基于双模式激发的光磁双功能核—壳纳米复合材料

发布时间：2019-05-16 19:14

【摘要】：本文以内核NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+),壳层NaGdF_4:Eu~(3+)为研究对象,分别研究两者的上转换和下转换发光性能。然后,在内核NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)纳米材料表面包覆Na_(4-3x)Gd_xF_4:Eu_(0.02)~(3+)(x=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5和0.6)壳层材料,通过调节壳层材料中Gd~(3+)离子含量,来研究Gd~(3+)含量对纳米荧光复合材料下转换发光、上转换发光和磁性的影响。首先,以Na YF4为基质材料,以Yb~(3+)和Er~(3+)为敏化剂和激活剂,采用热解法合成纳米荧光材料。通过TEM和XRD对纳米材料的形貌和晶体结构进行表征,通过荧光光谱来研究其上转换发光;以NaGdF_4为基质材料,以Eu~(3+)为激活剂,采用热解法合成壳层材料,研究纳米级NaGdF_4:Eu~(3+)的下转换发光。实验发现:在980nm激光激发下,NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)纳米粒子在550和660 nm处实现上转换发光;在直接激发(激发波长:394 nm)和基质激发(274 nm)下,NaGdF_4:Eu~(3+)纳米粒子获得良好的下转换发光。其次,以NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)纳米粒子为内核,在其表面包覆Na_(4-3x)Gd_xF_4:Eu_(0.02)~(3+)(x=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5和0.6)壳层,合成系列核-壳型纳米复合材料。通过对其形貌、结构,上/下转换发光以及磁性的表征,研究了壳层中Gd~(3+)含量对该复合材料光致发光和磁性的影响。实验发现:1、壳层材料中的Gd~(3+)含量对纳米复合材料的下转换发光有一定的影响。在层材料中,Gd~(3+)含量为50 mol%时,下转换发光强度达到最大值。2、表面包覆外壳层后,纳米复合材料的上转换发光强度均明显增强,其原因主要是包覆壳层能够削弱内核材料的表面效应,有利于上转换发光。值得注意的是,在本实验中,Gd~(3+)含量为50 mol%时,纳米复合材料的下转换发光达到最大,而其上转换发光也最强。其原因归结于:50 mol%Gd~(3+)含量一方面能促使壳层基质中掺杂的激活剂Eu~(3+)处于最佳的微晶体场环境中,有利于复合材料中Eu~(3+)的下转换发光;另一方面,这种Gd~(3+)含量又会促进“壳-核”结构间形成更强的配位场,使纳米复合材料表面处于“休眠”状态的敏化剂Yb~(3+)和激活剂Er~(3+)“复活”,进而极大地增强了复合材料的上转换发光。3、Gd~(3+)含量还会影响纳米复合材料的磁性。纳米复合材料的顺磁特性会随着壳层中Gd~(3+)含量的增多而增强。
[Abstract]:In this paper, the upconversion and downconversion luminous properties of kernel NaYF_4:Yb~ (3), Er~ (3) and shell NaGdF_4:Eu~ (3) are studied respectively. Then, in the core NaYF_4:Yb~ (3), Er~ (3) nanomaterials are coated with Na_ (4 鈮，

本文编号：2478503