Au-Ln3+摻雜Gd2(MoO4)3復(fù)合薄膜的制備及熒光特性分析.pdf

1、稀土摻雜上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料由于在生物醫(yī)學(xué)、顯示器、固體激光器等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，因而受到研究工作者的廣泛關(guān)注。隨著納米材料和激光器的發(fā)展，稀土摻雜上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的研究已拓展到生物成像、生物測(cè)溫和生物治療等領(lǐng)域。由于傳統(tǒng)的單一稀土摻雜Gd2(MoO4)3上轉(zhuǎn)換發(fā)光薄膜材料的發(fā)光強(qiáng)度滿足不了探測(cè)要求，因此開發(fā)制備工藝簡(jiǎn)單、發(fā)光效率高和測(cè)溫靈敏高的稀土摻雜上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料具有十分重要的意義。本論文采用旋涂法和靜電自組裝相結(jié)合的方法制備了Gd2

2、(MoO4)3上轉(zhuǎn)換發(fā)光復(fù)合薄膜材料，探討了熒光增強(qiáng)的機(jī)制。主要工作如下：
　　利用旋涂法制備了Gd2(MoO4)3:Ln3+上轉(zhuǎn)換復(fù)合薄膜材料，探討了Gd2(MoO4)3:1Tm3+/12Yb3+薄膜的層數(shù)與 Gd2(MoO4)3:Ln3+復(fù)合薄膜的綠色熒光峰值強(qiáng)度間的聯(lián)系。利用能級(jí)結(jié)構(gòu)推導(dǎo)了穩(wěn)態(tài)速率方程，分析了綠光峰熒光強(qiáng)度增強(qiáng)的機(jī)理。
　　基于等離子體共振增強(qiáng)熒光的原理，研究了基片表面組裝金納米粒子對(duì)三層Gd2(MoO

3、4)3:1Er3+/9Yb3+熒光薄膜的522nm和550nm波長(zhǎng)熒光光強(qiáng)的影響，并對(duì)熒光增強(qiáng)的兩種機(jī)理（輻射速率增強(qiáng)和激發(fā)效率提高）進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。根據(jù)AFM和SEM的表征結(jié)果，發(fā)現(xiàn)熒光增強(qiáng)效應(yīng)與薄膜表面形成的金納米島嶼有關(guān)。利用輻射速率增強(qiáng)和激發(fā)效率提高兩種理論分析了Gd2(MoO4)3:Er3+/Yb3+/Au復(fù)合薄膜熒光增強(qiáng)效應(yīng)，并通過熒光壽命測(cè)試和不同激發(fā)功率下熒光光強(qiáng)的變化對(duì)理論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　利用熒光峰值比和熒光

4、壽命兩種測(cè)溫方式對(duì)Gd2(MoO4)3上轉(zhuǎn)換復(fù)合薄膜進(jìn)行了非接觸式測(cè)溫性質(zhì)的研究。根據(jù)熒光峰值比測(cè)溫的結(jié)果分析了Gd2(MoO4)3復(fù)合薄膜的熒光測(cè)溫靈敏度和樣品溫度之間的變化規(guī)律。根據(jù)熒光壽命測(cè)溫的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)自組裝金納米粒子后的Gd2(MoO4)3復(fù)合薄膜的熒光壽命和溫度的關(guān)系為指數(shù)關(guān)系。最后通過對(duì)比兩種測(cè)溫方法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在300-500K之間熒光峰值比的測(cè)溫靈敏度更高，但是根據(jù)兩種不同測(cè)溫方式的靈敏度變化趨勢(shì)可以預(yù)測(cè)在低于30