本文關(guān)鍵詞：稀土離子摻雜磷酸鹽三維有序大孔材料的制備及其發(fā)光增強(qiáng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：稀土離子摻雜的三維有序大孔材料(3DOM)是一種在納米尺度上的具有周期性排列結(jié)構(gòu)的新型功能材料,一方面,它具有普通三維有序大孔材料的特點(diǎn),比如說(shuō)較高的比表面積,較高的孔隙率以及均勻地孔徑分布等；另一方面,它結(jié)構(gòu)上的周期性排列使之具有獨(dú)特的光子帶隙性質(zhì),因此它可以對(duì)稀土離子的發(fā)光在一定程度上進(jìn)行調(diào)制,其被廣泛的應(yīng)用在高效LED、低閾值激光器、光波導(dǎo)器件等各個(gè)領(lǐng)域。但是目前來(lái)說(shuō),稀土離子摻雜的3DOM材料存在許多的表面缺陷,再加上稀土離子本身的吸收比較弱,導(dǎo)致其發(fā)光強(qiáng)度很弱,這嚴(yán)重限制了稀土離子摻雜3DOM的應(yīng)用。因此,提高稀土離子摻雜的3DOM材料的發(fā)光強(qiáng)度對(duì)于其實(shí)際應(yīng)用而言有著重要的作用。本論文制備了稀土離子摻雜的磷酸鹽3DOM發(fā)光材料,研究了表面包覆,Li+摻雜和金屬納米顆粒的表面等離子體共振等方式增強(qiáng)磷酸鹽3DOM材料的發(fā)光,研究其發(fā)光性質(zhì)及機(jī)理。論文采用自組裝模板法結(jié)合溶膠-凝膠法制備了LaPO4:Eu3+ 3DOM發(fā)光材料,研究了Ag納米顆粒對(duì)LaPO4:Eu3+ 3DOM材料發(fā)光的影響。研究發(fā)現(xiàn)：Ag納米顆粒加入到LaPO4: Eu3+3DOM材料后,樣品的發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng)3倍,發(fā)光增強(qiáng)的主要原因是Ag納米顆粒的表面等離子體耦合共振效應(yīng)增強(qiáng)其激發(fā)效率引起的。研究了SiO2包覆層對(duì)LaPO4:Eu3+3DOM材料發(fā)光性質(zhì)的影響,研究證實(shí)：當(dāng)LaPO4:Eu3+3DOM材料表面被SiO2層包覆以后,其樣品發(fā)光強(qiáng)度最大增強(qiáng)了3倍,發(fā)光增強(qiáng)原因是SiO2包覆層對(duì)LaPO4:Eu3+樣品的表面猝滅效應(yīng)的抑制作用引起的。研究了Ag納米顆粒和SiO2包覆對(duì)LaPO4:Eu3+3DOM材料發(fā)光的影響,研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)SiO2包覆和Ag納米顆粒的協(xié)同作用LaPO4:Eu3+3DOM材料發(fā)光增強(qiáng)7倍。探討了Li+摻雜對(duì)LaPO4:Eu3+3DOM材料發(fā)光的影響,通過(guò)Li+摻雜對(duì)樣品晶體場(chǎng)的調(diào)控使其發(fā)射強(qiáng)度增強(qiáng)17倍。論文制備了YbPO4:Er3+3DOM上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料,研究了Ag納米顆粒及表面包覆對(duì)YbPO4:Er3+3DOM材料上轉(zhuǎn)換發(fā)光的影響。Ag納米顆粒加入到Y(jié)bPO4:Er3+3DOM材料后,樣品的上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度最大增強(qiáng)6倍。探討了SiO2包覆和不同濃度的Ag納米顆粒對(duì)YbPO4:Er3+3DOM材料上轉(zhuǎn)換發(fā)光的影響。研究證實(shí)：當(dāng)YbPO4:Er3+3DOM樣品被SiO2包覆以后其上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度最大增強(qiáng)10倍；當(dāng)把Ag納米顆粒添加到SiO2包覆的YbPO4: Er3+3DOM樣品后,樣品的上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度可以得到了進(jìn)一步的增強(qiáng),最終增強(qiáng)高達(dá)50倍。
【關(guān)鍵詞】：三維有序大孔材料 Ag納米顆粒 局部表面等離子體共振耦合效應(yīng) SiO_2包覆
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.1;TQ422
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 發(fā)光的概述11-13
• 1.1.1 普通發(fā)光材料11-12
• 1.1.2 上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料12-13
• 1.2 發(fā)光材料的分類13-17
• 1.2.1 發(fā)光玻璃材料13-14
• 1.2.2 熒光粉發(fā)光材料及其應(yīng)用14-15
• 1.2.3 三維有序大孔材料15-17
• 1.3 稀土離子摻雜的三維有序大孔材料的應(yīng)用17-20
• 1.3.1 光子晶體材料17-18
• 1.3.2 光波導(dǎo)材料18-19
• 1.3.3 高效LED器件19-20
• 1.3.4 低閾值激光器20
• 1.4 稀土離子摻雜的三維有序大孔材料目前存在的問(wèn)題20-21
• 1.5 稀土離子摻雜3DOM材料的發(fā)光增強(qiáng)的方法21-24
• 1.5.1 金屬納米顆粒的表面等離子體耦合共振效應(yīng)增強(qiáng)發(fā)光21
• 1.5.2 稀土離子晶體場(chǎng)調(diào)控增強(qiáng)熒光21-22
• 1.5.3 光子帶隙結(jié)構(gòu)增強(qiáng)發(fā)光22
• 1.5.4 稀土離子間能量傳遞增強(qiáng)發(fā)光22-23
• 1.5.5 表面缺陷修飾增強(qiáng)發(fā)光23-24
• 1.6 本課題研究現(xiàn)狀以及本論文的主要內(nèi)容24-25
• 第二章 實(shí)驗(yàn)方法25-35
• 2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備,實(shí)驗(yàn)試劑及原料25-26
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備25-26
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑及原料26
• 2.2 溶膠-凝膠法26-27
• 2.2.1 溶膠-凝膠法的特點(diǎn)27
• 2.2.2 溶膠-凝膠法的基本過(guò)程27
• 2.3 實(shí)驗(yàn)的制備過(guò)程27-30
• 2.3.1 三維有序模板的制備27-28
• 2.3.2 銀納米溶液的制備28-29
• 2.3.3 SiO_2溶膠的制備29
• 2.3.4 LaPO_4：Eu~(3+)溶膠的制備29-30
• 2.3.5 Li~+摻雜LaPO_4：Eu~(3+)溶膠的制備30
• 2.3.6 YbPO_4：Er~(3+)溶膠的制備30
• 2.4 3DOM材料的制備過(guò)程30-33
• 2.4.1 Ag納米顆粒摻雜的LaPO_4：Eu~(3+)3DOM材料的制備過(guò)程30-31
• 2.4.2 Li~+摻雜的LaPO_4：Eu~(3+)3DOM材料的制備過(guò)程31
• 2.4.3 SiO_2包覆的LaPO_4：Eu~(3+)3DOM材料的制備過(guò)程31-32
• 2.4.4 Ag納米顆粒摻雜SiO_2包覆的LaPO_4：Eu~(3+)3DOM材料的制備過(guò)程32
• 2.4.5 Ag納米顆粒摻雜YbPO_4：Er~(3+)3DOM材料的制備過(guò)程32
• 2.4.6 Ag納米顆粒摻雜SiO_2包覆的YbPO_4：Er~(3+)3DOM材料的制備過(guò)程32-33
• 2.5 實(shí)驗(yàn)樣品性能表征33-35
• 2.5.1 掃描電子顯微鏡(SEM)33
• 2.5.2 透射電子顯微鏡(TEM)33
• 2.5.3 X射線衍射儀器(XRD)33
• 2.5.4 吸收光譜與透射光譜(Absorption Spectra and Transmission Spectra)33-34
• 2.5.5 熒光光譜儀(Photoluminescence spectra)34
• 2.5.6 熒光壽命分析(Fluorescence decay analysis)34-35
• 第三章 LaPO_4：Eu~(3+)三維有序大孔材料的制備及其發(fā)光增強(qiáng)研究35-57
• 3.1 引言35
• 3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論35-55
• 3.2.1 Ag納米顆粒對(duì)LaPO_4：Eu~(3+)3DOM材料發(fā)光增強(qiáng)的研究35-40
• 3.2.2 SiO_2包覆對(duì)LaPO_4：Eu~(3+)3DOM材料發(fā)光增強(qiáng)的研究40-45
• 3.2.3 Ag納米顆粒對(duì)SiO_2包覆的LaPO_4：Eu~(3+)3DOM材料發(fā)光增強(qiáng)的研究45-52
• 3.2.4 Li~+摻雜對(duì)LaPO_4：Eu~(3+)3DOM材料發(fā)光增強(qiáng)的研究52-55
• 3.3 本章小結(jié)55-57
• 第四章 YbPO_4：Er~(3r)三維有序大孔材料制備及其上轉(zhuǎn)換發(fā)光增強(qiáng)研究57-71
• 4.1 引言57
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論57-69
• 4.2.1 銀納米顆粒對(duì)YbPO_4：Er~(3+)3DOM材料上轉(zhuǎn)換發(fā)光增強(qiáng)的研究57-62
• 4.2.2 Ag納米顆粒與SiO_2包覆對(duì)YbPO_4：Er~(3+)3DOM材料上轉(zhuǎn)換發(fā)光增強(qiáng)的研究62-69
• 4.3 本章總結(jié)69-71
• 第五章 總結(jié)71-75
• 5.1 結(jié)論71-72
• 5.2 創(chuàng)新點(diǎn)72
• 5.3 本論文不足之處72-75
• 致謝75-77
• 參考文獻(xiàn)77-89
• 附錄 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文89

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