LED稀土熒光材料的表面等離子體熒光增強的研究.pdf

1、金屬表面等離子體(Surface Plasmon，SP)的光學性質(zhì)以及其在表面增強熒光方面的表現(xiàn)，使其成為了國際研究的熱點。近幾年很多研究小組利用SP效應增強了LED芯片的發(fā)光效率以及熒光材料薄膜或者顆粒的發(fā)光強度，得到了令人驚喜的實驗結(jié)果。然而金屬納米結(jié)構(gòu)對于共摻雜稀土離子熒光材料的表面等離子體共振熒光增強效應的研究不多。
　　本學位論文研究了銀島狀薄膜的局域表面等離子體效應(Local Surface Plasmon，LSP)

2、對于LED用共摻雜稀土離子熒光材料的發(fā)光強度的影響。研究了銀島狀薄膜的形貌、LSP共振吸收特性、以及其復合方式，從局域場增強、復合輻射衰減率以及發(fā)光中心之間和金屬銀的表面等離子體的能量傳遞等方面分析了其發(fā)光強度變化的機理。主要成果如下：
　　(1)研究了濺射時間對銀薄膜的形貌和表面等離子體共振吸收特性的調(diào)控；以及對不同熱處理條件后銀島狀薄膜的形貌和表面等離子體共振吸收特性的改變進行了討論。LSP共振吸收特性可通過改變?yōu)R射時間和熱處

3、理條件的方式進行精確的調(diào)整，以達到藍光區(qū)域。
　　(2)利用銀島膜的LSP效應增強了Eu，Mn共摻的單基質(zhì)Ba3MgSi2O8：Eu2+，Mn2+熒光顆粒的發(fā)光，厚度為50 nm的銀島膜熱處理后的共振吸收帶與藍光發(fā)射的光譜最相匹配，使得雙光增強因子達到最大。Eu2+的藍光發(fā)射強度增強了1.42倍。同時，藍光發(fā)射的光子能量通過共振能量傳遞到了共摻雜的Mn2+離子，又使得紅光發(fā)射強度增強了1.47倍。分析了Ag/Ba3MgSi2O8：

4、Eu2+，Mn2+復合體系熒光增強的機理。
　　(3)探索研究了Ag/SrSi2O2N2：Eu2+，Mn2+層狀方式的復合體系中Ag SP對于SrSi2O2N2：Eu2+，Mn2+熒光體發(fā)光強度的影響，由分析結(jié)果可知其發(fā)光強度沒有被增強，作者認為該復合體系熒光減弱的原因有，Ag SP吸收耗散了較多的激發(fā)光能量，發(fā)光層厚度超過了Ag SP作用的范圍，復合體系沒有使得入射光子的利用率增加。
　　綜上，利用銀島狀薄膜的局域表面等離