《表面電漿基元對稀土離子螢光的增強效應研究》是依託浙江師範大學，由郭海擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：表面電漿基元對稀土離子螢光的增強效應研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：郭海
- 依託單位：浙江師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目屬於發光學與材料學的交叉領域。國內外關於Au、Ag納米晶產生的表面電漿基元(SPP)對稀土離子螢光增強效應的研究雖然才剛起步，但已顯示出巨大的套用前景(螢光增強500倍)。項目以稀土離子摻雜的透明氟氧化物微晶玻璃為研究對象，利用氧化物玻璃組分將Au、Ag和氟化物納米晶隔離的優點，從實驗的角度，結合稀土光譜理論如J-O擬合、M.F.Reid能級擬合、能量傳遞理論等，系統深入地研究SPP對稀土離子螢光的影響。通過材料設計、控制Au、Ag的粒徑、空間分布、與氟化物微晶間距等，稀土離子的發光(在某些波段激發下)將增強10-100倍。項目的順利實施，將有利於開發出高效節能的新型稀土發光材料，拓展目前常用稀土發光材料的套用領域。研究SPP對稀土離子的結構、電子態、振子強度參數、躍遷幾率的影響，分析螢光增強機理，將豐富對稀土離子螢光性質的認識。本項目具有非常重要的實用價值和理論意義。
結題摘要
國內外關於Ag 納米晶產生的表面電漿基元（SPP）對稀土離子螢光增強效應的研究雖然才剛起步，但已顯示出巨大的套用前景（螢光增強500倍）。針對SPP效應對稀土發光的影響研究中存在的諸多問題，我們用吸收譜、激發譜、發射譜和時間分辨光譜（螢光壽命）等系統地研究了Ag、稀土共摻玻璃的螢光性質及稀土螢光增強原理。研究發現，Ag在玻璃中存在三種可以共存的中心，分別是：具有SPP效應Ag納米顆粒；類似於分子的、無SPP效應的ML-Ag小顆粒；Ag+離子。這三種中心均具有各自獨特的吸收、激發、發射譜以及螢光壽命。由於ML-Ag和Ag+的發射帶與稀土離子激髮帶在能量上是匹配的，因此存在著從ML-Ag、Ag+到稀土離子的能量傳遞過程。在稀土離子的非共振激發下，ML-Ag顆粒使得Eu3+螢光增強最高達540倍，Ag+使得Eu3+和（或）Sm3+螢光增強達75倍。並且，此時稀土離子的螢光壽命與未共摻Ag時是相同的。另一方面，我們獲得了Ag納米顆粒的SPP效應增強Eu3+螢光的特點：Eu3+的輻射弛豫幾率增大，螢光壽命變短且同時發光強度增強。另外，項目組首次開發了多種稀土摻雜的微晶玻璃體系並系統研究了螢光性質與發光機理。首次研究了玻璃中(Cu+)2到Eu3+，Cu+到Sm3+，Sb3+到Mn2+等體系的能量傳遞過程。總之，我們的研究結果豐富了Ag成份與稀土離子間相互作用，增強了稀土的螢光，獲得了判斷螢光增強機理的簡單方法，明確了螢光增強時採用的激發波長與SPP吸收峰位的關係。我們的研究成果大多發表在國外著名的物理或材料期刊上，這將對該領域的相關研究產生積極的影響。
