Explaination of optical interaction between metal nanoparticles with lanthanide ions and enhancement of upconversion photoluminescence

金属纳米颗粒与镧系离子之间的光学相互作用的解释以及上转换光致发光的增强

• 批准号: 18J14889
• 负责人: GAO YUAN
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J14889/
• 关键词: プラズモニックアレイ; ナノ粒子周期アレイ; アップコンバージョン; 自己組織薄膜; 蛍光増強; フッ化物ナノ粒子; アップコンバージョン蛍光; 蛍光体ナノ粒子; 白色LED

前年度の研究で、粒径の揃ったコアーシェル型フッ化物ナノ結晶粒子の作製に成功するとともに、近赤外光を面内にトラップする金属アルミニウムナノシリンダーアレイの設計と作製に成功した。令和元年度は前述した目的を達成するために、以下の研究を行った。 １．フッ化物コア - シェルナノ粒子のコアおよびシェルの厚さと希土類イオンのドーピング量の関係を最適化し、アップコンバージョンルミネセンス性能を有するナノ粒子を得るための安定な合成経路を決定した２．コアーシェルナノ粒子の単層膜を作製する技術を開発し、金属アルミニウムナノシリンダーアレイ上にナノ粒子を均一に敷き詰めた ３．アレイ内外のコアーシェルナノ粒子膜からのアップコンバージョン発光強度を比較した。アップコンバージョンナノ粒子とアレイの最適化により、100倍以上の増強が得られた。これはアルミニウムを用いた増強の研究におけるチャンピオンデータである。金属ナノ粒子のプラズモン吸収とアップコンバージョン蛍光の関係を実験的に調べることと並行して、計算機を用いた電磁気シミュレーション（ソフトフェアとしてプラズモニクス分野でスタンダードであり、研究室で使用実績のあるCOMSOLを用いる）を行うことで、プラズモニックナノシリンダーアレイの局所構造と増強電場の空間 分布を調査し、アップコンバージョン蛍光の増強メカニズムを明らかにした。 4．得られた研究成果を高水準の研究論文としてまとめ投稿し、国内及び国際会議に積極的に出席・世界の研究者と交流した。

The previous year's research on the preparation of crystalline particles with particle size and particle size was successful in the design and manufacture of metal particles with near-infrared light in the plane. To achieve the above objectives, the following research should be carried out 1. Optimization of the relationship between particle size and particle thickness, determination of stable synthesis process, and optimization of particle size and particle size properties. 2. Development of technology for producing monolayer films of particles. 3. Comparison of the luminous intensity of the metallic particles on the surface of the film. The optimization of particle size and particle size can be achieved by more than 100 times. This is the first time that I've ever been to a school. The metal particles are absorbed by the magnetic field, and the magnetic field is applied to the computer. The spatial distribution of the enhanced electric field and the enhancement of the intensity of the light are investigated. 4. High quality research papers, active attendance at national and international conferences, and exchange of research results with international researchers

项目成果

京都大学田中勝久研究室

京都大学田中胜久实验室

Phase-Selective Distribution of Eu2+ and Eu3+ in Oxide and Fluoride Crystals in Glass-Ceramics for Warm White-Light-Emitting Diodes

• DOI: 10.1021/acsaelm.9b00129
• 发表时间: 2019-06-01
• 期刊: ACS APPLIED ELECTRONIC MATERIALS
• 影响因子: 4.7
• 作者: Gao, Yuan;Murai, Shunsuke;Tanaka, Katsuhisa
• 通讯作者: Tanaka, Katsuhisa

Two-phase crystallization and dopant distribution in glass ceramics to control luminescence color

玻璃陶瓷中的两相结晶和掺杂剂分布控制发光颜色

• 发表时间: 2018
• 作者: Yuan Gao;Shunsuke Murai;Kenji;Shinozaki (AIST);Koji Fujita;Katsuhisa Tanaka
• 通讯作者: Katsuhisa Tanaka

Plasmonic Enhancement of Upconversion Photoluminescence from CaF₂: Er³⁺, Yb³⁺ Nanoparticles on TiN Nanoantennas

TiN 纳米天线上 CaF₂: Er³、Yb³ 纳米粒子的等离子增强上转换光致发光

• DOI: 10.2497/jjspm.67.140
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy
• 作者: GAO Yuan;MURAI Shunsuke;TAMURA Sayaka;TOMITA Koji;SHINOZAKI Kenji;TANAKA Katsuhisa
• 通讯作者: TANAKA Katsuhisa

Two-phase Crystallization and Dopant Distribution in Glass-ceramics for White Light Emitting Diodes

白光发光二极管玻璃陶瓷中的两相结晶和掺杂剂分布

• 发表时间: 2018
• 作者: Yuan Gao;Shunsuke Murai;Kenji;Shinozaki (AIST);Katsuhisa Tanaka
• 通讯作者: Katsuhisa Tanaka