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具有可调形状银纳米颗粒的电纺纳米纤维多重散射在随机激光器和白光发光二极管中的应用

DOI:10.1021/acsami.9b16059 期刊:ACS Applied Materials & Interfaces 出版年份:2019 更新时间:2025-09-12 10:27:22
摘要: 随机激光器(RLs)具有便捷、可调且应用广泛的特点。然而,嵌入不同形状银纳米粒子(Ag NPs)的纳米纤维中,荧光寿命对其散射特性及纳米纤维分布的影响尚不明确。我们通过静电纺丝(ES)技术制备了掺杂吡咯甲烯597染料的聚乙烯醇(PVA)/Ag NPs复合纳米纤维,系统研究了纳米粒子对随机激光器中散射增强效应和局域表面等离子体共振(LSPR)的影响。这种独特的散射速率与LSPR特性可用于调控光学器件性能及其他应用场景。与传统薄膜相比,含Ag NPs的纳米纤维激光阈值降低了35%。除LSPR与发射光谱的匹配度提升外,电场与非辐射能量的耦合增强也放大了辐射发射强度。此外,散射速率的增加缩短了荧光寿命。过高的散射速率可能加速辐射复合,并将部分复合过程转化为非辐射复合,从而提升器件灵敏度。最后,我们将制备的纳米纤维应用于背光显示,并通过调控纳米纤维厚度制备了白光发光二极管(LED)。该器件可推广应用于其他LED及随机激光器装置。
作者: Wei-Cheng Chen,Jia-Huei Shiao,Tien-Liang Tsai,Dai-Hua Jiang,Lung-Chin Chen,Cheng-Hao Chang,Bi-Hsuan Lin,Ja Hon Lin,Chi Ching Kuo
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研究概述 实验方案 设备清单

研究荧光寿命对嵌入不同形状银纳米粒子(Ag NPs)的纳米纤维在随机激光器和白光发光二极管中散射及纳米纤维分布的影响。

研究表明,由于局域表面等离子体共振(LSPR)和散射效应的增强,含有银纳米颗粒(Ag NPs)的纳米纤维实现了发光增强和更低阈值。所制备的含纳米纤维白光LED在背光显示及其他光子学应用中展现出潜力。

该研究聚焦于银纳米粒子(Ag NPs)的形貌与尺寸对辐射发光(RLs)和发光二极管(LEDs)的影响,但未深入探究所制备器件在不同环境条件下的可扩展性与长期稳定性。

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