单个纳米颗粒中局域等离激元增强上转换发光机理研究

上转换过程能将占全部能量高达43％的太阳光转换成电池能吸收的可见光，从而大大提高太阳电池效率。然而，如何提高上转换发光效率是其面临的一个巨大挑战。本项目通过建立具有core/spacer/shell结构的Ag@SiO2@Y2O3:Yb/Er模型，利用MIE理论和COMSOL软件进行材料模拟计算；同时，通过改变各层的厚度和形貌、Ag与Y2O3:Yb/Er的组合结构以及激发波长等，采用激光共聚焦扫描显微镜，研究单个纳米颗粒的上转换发光强度、红绿光强度比以及发光寿命变化；研究单个纳米颗粒中的能量转移淬灭、局域等离激元增强吸收及发射、以及辐射表面等离子体；揭示局域等离激元增强上转换发光机理，优化Ag与Y2O3:Yb,Er的组合结构，提高上转换发光效率，为上转换材料在太阳电池方面的实际应用以及局域等离激元增强下转换发光的研究奠定基础。

上转换过程能将占全部能量高达43％的太阳光转换成电池能吸收的可见光，从而大大提高太阳电池效率。然而，如何提高上转换发光效率是其面临的一个巨大挑战。本项目建立具有core/spacer/shell结构的Au@SiO2@Y2O3:Yb/Er模型,通过改变SiO2层厚度，利用金纳米颗粒的等离激元，将Y2O3:Yb,Er纳米颗粒的绿色上转换发光增强了一个数量级；同时，利用COMSOL软件进行材料模拟计算，研究单个纳米颗粒中发射增强因子，激发增强因子以及总增强因子的距离依赖性.为优化Au与Y2O3:Yb,Er的组合结构提供理论指导，为上转换材料在太阳电池方面的实际应用以及局域等离激元增强下转换发光的研究奠定基础。