核殼結(jié)構(gòu)Ag@SiO2對NaYF4-Yb3+-Er3+薄膜上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能的影響.pdf

1、NaYF4作為上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料中重要的材料，具有獨特且優(yōu)異的光電特性以及很好的生物相容性，在太陽能電池、三維立體顯像、生物監(jiān)測等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。將其制成薄膜可大大提升其應(yīng)用的空間。但是由于稀土離子發(fā)光中心的4f電子的躍遷限制致使其發(fā)光性能還不是很理想。目前，通過貴金屬摻雜或修飾后使NaYF4上轉(zhuǎn)換材料的發(fā)光效率大幅度提高已經(jīng)成為研究熱點，其中對于金屬Ag納米顆粒的關(guān)注最為活躍。本文將Ag納米顆粒引入到NaYF4上轉(zhuǎn)換發(fā)光薄膜之中，

2、利用貴金屬Ag納米顆粒的局域表面等離子體共振(LSPR)效應(yīng)來使NaYF4的發(fā)光效率大大提高。
　　采用水熱法制備NaYF4上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，并以甩膠的形式體現(xiàn)出來在之前的研究中極為少見。本文通過甩膠法將Er3+、Yb3+雙摻雜NaYF4上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料與Ag@SiO2納米顆粒相結(jié)合制備成3um的薄膜;采用檸檬酸鈉還原法制備Ag納米顆粒;以Ag納米顆粒為核，通過水解正硅酸乙酯制備核殼結(jié)構(gòu)Ag@SiO2納米顆粒。分別研究了不同的核殼結(jié)構(gòu)

3、顆粒的加入量以及殼層厚度對NaYF4上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料發(fā)光性能的影響。通過X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)以及光致發(fā)光譜(PL)對NaYF4上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料及核殼結(jié)構(gòu)Ag@SiO2納米顆粒的混合物薄膜的結(jié)構(gòu)、形貌以及光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究。
　　研究表明:1）XRD結(jié)果表明通過水熱法制備的NaYF4上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料具有很好的晶型結(jié)構(gòu)，為高純度的六方相結(jié)構(gòu)。2）SEM圖像表明NaYF4上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料為微

4、米棒，大小均一，其長度約為4um，截面直徑為1um，結(jié)晶較好。其薄膜較為致密，厚度為3um。3）TEM圖像表明Ag納米顆粒的大小約為80nm。由于正硅酸乙酯的加入量不同，因此核殼結(jié)構(gòu)當(dāng)中核殼厚度也有所不同。4）PL譜表明，當(dāng)薄膜中引入核殼結(jié)構(gòu)時其發(fā)光強(qiáng)度會所提升。根據(jù)核殼結(jié)構(gòu)的殼層厚度不同以及加入量不同，其對NaYF4上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料發(fā)光性能的影響也不同。結(jié)果表明當(dāng)正硅酸乙酯的加入量為40ul時，即殼層厚度為25nm以及二者的質(zhì)量比約為1