纳米天线-稀土荧光受体系统的制备、组装及其能量传输

纳米天线是具有金属性的纳米结构，可通过其内部表面等离子体基元与光子的相互作用将光波辐射所携带能量耦合到纳米尺度空间。这类结构对于揭示光波与亚波长物质相互作用方面有重要的科学价值，对纳光子器件、太阳能利用、生物芯片等前沿技术有潜在的应用前景。当前所面临的一个主要问题是如何通过材料系统的设计，使纳米天线中的能量有效地传递到一定的受体。本课题拟研究以稀土发光材料作为受体的纳米光波天线系统，纳米天线收集的光波与纳米结构中等离子基元共振产生的强局域场，将能量传输给稀土发光离子，可望使后者的f-f跃迁激发效率和辐射跃迁几率大幅度提高，其光谱学特性可反映天线与受体间的相互作用。课题将从材料科学的角度出发，制备具有可控微观结构的球状、柱状或无规则形态纳米天线及其与稀土发光化合物的组装系统，通过对光谱学和发光动力学研究，探讨光子天线系统向受体能量传输的机制和规律，为发展新型纳米光功能系统提供实验依据。