인광

인광 (燐光, phosphorescence)은 어떤 물질이 빛을 흡수한 후, 비교적 긴 시간 동안 빛을 방출하는 현상을 말한다. 형광과는 달리, 인광은 빛을 흡수한 후에도 빛을 내는 시간이 훨씬 길어, 흡수한 빛을 제거한 후에도 눈에 띄게 빛을 발하는 것을 관찰할 수 있다. 이러한 잔광 현상은 여기된 전자가 바닥 상태로 돌아가는 데 시간이 오래 걸리기 때문에 발생한다.

원리

인광 현상은 분자 내에서 전자들이 에너지를 흡수하여 높은 에너지 상태로 여기된 후, 다양한 에너지 준위를 거쳐 바닥 상태로 되돌아가는 과정에서 발생한다. 형광과 달리, 인광 물질에서는 여기된 전자가 먼저 '삼중항 상태'라는 준안정 상태로 전이된다. 이 삼중항 상태는 바닥 상태로의 전이가 양자역학적으로 금지되어 있기 때문에, 전자는 비교적 오랜 시간 동안 이 상태에 머무르게 된다. 결국 전자가 삼중항 상태에서 바닥 상태로 전이하면서 빛을 방출하는데, 이 과정이 느리기 때문에 인광은 잔광 현상을 보이는 것이다.

특징

• 긴 잔광 시간: 인광의 가장 큰 특징은 빛을 흡수한 후에도 상당 시간 동안 빛을 방출한다는 점이다. 이 잔광 시간은 물질에 따라 수 초에서 수 시간까지 다양하게 나타날 수 있다.
• 낮은 에너지의 빛 방출: 인광 물질은 흡수한 빛보다 파장이 긴, 즉 에너지가 낮은 빛을 방출한다. 이는 에너지를 흡수하여 높은 에너지 상태로 여기된 전자가 다양한 에너지 준위를 거치면서 에너지를 잃기 때문이다.
• 온도 의존성: 인광 현상은 온도에 민감하게 반응한다. 일반적으로 온도가 낮을수록 잔광 시간이 길어지는 경향이 있다.

활용

인광은 다양한 분야에서 활용되고 있다.

• 야광 제품: 시계, 장난감, 표지판 등에 사용되어 어두운 곳에서 빛을 내도록 한다.
• 보안: 위조 방지 기술에 활용되어 지폐, 신용카드 등의 보안성을 높인다.
• 디스플레이: 인광 물질은 과거 CRT 디스플레이의 발광 물질로 사용되었으며, 현재는 OLED 디스플레이에도 일부 활용된다.
• 생물학적 연구: 생체 이미징 기술에 활용되어 세포나 조직의 활동을 관찰하는 데 사용된다.

관련 용어

• 형광 (Fluorescence)
• 잔광 (Afterglow)
• 삼중항 상태 (Triplet State)
• 여기 (Excitation)