單個納米顆粒中局域等離激元增強上轉換髮光機理研究

《單個納米顆粒中局域等離激元增強上轉換髮光機理研究》是依託中國科學技術大學，由劉敏擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：單個納米顆粒中局域等離激元增強上轉換髮光機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉敏
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

上轉換過程能將占全部能量高達43％的太陽光轉換成電池能吸收的可見光，從而大大提高太陽電池效率。然而，如何提高上轉換髮光效率是其面臨的一個巨大挑戰。本項目通過建立具有core/spacer/shell結構的Ag@SiO2@Y2O3:Yb/Er模型，利用MIE理論和COMSOL軟體進行材料模擬計算；同時，通過改變各層的厚度和形貌、Ag與Y2O3:Yb/Er的組合結構以及激發波長等，採用雷射共聚焦掃描顯微鏡，研究單個納米顆粒的上轉換髮光強度、紅綠光強度比以及發光壽命變化；研究單個納米顆粒中的能量轉移淬滅、局域等離激元增強吸收及發射、以及輻射表面電漿；揭示局域等離激元增強上轉換髮光機理，最佳化Ag與Y2O3:Yb,Er的組合結構，提高上轉換髮光效率，為上轉換材料在太陽電池方面的實際套用以及局域等離激元增強下轉換髮光的研究奠定基礎。

結題摘要

上轉換過程能將占全部能量高達43％的太陽光轉換成電池能吸收的可見光，從而大大提高太陽電池效率。然而，如何提高上轉換髮光效率是其面臨的一個巨大挑戰。本項目建立具有core/spacer/shell結構的Au@SiO2@Y2O3:Yb/Er模型,通過改變SiO2層厚度，利用金納米顆粒的等離激元，將Y2O3:Yb,Er納米顆粒的綠色上轉換髮光增強了一個數量級；同時，利用COMSOL軟體進行材料模擬計算，研究單個納米顆粒中發射增強因子，激發增強因子以及總增強因子的距離依賴性.為最佳化Au與Y2O3:Yb,Er的組合結構提供理論指導，為上轉換材料在太陽電池方面的實際套用以及局域等離激元增強下轉換髮光的研究奠定基礎。