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、半導體白色發(fā)光二極管（light emitting diodes，簡稱LED）照明具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長等優(yōu)點，勢必成為新一代照明光源。熒光體轉換是獲取白光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。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，簡稱LSPR)提高熒光粉發(fā)光效率是

2、新近出現的一種方式。
　　含有自由移動電荷的介質被稱為等離子體。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為LSPR。金屬顆粒LSPR的位置由它的形貌和尺寸決定。當熒光粉的發(fā)射光與金屬顆粒的LSPR達到良好的耦合時，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，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。利用場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)和熒光光譜分析儀(PL)，對包覆有銀顆粒的熒光粉的形貌和性能進行了表征。場發(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，通過調節(jié)反應溫度，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合。我們使用雙氧水對銀

4、的晶種進行篩選，再利用結構導向劑PVP和TSC的選擇性粘附使銀晶種各向異性地生長。利用透射電鏡(TEM)和熒光光譜分析儀(PL)對所得銀顆粒的形貌和性能進行了表征。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。通過改變NaBH4的濃度，可在462到854nm范圍內對銀顆粒的LSPR位置進行調控，且這種有鋒利幾何結構的銀顆?？僧a生較強的LSPR。僅以TSC作為結構導向劑時，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-可見吸收光譜儀(UV-Vis)、場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)和熒光光譜分析儀(PL)對載銀熒光粉的形貌和性能進行了表征。消光光譜和場發(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