含有稀土掺杂纳米颗粒的PDMS透明复合材料合成与性能

摘要

稀土掺杂纳米发光材料，是一种稳定、成分可控的无机光致发光功能材料，可广泛应用于激光、绿色照明、太阳能电池及生物标记等领域;其与有机聚合物复合更在光子器件或透明显示有着潜在的应用价值。在此研究背景下，本论文通过系统实验，在稀土离子的上转换发光，与聚二甲基硅氧烷复合所形成纳米复合物的发光性能及双频激发以提高发光效率方面，获得一些研究进展，具体包括以下内容:
　　一稀土掺杂纳米颗粒的上转换发光-可见光的发射
　　为了实现上转换发光，我们对稀土离子掺杂的纳米颗粒进行了基础研究。选用声子能量较低的氟化物基质，利用热分解沉淀法，制备出了掺杂不同稀土离子的立方相和六方相纳米颗粒。在近红外光980nm激光器激发下，通过能量传递或者能级跃迁实现红光、绿光、蓝光和白光的发射，且发光肉眼可见;通过能级图的辅助，成功分析其上转换发光可能的跃迁过程。
　　二纳米粒子复合聚二甲基硅氧烷的发光性能
　　利用上章节所制备的单分散纳米颗粒，与聚二甲基硅氧烷进行物理复合，实现纳米复合物。通过调整纳米粒子的含量，研究复合物的透明性;调整复合物中红绿蓝纳米颗粒的比例，实现980nm激发下的多色上转换发光;对于复合物的稳定性能来讲，长时间的激光照射下，能够稳定存在;但是由于激光的热效应，过长的时间可能会导致发光的变化。
　　三双色激发上转换发光
　　通过上两章节的探索，期望复合物中能够实现多束激光下的多色发光。首先制备不同浓度梯度的NaYF4∶ Er纳米颗粒，分别用单波长808nm与980nm激光照射样品，找到合适浓度的样品，进行两束激光同时激发试验，测试其上转换发光及探索其发光机理。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 稀土离子掺杂纳米颗粒发光

1．1．1 稀土离子电子结构及光谱特性

1．1．2 稀土离子间能量传递过程

1．1．3 上转换发光现象与机理

1．1．4 影响稀土掺杂纳米颗粒发光的因素

1．2 纳米复合材料概述

1．2．1 重金属纳米复合物

1．2．2 碳材料纳米复合物

1．2．3 聚合物纳米复合物

1．3 本论文的研究背景、意义及主要内容

1．3．1 研究背景与意义

1．3．2 本文主要内容

第二章 实验方法

2．1 材料的制备

2．2 材料表征和测试方法

第三章 稀土掺杂纳米颗粒的上转换可见发光及调控

3．1 引言

3．2 实验方法

3．2．1 样品的制备

3．2．2 样品的表征和性能测试

3．3 实验结果及讨论

3．3．1 β-NaYF4纳米颗粒的上转换绿光和蓝光发射

3．3．2 纳米颗粒的上转换红光发射

3．3．3 纳米颗粒的上转换白光发射

3．4 本章小结

第四章 纳米粒子复合聚二甲基硅氧烷的发光性能

4．1 引言

4．2 实验方法

4．2．1 样品的制备

4．2．2 样品的表征和性能测试

4．3 实验结果及讨论

4．3．1 纳米复合物的透明性能

4．3．2 纳米复合物的全色发光

4．3．3 纳米复合物的稳定性能

4．4 本章小结

第五章 双频激发上转换发光

5．1 引言

5．2 实验方法

5．2．1 样品制备

5．2．2 样品的表征和性能测试

5．3 结果与讨论

5．3．1 808nm激发上转换发光及机理

5．3．2 980nm激发上转换发光及机理

5．3．3 980nm与808nm激发上转换发光及机理

5．4 本章小结

第六章 总结

6．1 结论与创新点

6．2 展望

参考文献

致谢

个人简历

攻读学位期间发表的学术论文与取得的其他研究成果