β-NaGdF_4納米球中Tb~(3+)-Er~(3+)下轉(zhuǎn)換對局域態(tài)密度的尺寸效應(yīng)

編號：NMJS04243

篇名：β-NaGdF_4納米球中Tb~(3+)-Er~(3+)下轉(zhuǎn)換對局域態(tài)密度的尺寸效應(yīng)

作者：劉春旭；

關(guān)鍵詞：能量下轉(zhuǎn)換； β-NaGdF4介電納米球； 自發(fā)發(fā)射速率； 局域態(tài)密度；

機構(gòu)： 發(fā)光學(xué)及應(yīng)用國家重點實驗室 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所；

摘要： 以Span 80為模板,采用水熱法合成了不同尺寸(4.7～115.5 nm)的β-NaGdF4∶1%Tb3+,1%Er3+納米晶(NCs)。在Rayleigh限(粒子尺寸小于躍遷波長)下,研究了納米晶尺寸對局域態(tài)密度(Local density of states,LDOS)的影響以及鑲嵌在β-NaGdF4納米球中的Tb3+-Er3+的輻射和無輻射特性,進一步揭示下轉(zhuǎn)換過程的物理機制�；�于Tb3+-Er3+處在β-NaGdF4納米球中的模型,用Green函數(shù)方法計算了Tb3+-Er3+發(fā)射體的自發(fā)發(fā)射速率。在介電納米球內(nèi),Tb3+-Er3+發(fā)射體的LDOS沒有顯著的變化。在小尺寸(R�瞀�)介電納米球外,按照Chew的理論,發(fā)現(xiàn)LDOS有一個類-Gauss分布。如果R>35 nm(在本實驗條件下),介電納米球外則只能觀測到LDOS的下降邊,LDOS與局域場強的平方E2成正比,因而LDOS的類高斯分布出現(xiàn)的原因應(yīng)歸于小尺寸發(fā)射體與局域場相互作用的增強。通過計算納米晶尺寸與體材料自發(fā)輻射速率的比值可直接確定納米材料中的填充因子。