에너지를 흡수한 물질이 빛을 방출하는 발광은 분자와 빛의 상호 작용을 포함하는 과정입니다. 에너지 준위 다이어그램 또는 야블론스키 다이어그램은 이러한 상호 작용을 그래픽으로 표현한 것으로, 분자가 겪을 수 있는 다양한 상태와 전이를 보여줍니다. 일반적인 야블론스키 다이어그램에서 가장 낮은 수평선은 분자의 기본 상태 에너지를 나타내며, 이는 일반적으로 싱글렛 상태입니다. 이 상태는 실온에서 용액에 있는 대부분 분자의 에너지를 나타냅니다. 위쪽 선은 세 가지 여기된 전자 상태의 진동 에너지 준위를 나타냅니다. 첫 번째와 두 번째 전자 싱글렛 상태와 첫 번째 전자 삼중항 상태입니다.

이 네 가지 전자 상태는 각각 수많은 진동 에너지 준위와 관련이 있습니다. 흡수 전이는 기본 싱글렛 전자 상태에서 여기된 싱글렛 전자 상태의 다양한 진동 수준으로 발생할 수 있습니다. 삼중항 전이는 다중도의 변화를 수반하므로 발생 확률이 매우 낮습니다. 여기된 분자는 여러 가지 기계적 단계를 거쳐 기본 상태로 돌아갈 수 있습니다. 이러한 단계 중 형광과 인광은 광자 방출을 수반하는 반면, 다른 단계는 무방사 과정입니다. 기저 상태로 가는 선호 경로는 여기 상태의 수명을 최소화하는 경로입니다. 따라서 무방사 과정에 비해 형광에 의한 비활성화가 빠르면 그러한 방출이 관찰됩니다. 반대로 무방사 경로가 더 유리한 속도 상수를 갖는 경우 형광이 없거나 덜 강합니다.

첫 번째 및 두 번째 전자 싱글렛 상태로 여기된 분자는 과도한 진동 에너지를 빠르게 잃고 진동 완화라는 비방사 과정을 통해 해당 전자 상태의 기저 진동 수준으로 이완됩니다. 내부 변환이라는 용어는 방사선을 방출하지 않고 분자를 저에너지 전자 상태로 두는 분자 간 과정을 설명합니다. 이러한 과정은 잘 정의되지 않았고 잘 이해되지 않았지만 종종 매우 효율적입니다. 내부 변환은 동일한 다중도의 두 상태(싱글렛-싱글렛 또는 트리플렛-트리플렛) 사이에서 발생할 수 있으며, 특히 두 전자 에너지 레벨이 진동 에너지 레벨에 겹칠 만큼 충분히 가까울 때 그렇습니다.

계간 교차는 또 다른 비활성화 과정으로, 다양한 다중도의 전자 상태 간의 교차입니다. 내부 변환과 마찬가지로 두 상태의 진동 수준이 겹치면 계간 교차의 확률이 높아집니다. 계간 교차는 요오드나 브롬과 같은 무거운 원자를 포함하는 분자에서 스핀과 궤도 상호 작용이 증가하기 때문에 가장 흔합니다.

진동 완화, 내부 변환, 외부 변환 및 계간 교차는 모두 여기 상태의 분자가 광자를 방출하지 않고 에너지를 잃는 무방사성 비활성화의 형태입니다. 반면 형광과 인광은 광자를 방출하는 것을 포함합니다. 두 경우 모두 분자는 더 낮은 에너지의 전자 상태로 돌아가지만 차이점은 관련 상태의 다중도와 여기 상태의 수명에 있습니다. 요약하자면 발광의 비활성화 과정은 복잡하며 복사 및 비복사 전이의 조합을 포함합니다. 이러한 과정의 효율성은 물질의 관찰된 발광 특성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.