本文關(guān)鍵詞：三維光子晶體的光致發(fā)光增強(qiáng)性質(zhì)以及對(duì)稀土摻雜無機(jī)物的發(fā)光調(diào)控

  更多相關(guān)文章： 光子晶體 熒光增強(qiáng) 生物傳感 上轉(zhuǎn)換發(fā)光 白光熒光粉

【摘要】：自1987年Yablonovitch和John分別獨(dú)立地提出了光子晶體概念以來，，光子晶體進(jìn)入人們的視野，開始被廣泛研究，使得人們精確操控光子的夢(mèng)想成為可能。所謂光子晶體，就是介電常數(shù)在空間呈周期性分布的一種特殊結(jié)構(gòu)。電磁波在光子晶體中傳播時(shí)，會(huì)受到介電常數(shù)的周期性調(diào)制，使得光子在能量尺度上是不連續(xù)的，從而形成光子帶隙。處于光子帶隙內(nèi)的光是不允許在光子晶體中傳播的�；诠庾泳w的特殊性質(zhì)，在光波導(dǎo)、零閾值激光器、光電路、生物傳感等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。但是目前仍然存在一些問題：將發(fā)光基團(tuán)與三維光子晶體復(fù)合，可以觀測(cè)到很好的光致發(fā)光增強(qiáng)現(xiàn)象，這一現(xiàn)象的機(jī)理是什么？我們通過PMMA蛋白石光子晶體對(duì)[Ru(dpp)3]Cl2光致發(fā)光增強(qiáng)性質(zhì)的研究明確了增強(qiáng)機(jī)理，并且將這種光致發(fā)光增強(qiáng)現(xiàn)象應(yīng)用于氧氣傳感以及鐵離子檢測(cè)上，取得了很好的結(jié)果。另一方面，光子晶體對(duì)發(fā)光中心的自發(fā)輻射速率有一定的調(diào)控作用。利用這種調(diào)控，我們制備了釩磷酸鹽反蛋白石光子晶體白光熒光粉，有效地抑制了非輻射過程，提高了量子效率。光子晶體對(duì)上轉(zhuǎn)換發(fā)光的調(diào)控主要基于大聲子能氧化物材料，我們利用溶劑熱法成功制備了小聲子能的NaYF4反蛋白石光子晶體，并研究了其上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì)。取得的主要成果如下： [1]利用反蛋白石光子晶體對(duì)自發(fā)輻射的調(diào)控以及大孔性質(zhì)，通過釩磷酸鹽基質(zhì)，Tm、Dy、Eu三摻雜體系，制備了三維反蛋白石光子晶體白光熒光粉。通過帶隙調(diào)控，可以實(shí)現(xiàn)在暖白光和冷白光之間的轉(zhuǎn)換；利用薄壁大孔特性，有效地抑制了發(fā)光中心之間的能量傳遞過程；通過磷元素的摻雜，有效地抑制了釩酸根向缺陷態(tài)的能量傳遞，提高了量子效率。 [2]通過PMMA蛋白石光子晶體對(duì)[Ru(dpp)3]Cl2分子光致發(fā)光增強(qiáng)性質(zhì)的研究明確了增強(qiáng)機(jī)理：這一明顯的增強(qiáng)是由光子晶體結(jié)構(gòu)對(duì)激發(fā)光的散射、光子晶體結(jié)構(gòu)對(duì)發(fā)光中心非輻射過程的抑制以及有效折射率對(duì)發(fā)光中心自發(fā)輻射速率的調(diào)制共同作用的結(jié)果。 [3]將PMMA蛋白石光子晶體的光致發(fā)光增強(qiáng)現(xiàn)象應(yīng)用與氧氣傳感以及鐵離子檢測(cè)，可以有效地提高靈敏度，降低檢測(cè)限。在氧氣傳感中實(shí)現(xiàn)了MCF-7細(xì)胞的共聚焦成像以及細(xì)胞內(nèi)部的氧氣傳感；在鐵離子檢測(cè)中實(shí)現(xiàn)了多通道檢測(cè)，并且成功檢測(cè)了自來水、芹菜以及菠菜中鐵離子含量。 [4]利用模板輔助的溶劑熱合成法成功制備了小聲子能的NaYF4反蛋白石光子晶體。通過Yb、Er/Tm的共摻雜體系，對(duì)上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)地研究。結(jié)果表明反蛋白石光子晶體結(jié)構(gòu)有利于上轉(zhuǎn)換，尤其是高階上轉(zhuǎn)換過程的發(fā)生。
【關(guān)鍵詞】：光子晶體 熒光增強(qiáng) 生物傳感 上轉(zhuǎn)換發(fā)光 白光熒光粉
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O734
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-35
• 1.1 光子晶體簡介11-19
• 1.1.1 光子晶體的分類及制備方法13-14
• 1.1.2 光子晶體的性質(zhì)14-16
• 1.1.3 光子晶體的應(yīng)用16-19
• 1.2 稀土發(fā)光簡介19-25
• 1.2.1 稀土元素19-21
• 1.2.2 稀土摻雜納米發(fā)光材料及應(yīng)用21-25
• 1.3 論文的研究內(nèi)容及研究意義25-26
• 參考文獻(xiàn)26-35
• 第二章 色度可控的、量子效率顯著提高的 YV_(1-x)P_xO_4：Tm，Dy，Eu 反蛋白石白光熒光粉35-51
• 2.1 引言35-36
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分36-37
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品36
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)過程36-37
• 2.3 結(jié)果與討論37-46
• 2.3.1 結(jié)構(gòu)表征37-39
• 2.3.2 光子帶隙對(duì)發(fā)光的調(diào)控39-41
• 2.3.3 光子晶體對(duì)能量傳遞過程的抑制41-44
• 2.3.4 P 元素?fù)诫s及光子晶體結(jié)構(gòu)對(duì)量子效率的調(diào)控44-46
• 2.4 本章小結(jié)46
• 參考文獻(xiàn)46-51
• 第三章 PMMA 蛋白石光子晶體的光致發(fā)光增強(qiáng)機(jī)理及其在氧氣傳感和鐵離子檢測(cè)中的應(yīng)用51-79
• 3.1 前言51-52
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分52
• 3.2.1 所用藥品52
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)過程52
• 3.3 光致發(fā)光增強(qiáng)現(xiàn)象及機(jī)理探究52-61
• 3.3.1 結(jié)構(gòu)特征52-53
• 3.3.2 [Ru（dpp）_3]Cl_2分子數(shù)對(duì)比53-55
• 3.3.3 320 倍光致發(fā)光增強(qiáng)55-59
• 3.3.4 溫度依賴的發(fā)光動(dòng)力學(xué)過程59-61
• 3.4 PMMA 蛋白石光子晶體光致發(fā)光增強(qiáng)現(xiàn)象在氧氣傳感中的應(yīng)用61-65
• 3.5 PMMA 蛋白石光子晶體光致發(fā)光增強(qiáng)現(xiàn)象在鐵離子檢測(cè)中的應(yīng)用65-73
• 3.6 本章小結(jié)73-74
• 參考文獻(xiàn)74-79
• 第四章 模板輔助的溶劑熱法制備 NaYF_4反蛋白石光子晶體及其上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì)79-99
• 4.1 前言79-80
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分80-81
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品80
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)過程80-81
• 4.3 結(jié)果與討論81-93
• 4.3.1 結(jié)構(gòu)特征81-83
• 4.3.2 反應(yīng)時(shí)間、PH 值以及溫度的影響83-84
• 4.3.3 顯著提高的上轉(zhuǎn)換發(fā)光84-89
• 4.3.4 上轉(zhuǎn)換發(fā)光動(dòng)力學(xué)過程89-91
• 4.3.5 NaYF_4：Yb~(3+)，Tm~(3+)/TiO_2復(fù)合材料的紅外光電響應(yīng)91-93
• 4.4 本章小結(jié)93
• 參考文獻(xiàn)93-99
• 第五章 結(jié)論與展望99-101
• 5.1 結(jié)論99
• 5.2 展望99-101
• 作者簡介及攻讀博士期間發(fā)表的論文101-103
• 致謝103

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 李夏;薛唯;蔣玉蓉;喻志農(nóng);;光子晶體的制備方法及其應(yīng)用[J];光學(xué)技術(shù);2006年06期

2 周倩,董鵬,程丙英;大尺寸SiO_2膠體顆粒的重力沉降自組裝研究[J];物理學(xué)報(bào);2004年11期

3 徐少輝,丁訓(xùn)民,資劍,侯曉遠(yuǎn);電子體系與光子體系[J];物理;2002年09期

本文編號(hào)：960875