 광물 감정 등 다양한 분야에서 활용되며, 1888년 '루미네선스'라는 용어가 처음 사용되었다.
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2. 발광의 종류
발광은 다양한 원인에 의해 발생하며, 여러 종류로 분류할 수 있다.
- 이온발광: 고속 이온의 충격에 의해 발생한다.
- 라디오발광: 이온화 방사선의 충격에 의해 발생한다.
- 전기발광: 물질에 전류를 통과시켜 발생한다.
- 음극선발광: 발광 물질이 전자에 의해 충격을 받아 발생한다.
- 화학발광: 화학 반응의 결과로 빛이 방출되는 현상이다.
- 생물발광: 생물체 내 생화학 반응에 의해 발생한다.
- 전기화학발광: 전기화학 반응에 의해 발생한다.
- 용액발광: 고체(보통 강하게 조사된)를 액체 용매에 용해시킬 때 발생한다.
- 캔들발광: 특정 물질이 고온에서 방출하는 빛으로, 해당 온도에서 예상되는 흑체 방사와는 다르다.
- 기계발광: 고체에 기계적인 작용이 가해질 때 발생한다.
- 마찰발광: 물질이 긁히거나, 부서지거나, 문질러질 때 물질 내 결합이 끊어지면서 발생한다.
- 파쇄발광: 특정 결정체의 결합이 파쇄에 의해 끊어지면서 발생한다.
- 압전발광: 특정 고체에 압력이 작용하여 발생한다.[4]
- 음향발광: 소리에 의해 여기될 때 액체 내 기포가 내파될 때 발생한다.
- 결정발광: 결정화 과정에서 발생한다.
- 열발광: 물질이 가열될 때 흡수된 에너지가 재방출되는 현상이다.[5]
- 냉발광: 물체가 냉각될 때 빛이 방출되는 현상이다.[6] (불석이 한 예임)
- 광발광: 광자의 흡수에 의해 발생한다.
- 형광: 여기원이 제거된 직후에 빛의 방출이 끝나는 현상. 양자역학적으로는 여기 상태에서 빛 방출까지 스핀 다중도의 변화가 없는 경우를 의미한다.[2]
- 인광: 여기가 끝난 후에도 빛이 지속적으로 방출되는 현상. 양자역학적으로는 여기 상태에서 빛 방출까지 스핀 다중도의 변화가 있는 경우를 의미한다.[2]
2. 1. 광발광 (Photoluminescence)
광발광은 광자의 흡수에 의해 발생하는 발광 현상이다.광발광은 여기(excitation) 상태에서 빛 방출까지 스핀 다중도의 변화 유무에 따라 다음과 같이 두 가지로 나뉜다.[2]
- 형광: 여기원이 제거된 직후에 빛의 방출이 끝나는 현상. 양자역학적으로는 여기 상태에서 빛 방출까지 스핀 다중도의 변화가 없는 경우를 의미한다.[2]
- 인광: 여기가 끝난 후에도 빛이 지속적으로 방출되는 현상. 양자역학적으로는 여기 상태에서 빛 방출까지 스핀 다중도의 변화가 있는 경우를 의미한다.[2]
형광등, 액정 디스플레이(LCD)의 백라이트(냉음극관), 플라스마 디스플레이(PDP) 등은 모두 포토루미네선스(광발광)에 의한 것이다.
휘저성 형광체를 사용한 X선 영상 장치가 후지필름(Fujifilm)에서 개발되어 FCR(후지 컴퓨터 방사선 사진)으로 판매되고 있다.