基于局部表面等離子體激元共振的高效白光LED用熒光粉.pdf

1、半導(dǎo)體白色發(fā)光二極管（light emitting diodes，簡(jiǎn)稱(chēng)LED）照明具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，勢(shì)必成為新一代照明光源。熒光體轉(zhuǎn)換是獲取白光LED的主要途徑之一，熒光體可決定白光LED各種重要特性和參數(shù)。所以，研究白光LED用高效熒光粉具有重要意義，提高熒光粉發(fā)光效率的方法有很多種，其中利用局部表面等離子體激元共振(localized surface plasmon resonance，簡(jiǎn)稱(chēng)LSPR)提高熒光粉發(fā)光效率是

2、新近出現(xiàn)的一種方式。
　　含有自由移動(dòng)電荷的介質(zhì)被稱(chēng)為等離子體。等離子體激元是包含了自由電荷和光之間相互作用的共振模式。其中，金屬顆粒所支持的等離子體激元模式稱(chēng)為L(zhǎng)SPR。金屬顆粒LSPR的位置由它的形貌和尺寸決定。當(dāng)熒光粉的發(fā)射光與金屬顆粒的LSPR達(dá)到良好的耦合時(shí)，熒光粉的發(fā)光效率有望得到提高。在所有金屬中，銀與光之間的相互作用最強(qiáng)，因此我們選擇銀作為等離子體。
　　本文首先利用非均勻成核結(jié)晶的原理，在CaTiO3∶Eu

3、3+紅色熒光粉表面原位包覆銀顆粒。利用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)和熒光光譜分析儀(PL)，對(duì)包覆有銀顆粒的熒光粉的形貌和性能進(jìn)行了表征。場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡圖顯示該方法可成功將銀顆粒包覆到熒光粉表面上，通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，氨水滴加速度和AgNO3溶液濃度，可改變包覆形貌。但由于所包覆的銀顆粒形貌不均勻，熒光粉的發(fā)光效率并有沒(méi)得到提高。
　　接著，我們嘗試先制備形貌均勻且LSPR位置可控的銀顆粒，再將其與熒光粉相結(jié)合。我們使用雙氧水對(duì)銀

4、的晶種進(jìn)行篩選，再利用結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑PVP和TSC的選擇性粘附使銀晶種各向異性地生長(zhǎng)。利用透射電鏡(TEM)和熒光光譜分析儀(PL)對(duì)所得銀顆粒的形貌和性能進(jìn)行了表征。透射電鏡圖顯示所得銀顆粒為三角形片狀，直徑為30～50nm，厚度約為6nm。通過(guò)改變NaBH4的濃度，可在462到854nm范圍內(nèi)對(duì)銀顆粒的LSPR位置進(jìn)行調(diào)控，且這種有鋒利幾何結(jié)構(gòu)的銀顆?？僧a(chǎn)生較強(qiáng)的LSPR。僅以TSC作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑時(shí)，依然可以得到三角形片狀的銀顆粒，所得

5、樣品粒徑分布更寬，形貌較不均勻。
　　之后我們利用靜電吸引將此種LSPR位置可控的三角形片狀銀顆粒結(jié)合到CaTiO3∶Eu3+紅色熒光粉表面。為保證銀顆粒能均勻吸附到熒光粉表面，我們采用微注射法將兩者緩慢混合。利用紫外-可見(jiàn)吸收光譜儀(UV-Vis)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)和熒光光譜分析儀(PL)對(duì)載銀熒光粉的形貌和性能進(jìn)行了表征。消光光譜和場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡圖顯示銀顆粒已成功吸附到熒光粉表面。載銀熒光粉的的發(fā)射光譜和量子效率