Au/Ln3+掺杂Gd2(MoO4)3复合薄膜的制备及荧光特性分析

摘要

稀土掺杂上转换发光材料由于在生物医学、显示器、固体激光器等领域具有广阔的应用前景，因而受到研究工作者的广泛关注。随着纳米材料和激光器的发展，稀土掺杂上转换发光材料的研究已拓展到生物成像、生物测温和生物治疗等领域。由于传统的单一稀土掺杂Gd2(MoO4)3上转换发光薄膜材料的发光强度满足不了探测要求，因此开发制备工艺简单、发光效率高和测温灵敏高的稀土掺杂上转换发光材料具有十分重要的意义。本论文采用旋涂法和静电自组装相结合的方法制备了Gd2(MoO4)3上转换发光复合薄膜材料，探讨了荧光增强的机制。主要工作如下：
　　利用旋涂法制备了Gd2(MoO4)3:Ln3+上转换复合薄膜材料，探讨了Gd2(MoO4)3:1Tm3+/12Yb3+薄膜的层数与 Gd2(MoO4)3:Ln3+复合薄膜的绿色荧光峰值强度间的联系。利用能级结构推导了稳态速率方程，分析了绿光峰荧光强度增强的机理。
　　基于等离子体共振增强荧光的原理，研究了基片表面组装金纳米粒子对三层Gd2(MoO4)3:1Er3+/9Yb3+荧光薄膜的522nm和550nm波长荧光光强的影响，并对荧光增强的两种机理（辐射速率增强和激发效率提高）进行了实验验证。根据AFM和SEM的表征结果，发现荧光增强效应与薄膜表面形成的金纳米岛屿有关。利用辐射速率增强和激发效率提高两种理论分析了Gd2(MoO4)3:Er3+/Yb3+/Au复合薄膜荧光增强效应，并通过荧光寿命测试和不同激发功率下荧光光强的变化对理论进行实验验证。
　　利用荧光峰值比和荧光寿命两种测温方式对Gd2(MoO4)3上转换复合薄膜进行了非接触式测温性质的研究。根据荧光峰值比测温的结果分析了Gd2(MoO4)3复合薄膜的荧光测温灵敏度和样品温度之间的变化规律。根据荧光寿命测温的结果，发现自组装金纳米粒子后的Gd2(MoO4)3复合薄膜的荧光寿命和温度的关系为指数关系。最后通过对比两种测温方法的实验结果，发现在300-500K之间荧光峰值比的测温灵敏度更高，但是根据两种不同测温方式的灵敏度变化趋势可以预测在低于300K时，荧光寿命测温将会具有较高的灵敏度。

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第1章 绪论

1.1 本课题的研究背景

1.2 本课题的研究的目的和意义

1.3 稀土上转换发光机制及荧光增强和测温研究进展

1.4 课题的主要研究内容

第2章 Gd2(MoO4)3:Ln3+复合薄膜的制备及荧光特性研究

2.1 引言

2.2 Gd2(MoO4)3:Ln3+复合薄膜的制备

2.3 Gd2(MoO4)3复合薄膜荧光特性研究

2.4 本章小结

第3章 Gd2(MoO4)3:Er3+/Yb3+/Au复合薄膜的制备及荧光特性研究

3.1 引言

3.2 基于滴加法制备Gd2(MoO4)3复合薄膜及荧光特性分析

3.3 基于静电自组装法制备Gd2(MoO4)3复合薄膜及荧光特性分析

3.4 Gd2(MoO4)3复合薄膜的荧光增强机制分析

3.5 本章小结

第4章 Gd2(MoO4)3复合薄膜测温特性研究

4.1 引言

4.2 Gd2(MoO4)3复合薄膜荧光峰值比测温特性研究

4.3 Gd2(MoO4)3:1Er3+/9Yb3+/Au复合薄膜荧光寿命测温研究

4.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢