本文關(guān)鍵詞：貴金屬納米粒子敏化增強(qiáng)上轉(zhuǎn)換發(fā)光研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：由于獨(dú)特的非線性過(guò)程與廣泛應(yīng)用前景,如生物熒光成像、生物傳感、紅外光熱治療、紅外探測(cè)、防偽、指紋識(shí)別和太陽(yáng)能電池等,稀土(RE)摻雜上轉(zhuǎn)換熒光材料(UCNPs)已成為發(fā)光領(lǐng)域的研究熱點(diǎn);最近十幾年納米科技的發(fā)展更是給上轉(zhuǎn)換發(fā)光(UCL)的研究注入了新的驅(qū)動(dòng)力。然而,現(xiàn)有稀土上轉(zhuǎn)換材料的發(fā)光過(guò)程來(lái)源于4f-4f躍遷,吸收截面小,發(fā)光效率低,成為限制其實(shí)際應(yīng)用的障礙。傳統(tǒng)的解決方法主要是通過(guò)材料的尺寸、結(jié)構(gòu)與表面控制以及晶體場(chǎng)調(diào)控,獲得相對(duì)高效的UCL。本論文利用貴金屬Au與稀土氧化物Nd2O3復(fù)合,實(shí)現(xiàn)了寬帶激發(fā)的上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射;利用貴金屬材料的表面等離子體效應(yīng)對(duì)稀土上轉(zhuǎn)換納米晶材料的局域光場(chǎng)進(jìn)行調(diào)控,使Na YF4:Yb,Tm納米晶上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度增加了兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上,并深入揭示了貴金屬-稀土上轉(zhuǎn)換復(fù)合結(jié)構(gòu)中稀土上轉(zhuǎn)換熒光增強(qiáng)的微觀物理實(shí)質(zhì),在此基礎(chǔ)上將這其應(yīng)用于指紋識(shí)別;制備了高效的Li YF4:Yb,Er稀土上轉(zhuǎn)換單晶,并將其應(yīng)用于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池以提高其光電轉(zhuǎn)換效率。具體取得的成果如下:[1]通過(guò)共沉淀法成功合成了一種新穎的Nd2O3/Au的復(fù)合物,其在780-980nm光激發(fā)下具有寬帶白光上轉(zhuǎn)換發(fā)射。利用Nd2O3發(fā)光與金棒的表面等離子體共振的相互作用,使Nd2O3的寬帶發(fā)光閾值大大降低,發(fā)光強(qiáng)度大幅度提高;確定了上轉(zhuǎn)換發(fā)光增強(qiáng)與金棒摻雜濃度和980nm、808nm激發(fā)光功率強(qiáng)度的依賴關(guān)系;在980nm和808nm光激發(fā)下,獲得的最大增強(qiáng)倍數(shù)分別是11倍和9倍;探索了Nd2O3/Au復(fù)合物的上轉(zhuǎn)換寬帶發(fā)射和上轉(zhuǎn)換增強(qiáng)機(jī)制.[2]采用去PMMA模板法合成了“島狀”Au-Ag合金納米薄膜,并通過(guò)Au-Ag的比例控制合金的尺寸(100-1000 nm)。發(fā)現(xiàn)上轉(zhuǎn)換發(fā)光增強(qiáng)因子隨合金納米顆粒的尺寸增大、漫反射的增強(qiáng),Na YF4 Yb,Tm納米顆粒尺寸和激發(fā)光功率密度的減小和和多光子布局階數(shù)的提高而增大;上轉(zhuǎn)換發(fā)光增強(qiáng)主要是來(lái)源于與激發(fā)光電磁場(chǎng)的表面等離子共振耦合。優(yōu)化獲得了180倍的熒光增強(qiáng),并用于高分辨率指紋識(shí)別。[3]首次將透明Li YF4:Yb~(3+),Er~(3+)單晶作為一個(gè)獨(dú)立的熒光轉(zhuǎn)換器來(lái)提高鈣鈦礦電池的能量轉(zhuǎn)換效率,980nm光激發(fā)下其內(nèi)量子效率高到5.72%。將其置于鈣鈦礦電池的迎光面,在7-8個(gè)太陽(yáng)常數(shù)的模擬太陽(yáng)光激發(fā)下,電池的能量轉(zhuǎn)換效率提高了7.9%。
【關(guān)鍵詞】：上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料 寬帶發(fā)光 局域場(chǎng)調(diào)制 表面等離子體 合金納米薄膜 尺寸依賴 界面效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ422;TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 貴金屬局域表面等離子體共振的基本原理11-13
• 1.2 貴金屬LSPR增強(qiáng)稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光13-14
• 1.3 論文的研究?jī)?nèi)容及研究意義14-15
• 1.4 參考文獻(xiàn)15-22
• 第二章 Nd_2O_3/Au納米復(fù)合物：近紅外光激發(fā)下的上轉(zhuǎn)換光譜展寬和增強(qiáng)22-38
• 2.1 引言22-23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)步驟23-24
• 2.2.1 金納米棒的合成23
• 2.2.2 Nd_2O_3/Au復(fù)合物的制備23-24
• 2.2.3 表征24
• 2.3 結(jié)果與討論24-31
• 2.3.1 形貌和結(jié)構(gòu)24-27
• 2.3.2 Nd_2O_3/Au復(fù)合材料的上轉(zhuǎn)換增強(qiáng)27-31
• 2.4 上轉(zhuǎn)換寬帶發(fā)射的機(jī)理31-33
• 2.5 小結(jié)33
• 2.6 參考文獻(xiàn)33-38
• 第三章 “島狀”Au-Ag合金 /NaYF_4: Yb~(3+), Tm~(3+)/Er~(3+)復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)強(qiáng)的上轉(zhuǎn)換增強(qiáng)和指紋識(shí)別應(yīng)用38-60
• 3.1 引言38-39
• 3.2 實(shí)驗(yàn)步驟39-41
• 3.2.1 NaYF_4納米顆粒的合成39
• 3.2.2 合成PMMA納米球39-40
• 3.2.3 合成多空Au-Ag/NaYF_4: Yb~(3+), Tm~(3+)復(fù)合薄膜40
• 3.2.4 表征40-41
• 3.3 結(jié)果和討論41-53
• 3.4 小結(jié)53-54
• 3.5 參考文獻(xiàn)54-60
• 第四章 太陽(yáng)光譜激發(fā)下的高效上轉(zhuǎn)換單晶LiYF_4: Yb~(3+), Er~(3+)及光伏應(yīng)用60-77
• 4.1 引言60-61
• 4.2 實(shí)驗(yàn)步驟61-63
• 4.2.1 LiYF_4: Yb~(3+), Er~(3+)單晶的合成61
• 4.2.2 鈣鈦礦電池的特殊合成方法61-62
• 4.2.2 表征62-63
• 4.3 結(jié)果與討論63-72
• 4.4 小結(jié)72
• 4.5 參考文獻(xiàn)72-77
• 第五章 結(jié)論與展望77-78
• 作者簡(jiǎn)介及在學(xué)期間取得的科研成果78-80
• 致謝80

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本文編號(hào)：375980