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Plasmon-Enhanced Fluorescence of Phosphors Using Shell-Isolated Nanoparticles for Display Technologies
ACS Applied Nano Materials ( IF 5.3 ) Pub Date : 2020-05-20 , DOI: 10.1021/acsanm.0c01014 Chao-Yu You 1 , Long-Hui Lin 1 , Jing-Yu Wang 1 , Fan-Li Zhang 1 , Petar M. Radjenovic 1 , Zhi-Lin Yang 1 , Zhong-Qun Tian 1 , Jian-Feng Li 1
ACS Applied Nano Materials ( IF 5.3 ) Pub Date : 2020-05-20 , DOI: 10.1021/acsanm.0c01014 Chao-Yu You 1 , Long-Hui Lin 1 , Jing-Yu Wang 1 , Fan-Li Zhang 1 , Petar M. Radjenovic 1 , Zhi-Lin Yang 1 , Zhong-Qun Tian 1 , Jian-Feng Li 1
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Plasmonics has attracted considerable interest due to its promising applications in optical technology, with particular attention recently being focused on the plasmon-enhanced emission of phosphors. Phosphor is an important component of phosphor-converted LEDs (pc-LEDs) which are deemed the next-generation display lighting source, but it suffers from low intrinsic efficiencies. Plasmonics can be used to enhance the optical properties of phosphors for LEDs. However, energy-transfer processes from the phosphor to the plasmon-enhancing metal can significantly quench fluorescence signals, limiting the applications of such phosphors. Herein, the fluorescence of a commercial phosphor was enhanced by using shell-isolated Ag nanoparticles (Ag-SHINs) “satellite structures” (phosphor@Ag-SHINs). As a universal strategy, large fluorescence enhancements were achieved by coupling phosphor fluorescence wavelengths with the localized surface plasmon resonance (LSPR) wavelength of structurally optimized Ag-SHINs satellites. Three-dimensional finite difference time domain (3D-FDTD) simulations and lifetime tests showed the enhancement in phosphor fluorescence signals resulted from acceleration of spontaneous emission rates by the local optical density of states (LODS) generated by the Ag-SHINs satellites. This work provides an effective avenue for enhancing phosphor fluorescence signals with potential practical applications in display technologies.
中文翻译：
使用用于显示技术的壳隔离纳米粒子的等离子增强荧光粉
由于等离子体技术在光学技术中的应用前景广阔，因此引起了相当大的兴趣，最近特别关注的是等离子体增强的荧光粉发射。磷光体被认为是下一代显示光源，是磷光体转换LED（pc-LED）的重要组成部分，但固有效率低。等离子技术可用于增强LED荧光粉的光学性能。然而，从磷光体到增强等离子体激元的金属的能量转移过程会显着淬灭荧光信号，从而限制了这种磷光体的应用。在此，通过使用壳分离的银纳米颗粒（Ag-SHINs）“卫星结构”（phosphor @ Ag-SHINs）增强了商用荧光粉的荧光。作为一种普遍的策略，通过将磷光体的荧光波长与结构优化的Ag-SHINs卫星的局部表面等离子体共振（LSPR）波长耦合，可以实现大幅度的荧光增强。三维有限差分时域（3D-FDTD）仿真和寿命测试表明，由于Ag-SHIN卫星产生的局部状态光密度（LODS），自发发射速率加快而导致荧光粉荧光信号增强。这项工作为增强磷光体荧光信号提供了一条有效途径，具有在显示技术中的潜在实际应用。三维有限差分时域（3D-FDTD）仿真和寿命测试表明，由于Ag-SHIN卫星产生的局部状态光密度（LODS），自发发射速率加快而导致荧光粉荧光信号增强。这项工作提供了一种增强荧光粉荧光信号的有效途径，具有在显示技术中的潜在实际应用。三维有限差分时域（3D-FDTD）仿真和寿命测试表明，由于Ag-SHIN卫星产生的局部状态光密度（LODS），自发发射速率加快而导致荧光粉荧光信号增强。这项工作提供了一种增强荧光粉荧光信号的有效途径，具有在显示技术中的潜在实际应用。
更新日期：2020-05-20
中文翻译：
使用用于显示技术的壳隔离纳米粒子的等离子增强荧光粉
由于等离子体技术在光学技术中的应用前景广阔，因此引起了相当大的兴趣，最近特别关注的是等离子体增强的荧光粉发射。磷光体被认为是下一代显示光源，是磷光体转换LED（pc-LED）的重要组成部分，但固有效率低。等离子技术可用于增强LED荧光粉的光学性能。然而，从磷光体到增强等离子体激元的金属的能量转移过程会显着淬灭荧光信号，从而限制了这种磷光体的应用。在此，通过使用壳分离的银纳米颗粒（Ag-SHINs）“卫星结构”（phosphor @ Ag-SHINs）增强了商用荧光粉的荧光。作为一种普遍的策略，通过将磷光体的荧光波长与结构优化的Ag-SHINs卫星的局部表面等离子体共振（LSPR）波长耦合，可以实现大幅度的荧光增强。三维有限差分时域（3D-FDTD）仿真和寿命测试表明，由于Ag-SHIN卫星产生的局部状态光密度（LODS），自发发射速率加快而导致荧光粉荧光信号增强。这项工作为增强磷光体荧光信号提供了一条有效途径，具有在显示技术中的潜在实际应用。三维有限差分时域（3D-FDTD）仿真和寿命测试表明，由于Ag-SHIN卫星产生的局部状态光密度（LODS），自发发射速率加快而导致荧光粉荧光信号增强。这项工作提供了一种增强荧光粉荧光信号的有效途径，具有在显示技术中的潜在实际应用。三维有限差分时域（3D-FDTD）仿真和寿命测试表明，由于Ag-SHIN卫星产生的局部状态光密度（LODS），自发发射速率加快而导致荧光粉荧光信号增强。这项工作提供了一种增强荧光粉荧光信号的有效途径，具有在显示技术中的潜在实际应用。
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