论文部分内容阅读
半导体白色发光二极管(light emitting diodes,简称LED)照明具有节能、环保、寿命长等优点,势必成为新一代照明光源。荧光体转换是获取白光LED的主要途径之一,荧光体可决定白光LED各种重要特性和参数。所以,研究白光LED用高效荧光粉具有重要意义,提高荧光粉发光效率的方法有很多种,其中利用局部表面等离子体激元共振(localized surface plasmon resonance,简称LSPR)提高荧光粉发光效率是新近出现的一种方式。含有自由移动电荷的介质被称为等离子体。等离子体激元是包含了自由电荷和光之间相互作用的共振模式。其中,金属颗粒所支持的等离子体激元模式称为LSPRo金属颗粒LSPR的位置由它的形貌和尺寸决定。当荧光粉的发射光与金属颗粒的LSPR达到良好的耦合时,荧光粉的发光效率有望得到提高。在所有金属中,银与光之间的相互作用最强,因此我们选择银作为等离子体。本文首先利用非均匀成核结晶的原理,在CaTiO3:Eu3+红色荧光粉表面原位包覆银颗粒。利用场发射扫描电镜(FE-SEM)和荧光光谱分析仪(PL),对包覆有银颗粒的荧光粉的形貌和性能进行了表征。场发射扫描电镜图显示该方法可成功将银颗粒包覆到荧光粉表面上,通过调节反应温度,氨水滴加速度和AgNO3溶液浓度,可改变包覆形貌。但由于所包覆的银颗粒形貌不均匀,荧光粉的发光效率并有没得到提高。接着,我们尝试先制备形貌均匀且LSPR位置可控的银颗粒,再将其与荧光粉相结合。我们使用双氧水对银的晶种进行筛选,再利用结构导向剂PVP和TSC的选择性粘附使银晶种各向异性地生长。利用透射电镜(TEM)和荧光光谱分析仪(PL)对所得银颗粒的形貌和性能进行了表征。透射电镜图显示所得银颗粒为三角形片状,直径为30-50nm,厚度约为6nm。通过改变NaBH4的浓度,可在462到854nm范围内对银颗粒的LSPR位置进行调控,且这种有锋利几何结构的银颗粒可产生较强的LSPR。仅以TSC作为结构导向剂时,依然可以得到三角形片状的银颗粒,所得样品粒径分布更宽,形貌较不均匀。之后我们利用静电吸引将此种LSPR位置可控的三角形片状银颗粒结合到CaTiO3:Eu3+红色荧光粉表面。为保证银颗粒能均匀吸附到荧光粉表面,我们采用微注射法将两者缓慢混合。利用紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和荧光光谱分析仪(PL)对载银荧光粉的形貌和性能进行了表征。消光光谱和场发射扫描电镜图显示银颗粒已成功吸附到荧光粉表面。载银荧光粉的的发射光谱和量子效率测试结果表明,当银颗粒LSPR的位置与荧光粉发射光相耦合时,荧光粉的发光效率得到提高；当LSPR的位置与荧光粉的发射光不耦合时,银的吸收作用会导致光的猝灭,荧光粉的发光效率下降。当银颗粒LSPR的位置与荧光粉发射光相耦合时,随着载银量的增加,荧光粉发光效率逐步提高：当载银量达到一定值后,荧光粉的发光效率无法得到进一步提高。利用LSPR,荧光粉发光效率可获高达25.5%的提高。