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

  更多相關(guān)文章： 稀土離子摻雜的納米顆粒 光子晶體 上轉(zhuǎn)換發(fā)光 表面等離子體

【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(jiàn)光的光學(xué)材料,因其在生物標(biāo)記、生物成像、生物治療和太陽(yáng)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(jìn)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(qiáng)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(guò)光子晶體表面效應(yīng)、稀貴金屬表面等離子體以及通過(guò)兩者協(xié)同作用來(lái)增強(qiáng)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(qiáng)機(jī)理進(jìn)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(duì)YF3:Yb3+, Er3+納米顆粒上轉(zhuǎn)換發(fā)光的增強(qiáng)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(shí),YF3納米顆粒的綠光發(fā)射或紅光發(fā)射會(huì)因光子晶體表面的布拉格反射而得到選擇性增強(qiáng)；當(dāng)光子晶體帶隙與980納米激發(fā)光重合時(shí),YF3納米顆粒的紅光發(fā)射或綠光發(fā)射都將因激發(fā)場(chǎng)的增強(qiáng)而被增強(qiáng)。通過(guò)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(shí)驗(yàn)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(duì)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(qiáng)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(qiáng),而具有超寬帶吸收的模板上取得的優(yōu)良增強(qiáng)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(jìn)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(qiáng)上轉(zhuǎn)換發(fā)光。實(shí)驗(yàn)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(duì)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(shí)NaYF4納米顆粒的上轉(zhuǎn)換發(fā)光會(huì)被選擇性增強(qiáng)。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(shí)得到了進(jìn)一步的增強(qiáng)。
【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)】：O734

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 祝林鋒;林健;孫真榮;李玉瓊;李東衛(wèi);;摻鉺TeO_2-Nb_2O_5-ZnO系統(tǒng)玻璃的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能[J];功能材料;2008年10期

2 臧競(jìng)存,劉燕行,方方;鎢酸釹單晶光譜及其上轉(zhuǎn)換發(fā)光[J];中國(guó)稀土學(xué)報(bào);2001年01期

3 李曉文,陳曉波,孫寅官;低濃度摻餌五磷酸鹽非晶的上轉(zhuǎn)換發(fā)光[J];北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1997年02期

4 唐基冬;雷春華;王習(xí)婷;李承志;張友玉;;氧化釔(鉺,鐿)的合成及上轉(zhuǎn)換發(fā)光[J];光譜實(shí)驗(yàn)室;2013年05期

5 馬冬云;呂樹(shù)臣;易玉峰;王瑩;;鉺鐿共摻多金屬氧酸鹽合成及上轉(zhuǎn)換發(fā)光研究[J];北京石油化工學(xué)院學(xué)報(bào);2008年02期

6 范葉霞;夏霏霏;俞澤民;候俊;田崇軍;;鐿濃度對(duì)鈥鐿雙摻二氧化鈦上轉(zhuǎn)換發(fā)光的影響[J];光子學(xué)報(bào);2011年03期

7 劉晃清,秦冠仕,林海燕,秦偉平,張繼森,趙丹,吳長(zhǎng)鋒,任新光,呂少哲;二氧化鋯納米材料中三價(jià)鉺離子的上轉(zhuǎn)換發(fā)光[J];中國(guó)稀土學(xué)報(bào);2002年S1期

8 劉恩周;樊君;胡曉云;侯文倩;;基于上轉(zhuǎn)換發(fā)光的可見(jiàn)/近紅外光催化研究現(xiàn)狀及展望[J];化工進(jìn)展;2011年12期

9 高淵;曹天野;李富友;;具有協(xié)同表面配體的水溶性稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料用于活體淋巴結(jié)顯像[J];無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào);2012年10期

10 楊智杰;朱基千;周凱;;鉺單摻和鉺/鐿共摻氟氧玻璃的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì)研究[J];材料導(dǎo)報(bào);2011年04期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 徐莉;關(guān)彩虹;于孟斌;金亮;陳高云;;上轉(zhuǎn)換發(fā)光技術(shù)在生化快速檢測(cè)中的應(yīng)用研究[A];公共安全中的化學(xué)問(wèn)題研究進(jìn)展（第二卷）[C];2011年

2 陳大欽;王元生;余運(yùn)龍;劉鋒;黃萍;;釹摻雜的納米結(jié)構(gòu)玻璃陶瓷的紅外激發(fā)紫外上轉(zhuǎn)換發(fā)光[A];第11屆全國(guó)發(fā)光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2007年

3 冷雪松;徐玉恒;;三摻Nd:Yb:Ho:LiNbO_3中的能量上轉(zhuǎn)煥發(fā)光[A];第十六屆全國(guó)晶體生長(zhǎng)與材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集-03激光和非線性光學(xué)晶體[C];2012年

4 劉熠;劉倩;馮瑋;李富友;;上轉(zhuǎn)換發(fā)光生物成像技術(shù)及應(yīng)用研究[A];第八屆全國(guó)化學(xué)生物學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2013年

5 鄒先梅;劉熠;朱幸俊;姚立明;馮瑋;李富友;;808nm激發(fā)的上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米復(fù)合探針用于次氯酸的檢測(cè)[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第33分會(huì)：納米材料合成與組裝[C];2014年

6 趙謖玲;侯延冰;徐敘tb;;不同基質(zhì)材料中鉺離子的上轉(zhuǎn)換發(fā)光特性[A];第九屆全國(guó)發(fā)光學(xué)術(shù)會(huì)議摘要集[C];2001年

7 潘秀紅;;懸浮技術(shù)制備稀土摻雜鈦酸鹽玻璃及其上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能[A];中國(guó)空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間材料專業(yè)委員會(huì)2011學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2011年

8 高偉;李嬌;涂銀勛;高當(dāng)麗;田宇;鄭海榮;;水熱合成六方相NaYbF4:Pr3+晶體上轉(zhuǎn)換發(fā)光特性研究[A];2011西部光子學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

9 朱幸俊;李富友;;多功能稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米復(fù)合結(jié)構(gòu)用于小動(dòng)物多模式成像[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第05分會(huì)：無(wú)機(jī)化學(xué)[C];2014年

10 董浩;王也夫;李洋;張超;孫聆東;嚴(yán)純?nèi)A;;稀土離子上轉(zhuǎn)換發(fā)光的調(diào)控及其光敏應(yīng)用[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第06分會(huì)：稀土材料化學(xué)及應(yīng)用[C];2014年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 宋恩海;Yb~(3+)/Mn~(2+)共摻雜鈣鈦礦氟化物ABF_3可調(diào)寬帶上轉(zhuǎn)換發(fā)光研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 鞏思宇;單晶鈦酸鉛納米纖維的稀土摻雜、復(fù)合及其光學(xué)性能研究[D];浙江大學(xué);2016年

3 商曉穎;飛秒光與連續(xù)光激發(fā)的摻Er~(3+)納米材料上轉(zhuǎn)換機(jī)制與操控[D];華東師范大學(xué);2016年

4 崔越;稀土摻雜上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料NaREF_4制備、優(yōu)化及應(yīng)用的研究[D];北京交通大學(xué);2016年

5 丁莎;Mn~(2+)摻雜鈣鈦礦三氟化物結(jié)構(gòu)調(diào)控及其發(fā)光性能研究[D];華南理工大學(xué);2016年

6 李艾華;飛秒激光激發(fā)稀土摻雜鈮酸鋰單晶的上轉(zhuǎn)換發(fā)光研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

7 祝漢成;高亮度、高熱穩(wěn)定性及抗輻射稀土摻雜鋁酸鹽粉體上轉(zhuǎn)換發(fā)光及其機(jī)理研究[D];東北師范大學(xué);2014年

8 鄭克志;稀土摻雜微納材料中高階多光子上轉(zhuǎn)換發(fā)光及其電子布居過(guò)程的研究[D];吉林大學(xué);2011年

9 董斌;稀土摻雜氧化鋁粉末的上轉(zhuǎn)換發(fā)光特性研究[D];大連理工大學(xué);2007年

10 肖思國(guó);稀土摻雜超微材料的制備與上轉(zhuǎn)換發(fā)光研究[D];湘潭大學(xué);2006年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 廖佳燕;光子晶體及金屬銀納米顆粒增強(qiáng)稀土摻雜NaYF_4納米顆粒上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì)研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

2 劉雪娥;稀土摻雜氟化物納米晶的合成及發(fā)光性能研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

3 趙紅偉;含氧酸鹽基質(zhì)光轉(zhuǎn)換熒光粉的發(fā)光性能研究[D];大連交通大學(xué);2015年

4 翟梓會(huì);試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)稀土離子摻雜鉬酸鹽熒光粉發(fā)光性質(zhì)的研究[D];大連海事大學(xué);2015年

5 關(guān)瑩;鐿離子Yb~(3+)摻雜釩/鉬酸鹽的合成和發(fā)光性能研究[D];蘇州大學(xué);2015年

6 王欣;稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料用于近紅外光激發(fā)的光動(dòng)力治療聯(lián)合腫瘤基因治療的研究[D];蘇州大學(xué);2015年

7 陶冶;銷鐿銩摻雜12CaO·7Al_2O_3的制備及上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

8 廖艷平;鉺鐿鋰摻雜AZO陶瓷的制備及發(fā)光性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

9 潘云星;稀土摻雜Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3陶瓷的制備及其上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

10 徐艷玲;稀土離子（Yb~(3+),Tm~(3+),Er~(3+)）共摻雜YAG單晶光纖上轉(zhuǎn)換發(fā)光特性研究[D];浙江大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：1143615