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《湖南科技大学》 2017年
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上转换发光的磁调控及等离子体增强效应研究

戴港涛  
【摘要】:稀土掺杂上转换纳米材料(UCNPs)作为一种新型发光材料逐渐受到了人们的关注,具有独特的发光特性、光学稳定性好、穿透性强和毒性低等优点,在纳米生物、先进功能材料和灯光照明等领域有着很好的应用前景。而且由于稀土元素有着丰富的光学和磁学性质,因此,是实现光磁双功能的理想材料,有望应用于光磁双模成像领域,是目前国际上的研究热点。本论文主要阐述了高效上转换纳米晶的物理化学性质的调控及在强磁场、超低温的情况下等离子体对上转换纳米晶发光特性的调控。(1)制备出了优异的上转换纳米晶。通过溶剂热法,制备出单分散性好、尺寸均一(直径约为18±2nm)的球形NaGdF_4:18%Yb~(3+)/2%Er~(3+)上转换纳米晶。(2)通过对纳米晶的表面修饰提高了发光强度。利用溶剂热法,成功的在NaGdF_4:18%Yb~(3+)/2%Er~(3+)纳米晶表面包覆了一层NaYF_4壳层,其发光强度相对于未经表面修饰的核纳米晶得到了大幅度提高。主要原因是包覆的壳层隔离了核纳米晶表面缺陷对发光中心的影响,因此提高了上转换效率。(3)通过加入金纳米棒提高了发光强度。通过与NaGdF_4:18%Yb~(3+)/2%Er~(3+)上转换纳米晶的简单混合,发现能够有效的提高上转换的发光。主要原因是金纳米颗粒表面产生的局域表面等离子体对纳米晶的发光有这增强的作用。(4)强磁场、超低温等离子体对上转换发光的补偿。通过将掺入的金纳米棒的NaGdF_4:18%Yb~(3+)/2%Er~(3+)复合纳米晶及普通NaGdF_4:18%Yb~(3+)/2%Er~(3+)纳米晶在强磁场下进行荧光分析。发现普通纳米晶的发光强度全程受到了磁场的抑制,而复合纳米晶在磁场强度为0到6T的时候,发光强度并没有变化,且在整个过程当中,所有磁场的抑制要比普通纳米晶所受抑制要小很多。主要原因是在磁场中,等离子体能够独立于磁场之外,对上转换发光起到增强作用。另外,普通纳米晶以及复合纳米晶的红绿比(IIRRG)也随磁场的增加而增加。原因可能是磁场对绿光的抑制比红光要强。
【学位授予单位】:湖南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O482.31

【参考文献】
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