發(fā)布時間：2017-11-05 09:25

  本文關(guān)鍵詞：表面等離子體激元與光子帶隙協(xié)同增強稀土摻雜氟化物納米晶的發(fā)光性質(zhì)研究

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【摘要】：稀土摻雜上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料是一種能將低能量的紅外光轉(zhuǎn)換為高能量可見光的光學(xué)材料,因其在生物標記、生物成像、生物治療和太陽能電池等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用前景而備受關(guān)注。但稀土離子在紅外區(qū)域的吸收截面小使得其發(fā)光效率低,進而限制了稀土離子摻雜上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的應(yīng)用。目前,諸如選擇基質(zhì)材料、表面包覆和染料敏化等一系列方法被用于增強稀土離子摻雜上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的發(fā)光效率。本論文通過光子晶體表面效應(yīng)、稀貴金屬表面等離子體以及通過兩者協(xié)同作用來增強稀土離子摻雜納米顆粒的上轉(zhuǎn)換發(fā)光,并就其發(fā)光增強機理進行了系統(tǒng)的研究。采用垂直沉積法制備了蛋白石光子晶體模板,將YF3:Yb3+, Er3+納米顆粒涂覆在光子晶體的表面,研究了蛋白石光子晶體的表面效應(yīng)對YF3:Yb3+, Er3+納米顆粒上轉(zhuǎn)換發(fā)光的增強效果。當(dāng)光子帶隙分別與綠光發(fā)射或紅光發(fā)射重合時,YF3納米顆粒的綠光發(fā)射或紅光發(fā)射會因光子晶體表面的布拉格反射而得到選擇性增強；當(dāng)光子晶體帶隙與980納米激發(fā)光重合時,YF3納米顆粒的紅光發(fā)射或綠光發(fā)射都將因激發(fā)場的增強而被增強。通過模板輔助法制備了具有不同帶寬吸收的多孔銀薄膜,其中窄帶模板的吸收峰位于430納米,超寬帶模板的吸收峰由350納米延續(xù)到了1400納米。實驗將NaYF4納米顆粒旋涂在具有不同吸收的模板上,研究了不同帶寬吸收的銀薄膜對NaYF4納米顆粒上轉(zhuǎn)換發(fā)光的影響。結(jié)果表明,NaYF4納米顆粒的上轉(zhuǎn)換發(fā)光在窄吸收和超寬帶吸收的模板上,分別取得了10倍和60倍上轉(zhuǎn)換發(fā)光增強效果。在窄吸收模板上表面等離激元的作用使得發(fā)光增強,而具有超寬帶吸收的模板上取得的優(yōu)良增強效果,歸因于980納米紅外激發(fā)光與超寬帶表面等離子體吸收峰進一步的耦合而產(chǎn)生的良好效果。制備了具有不同光子帶隙的反蛋白石光子晶體模板并在其中引入了稀貴金屬納米顆粒以協(xié)同表面等離激元增強上轉(zhuǎn)換發(fā)光。實驗將Er3+/Yb3+雙摻NaYF4納米顆粒旋涂在具有不同的光子帶隙光子帶隙的反蛋白石光子晶體模板表面,并后研究了其對Era+/ Yb3+雙摻NaYF4納米顆粒上轉(zhuǎn)換發(fā)光的影響。Er3+/ Yb3+雙摻NaYF4納米顆粒的上轉(zhuǎn)換綠光或紅光發(fā)射與不同的光子帶隙重合時NaYF4納米顆粒的上轉(zhuǎn)換發(fā)光會被選擇性增強。當(dāng)反蛋白石光子晶體中加入稀貴金屬納米顆粒后,反蛋白石光子晶體起到隔層作用使得表面等離激元可以有效發(fā)揮作用。在協(xié)同了稀貴金屬納米顆粒的表面等離激元與光子帶隙共同作用使得NaYF4納米顆粒的上轉(zhuǎn)換發(fā)光在被光子晶體調(diào)控的同時得到了進一步的增強。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O734

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本文編號：1143615