光子晶体与等离子体共振效应增强光致发光及其应用探索

发布时间：2023-04-01 17:21

　　光致发光材料是指材料在外界光刺激的情况下发生光子的吸收、能量的传递以及光子的发射三个主要过程,产生激发而导致有发光现象的材料。常见的发光材料有照明领域里的三基色节能灯、商场的安全标识指示标志灯、医用的X射线成像仪等设备,已经渗透了我们生活的点点滴滴。除了这些已经实际应用的材料,受研究者关注的还有用于生物成像治疗及高效太阳能电池的稀土上转换材料和无毒、生物兼容性好、合成源广泛低价的碳点材料。稀土上转换材料可以通过吸收低能量光子,通过双光子乃至多光子过程布居到高能激发态,发射高能量光子。稀土上转换发光材料既有稀土离子共性的光学性质,如较窄的发射带宽,较长的动力学寿命及丰富的跃迁能级等优点,同时又有上转化发光特殊的优点,如组织穿透深度深、可以避免自荧光,可以广泛应用在太阳能电池、生物成像及传感、光热治疗等研究领域。尽管如此,其在实际应用中还需要高的吸收效率及高的光子转换效率。碳点材料有着可调节且稳定的光致发光性能、高的光吸收率、优良的生物相容性、制备材料广泛且廉价等一系列优势,可以应用到太阳能电池、光电检测器件、及光催化等器件上。但这种碳点材料的发光除蓝光发射外,也存在效率不够高的缺点,限制...

【文章页数】：110 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 稀土掺杂上转换纳米材料
    1.2 碳点材料
    1.3 光子晶体作用对于光致发光的调控
    1.4 贵金属表面等离子体共振效应对于光致发光的调控
    1.5 论文的研究思路和研究内容
    参考文献
第二章 二维光子晶体AAO增强NaYF₄:Er³⁺,Yb³⁺纳米晶上转换发光
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 AAO二维光子晶体的制备
        2.2.2 NaYF₄:Er³⁺/Yb³⁺纳米晶及AAO/NaYF₄样品的制备
        2.2.3 测试与表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 结构与形貌表征
        2.3.2 NaYF₄:Yb³⁺,Er³⁺荧光强度与AAO尺寸的依赖关系
        2.3.3 FDTD计算NaYF₄:Yb,Er/AAO/Al模拟电磁场
        2.3.4 NaYF₄:Yb,Er/AAO/Al上转换增强机制及动力学测试
    2.4 小结
    参考文献
第三章 光子晶体与表面等离子体共振效应协同作用增强上转换荧光
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 PMMAPCs/Cap-Ag复合薄膜合成
        3.2.2 PMMAPCs/Cap-Ag/Ta₂O₅复合薄膜制备
        3.2.3 NaYF₄稀土掺杂纳米晶的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 结构与形貌表征
        3.3.2 PMIU复合薄膜上转换荧光增强
    3.4 小结
    参考文献
第四章 有序Cap-Ag/PMMAPCs阵列对于电磁场的调控作用及其防伪应用
    4.1 前言
    4.2 测试表征与计算
    4.3 PMMAPCS/CAP-AG薄膜的局域电磁场调制
        4.3.1 FDTD计算电磁场调制作用与Ag厚度依赖关系
        4.3.2 FDTD计算电磁场调制作用与PMMAPCs光子带隙位置的依赖关系
        4.3.3 FDTD计算电磁场调制作用与作用距离依赖关系
    4.4 PMIU复合薄膜的防伪应用
    4.5 小结
    参考文献
第五章 光子晶体-金银合金纳米粒子复合材料共同增强碳点发光
    5.1 前言
    5.2 实验部分
        5.2.1 OCDs碳点的制备
        5.2.2 Au-AgNPs的制备
        5.2.3 OCDs/Au-AgNPs/PMMAPCs复合薄膜的制备
    5.3 测试部分
    5.4 结果与讨论
        5.4.1 OCDs/Au-AgNPs/PMMAPCs复合薄膜样品表征
        5.4.2 OCDs的表征
        5.4.3 OCDs/Au-AgNPs/PMMAPCs复合薄膜样品荧光增强效果
        5.4.4 FDTD计算复合薄膜电磁场放大作用
        5.4.5 复合薄膜精密指纹应用
    5.5 小结
    参考文献
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
作者简介及在学期间取得的科研成果
致谢



本文编号：3777550