DOI: 10.1021/acsami.9b16059
随机激光器（RLs）方便、可调谐且应用广泛。然而，荧光寿命对嵌入不同形状的银纳米颗粒（Ag NPs）的纳米纤维的散射和纳米纤维分布的影响尚不清楚。通过静电纺丝（ES）和吡咯甲川597染料掺杂制备了具有银纳米颗粒的聚乙烯醇（PVA）纳米纤维。研究者确定了颗粒对RLs中散射增强和局部表面等离子体共振（LSPR）的影响。独特的散射率和LSPR可用于控制传感设备和其他应用的光学特性。与传统薄膜相比，含银纳米颗粒的纳米纤维的阈值降低了35％。除了改善LSPR和发射光谱之间的匹配性之外，电场与非辐射能的增强耦合会放大辐射发射。此外，随着散射速率的增加，发光寿命缩短。过大的散射速率可能会加速辐射重组，并将某些重组转变为非辐射重组，从而产生更灵敏的器件。最后，将制备的纳米纤维应用于背光显示器，并制造出具有不同厚度的纳米纤维的白光发光二极管（LED）。制备的器件适用于其他LEDs和RL器件。
图1.（a）静电纺丝和滴涂工艺。（b）掺杂PM597染料的聚合物纤维的共焦显微图像显示了PM597染料在网络中的无序排列和粘附。（c）用于光学表征的Q开关激光装置的原理图。
图2.（a）Ag纳米颗粒紫外-可见光谱覆盖整个可见光光谱（详见表S1）。（b）Ag-NPs（1）–（5）的照片。（c），（d），（e）TEM图像分别显示了Ag-NPs（1）、（2）和（4）的形状（从球形到三角形）和大小（5-30 nm）。
图3.在不同条件下的发射光谱：（a）通过用PM597（膜）进行滴涂来层压PVA聚合物；（b）层压DCNFs；（c）层压DCNFs/Ag NPs（4）；（d）含银纳米颗粒（1）、（2）和（4）的纳米纤维的阈值；（e），（f）分别是聚合物纤维DCNFs和DCNFs/Ag NPs（4）的SEM图像。
图4.（a），（b）分别为含Ag 纳米颗粒（1）和（4）的纤维的高分辨率TEM图像。（c），（d）嵌入纤维中的颗粒尺寸。图4d的插图显示了通过快速傅立叶变换获得的相关电子衍射图。
图5.样品的反向散射强度的函数：（a）薄膜、（b）DCNFs、（c）DCNFs/Ag NPs（2）、（d）DCNFs/Ag NPs（4）。面积代表散射角。 对应于图5a-d的�传输平均自由程分别为13.6、8、6.1和5.4 m。
图6.（a）薄膜、DCNFs和DCNFs/Ag NPs（4）在540～620 nm波长范围内的TR PL衰减和拟合曲线。（b）不同类型薄膜、DCNFs和DCNFs/Ag NPs（4）在等能量TR PL衰变测量中的PL谱。图（c），（d）和（e）包括薄膜、DCNFs和DCNFs/Ag NPs（4），显示了用通用条纹相机进行同步扫描时的寿命图。（参见图S5和表S2中的详细信息，红色框表示拟合1，绿色框表示拟合2，蓝色框表示拟合3）。
图7.（a）LED芯片装置示意图；插图是一张暖白光照片。（b）不同厚度DCNFs/Ag NPs（4）（纳米纤维1-5）的重叠发射光谱。（c）不同厚度DCNFs/Ag NPs的CIE色度坐标（4）。
