LED稀土熒光材料的表面等離子體熒光增強(qiáng)的研究.pdf

1、金屬表面等離子體(Surface Plasmon，SP)的光學(xué)性質(zhì)以及其在表面增強(qiáng)熒光方面的表現(xiàn)，使其成為了國(guó)際研究的熱點(diǎn)。近幾年很多研究小組利用SP效應(yīng)增強(qiáng)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(qiáng)度，得到了令人驚喜的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。然而金屬納米結(jié)構(gòu)對(duì)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(qiáng)效應(yīng)的研究不多。
　　本學(xué)位論文研究了銀島狀薄膜的局域表面等離子體效應(yīng)(Local Surface Plasmon，LSP)

2、對(duì)于LED用共摻雜稀土離子熒光材料的發(fā)光強(qiáng)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(fù)合方式，從局域場(chǎng)增強(qiáng)、復(fù)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(qiáng)度變化的機(jī)理。主要成果如下：
　　(1)研究了濺射時(shí)間對(duì)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(duì)不同熱處理?xiàng)l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(jìn)行了討論。LSP共振吸收特性可通過(guò)改變?yōu)R射時(shí)間和熱處

3、理?xiàng)l件的方式進(jìn)行精確的調(diào)整，以達(dá)到藍(lán)光區(qū)域。
　　(2)利用銀島膜的LSP效應(yīng)增強(qiáng)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(lán)光發(fā)射的光譜最相匹配，使得雙光增強(qiáng)因子達(dá)到最大。Eu2+的藍(lán)光發(fā)射強(qiáng)度增強(qiáng)了1.42倍。同時(shí)，藍(lán)光發(fā)射的光子能量通過(guò)共振能量傳遞到了共摻雜的Mn2+離子，又使得紅光發(fā)射強(qiáng)度增強(qiáng)了1.47倍。分析了Ag/Ba3MgSi2O8：

4、Eu2+，Mn2+復(fù)合體系熒光增強(qiáng)的機(jī)理。
　　(3)探索研究了Ag/SrSi2O2N2：Eu2+，Mn2+層狀方式的復(fù)合體系中Ag SP對(duì)于SrSi2O2N2：Eu2+，Mn2+熒光體發(fā)光強(qiáng)度的影響，由分析結(jié)果可知其發(fā)光強(qiáng)度沒(méi)有被增強(qiáng)，作者認(rèn)為該復(fù)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(guò)了Ag SP作用的范圍，復(fù)合體系沒(méi)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