研究了摻Er³⁺含Au納米顆粒鉍酸鹽玻璃在波長為980nm的LD抽運(yùn)下1.53μm波長處的發(fā)光特性。測(cè)試得到表征Au納米顆粒存在的表面等離子體共振（SPR）峰位于565⁵86nm波長之間,透射電鏡（TEM）圖像中觀察到密集分布形狀各異的Au納米顆粒,尺寸約為5¹6nm。研究表明,隨著AuCl含量增加,1.53μm波長處熒光強(qiáng)度呈現(xiàn)先增強(qiáng)后減弱的趨勢(shì),在AuCl摻雜濃度為0.2wt%時(shí)取得最大值,為未摻雜時(shí)的4.3倍;熒光增強(qiáng)原因歸結(jié)于Au納米顆粒SPR引起的局域場(chǎng)增強(qiáng)以及Au0→Er³⁺的能量轉(zhuǎn)移,熒光淬滅原因歸結(jié)于Er³⁺→Au0的能量反向轉(zhuǎn)移。 

【文章來源】：光電子·激光. 2017,28(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

圖１未摻雜ＡｕＣｌ的Ａｕ０－ＢＢＴ玻璃樣品的ＤＴＡ曲線

［９］。一般地，ΔＴ＞１００℃時(shí)玻璃的熱穩(wěn)定性較好。本實(shí)驗(yàn)中，ΔＴ為１２５℃，因此玻璃具有良好的熱穩(wěn)定性，保證了所析出Ａｕ納米顆粒的純度。圖１未摻雜ＡｕＣｌ的Ａｕ０－ＢＢＴ玻璃樣品的ＤＴＡ曲線Ｆｉｇ．１ＤＴＡｐｒｏｆｉｌｅｏｆｔｈｅＡｕ０－ＢＢＴｇｌａｓｓｓａｍｐｌｅｕｎｄｏｐｅｄｗｉｔｈＡｕＣｌ３．２玻璃的吸收光譜和ＴＥＭ圖像從圖２可以看出，吸收光譜除了顯示Ｅｒ３＋固有吸收峰外，還較好顯示了表征Ａｕ納米顆粒存在的圖２Ｅｒ３＋離子摻雜含不同ＡｕＣｌ濃度的Ａｕ－ＢＢＴ系列玻璃樣品的吸收光譜Ｆｉｇ．２ＡｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒａｏｆＥｒ３＋ｉｏｎｓｄｏｐｅｄＡｕ－ＢＢＴｇｌａｓｓｓａｍｐｌｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆＡｕＣｌ·６２６·光電子·激光２０１７年第２８卷

在２．０以上，因此ＢＢＴ玻璃系統(tǒng)相應(yīng)Ａｕ納米顆粒ＳＰＲ特征峰位置（約５６５～５８６ｎｍ）明顯高于鈉鈣硅酸鹽玻璃系統(tǒng)（約４１０ｎｍ）。通過圖３可以看到，采用熔融退火一步法制備得到的Ａｕ２－ＢＢＴ玻璃樣品中，Ａｕ納米顆粒有球形、橢圓形和不規(guī)則形等，分散性較好；部分較小的納米顆粒通過Ｏｓｔｗａｌｄ熟化過程［１２，１３］聚集形成了較大的納米顆粒，這一聚集過程中產(chǎn)生了不規(guī)則類型的Ａｕ納米顆粒團(tuán)簇，顆粒尺寸較小，約在５～１６ｎｍ之間。圖３Ａｕ２－ＢＢＴ玻璃樣品的ＴＥＭ圖像Ｆｉｇ．３ＴＥＭｉｍａｇｅｏｆＡｕ２－ＢＢＴｇｌａｓｓｓａｍｐｌｅ３．３熒光光譜和熒光增強(qiáng)機(jī)理從圖４可以看出，隨著ＡｕＣｌ的加入，熒光強(qiáng)度得到較大幅度增強(qiáng)，在ＡｕＣｌ摻雜濃度為０．２ｗｔ％處達(dá)到最大值，和未摻雜的Ａｕ０－ＢＢＴ玻璃樣品相比提高了４．３倍；Ｅｒ３＋熒光增強(qiáng)的可能機(jī)理有以下兩方面：１）由Ａｕ納米顆粒ＳＰＲ?guī)У木钟驁?chǎng)增強(qiáng)引起的［１４，１５］。從圖５［１６］可以看出，在波長為９８０ｎｍ的激光泵浦下，Ｅｒ３＋吸收紅外光子從基態(tài)４Ｉ１５／２躍遷到激發(fā)態(tài)４Ｉ１１／２級(jí)，再無輻射馳豫（ＮＲ）到４Ｉ１３／２能級(jí)；隨后再從４Ｉ１３／２能級(jí)躍遷到４Ｉ１５／２能級(jí)發(fā)出近紅外光。由于析出的Ａｕ納米顆粒和周圍基質(zhì)玻璃的相對(duì)介電常數(shù)不同，由ＳＰＲ產(chǎn)生的表面等離子體波使得入射光集中在亞波長結(jié)構(gòu)中。入射強(qiáng)度的改變和金屬的屏蔽效應(yīng)通常會(huì)使Ａｕ納米顆粒周圍的局域場(chǎng)得到增強(qiáng)，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]SPR技術(shù)用于吸收介質(zhì)的折射率虛部檢測(cè)[J]. 張穎穎.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2013(10)



本文編號(hào)：3542459