稀土纳米晶的上转换发光及其调控研究进展
发布时间：2021-07-16 11:22
稀土纳米晶的上转换发光具有近红外光激发、可见/紫外光或短波长近红外发射的特点,在微型激光器、超分辨光学成像、光遗传学、温度探测以及多通道成像等领域具有重要的应用.针对该类纳米晶的发光效率低、发光调控手段单一的问题,本文从稀土纳米晶的组成、结构与上转换发光的关联出发,重点介绍了电、磁场、压力以及温度对上转换发光影响的研究进展.
【文章来源】：中国科学:化学. 2020,50(11)北大核心CSCD
【文章页数】：15 页
【部分图文】：
利用前驱体热分解法合成的稀土氟化物和氟化物复盐纳米晶.(a) La F3[14];(b)立方相Na Yb F4[15];(c)六方相Na YF4:Yb,Er[15];(d)立方相Na YF4:Yb,Er@Ca F2[16];(e)六方相Na Gd F4:Yb,Er@Ca F2[17];(f)六方相Na REF4为基质的多层核壳结构[18](网络版彩图)
当不同稀土发光离子掺杂至同一纳米晶时,每种稀土离子均会在近红外光的激发下产生上转换发光,赋予纳米晶多色发光的性能.与此同时,离子间的多个激发态能级之间,其引入的非辐射交叉弛豫或能量传递过程会影响稀土离子激发态的电子布居数或寿命,从而改变其上转换发光的跃迁选择性.Chan等[25]研究了Er3+与其他稀土发光离子共掺时的上转换发光性质.研究表明,Er3+与Pr3+或Sm3+共掺时以绿色发光为主,而与Tm3+或Ho3+共掺时则以红色发光为主(图3(b)).戴宏杰等[26]在Na Yb F4:2%Er,2%Ce@Na YF4纳米晶中发现,Ce3+的引入可促进Er3+从4I11/2到4I13/2的非辐射弛豫过程,使980 nm激发下Er3+的近红外发光(1550 nm4I13/2→4I15/2)强度提高,与此过程互补或竞争的上转换发光如何变化是值得关注的问题.由于过渡金属Mn2+的4T1能级位置恰好位于Er3+、Tm3+、Ho3+等离子的多个激发态能级之间,其引入也会对稀土离子的发光产生影响,本课题组[27]通过向稀土上转换纳米晶中引入Mn2+,提高了Er3+和Ho3+红色发光的比例以及Tm3+近红外发光的比例.2.3 激发光功率密度
在上述介绍的典型的发光调控方法中,组成与结构的调控研究更为系统,但其中涉及大量的合成和条件优化工作.从多角度发展稀土纳米晶上转换发光的调控方法是该领域研究的重要议题.3 稀土纳米晶上转换发光的外场调控
本文编号：3286914
【文章来源】：中国科学:化学. 2020,50(11)北大核心CSCD
【文章页数】：15 页
【部分图文】：
利用前驱体热分解法合成的稀土氟化物和氟化物复盐纳米晶.(a) La F3[14];(b)立方相Na Yb F4[15];(c)六方相Na YF4:Yb,Er[15];(d)立方相Na YF4:Yb,Er@Ca F2[16];(e)六方相Na Gd F4:Yb,Er@Ca F2[17];(f)六方相Na REF4为基质的多层核壳结构[18](网络版彩图)
当不同稀土发光离子掺杂至同一纳米晶时,每种稀土离子均会在近红外光的激发下产生上转换发光,赋予纳米晶多色发光的性能.与此同时,离子间的多个激发态能级之间,其引入的非辐射交叉弛豫或能量传递过程会影响稀土离子激发态的电子布居数或寿命,从而改变其上转换发光的跃迁选择性.Chan等[25]研究了Er3+与其他稀土发光离子共掺时的上转换发光性质.研究表明,Er3+与Pr3+或Sm3+共掺时以绿色发光为主,而与Tm3+或Ho3+共掺时则以红色发光为主(图3(b)).戴宏杰等[26]在Na Yb F4:2%Er,2%Ce@Na YF4纳米晶中发现,Ce3+的引入可促进Er3+从4I11/2到4I13/2的非辐射弛豫过程,使980 nm激发下Er3+的近红外发光(1550 nm4I13/2→4I15/2)强度提高,与此过程互补或竞争的上转换发光如何变化是值得关注的问题.由于过渡金属Mn2+的4T1能级位置恰好位于Er3+、Tm3+、Ho3+等离子的多个激发态能级之间,其引入也会对稀土离子的发光产生影响,本课题组[27]通过向稀土上转换纳米晶中引入Mn2+,提高了Er3+和Ho3+红色发光的比例以及Tm3+近红外发光的比例.2.3 激发光功率密度
在上述介绍的典型的发光调控方法中,组成与结构的调控研究更为系统,但其中涉及大量的合成和条件优化工作.从多角度发展稀土纳米晶上转换发光的调控方法是该领域研究的重要议题.3 稀土纳米晶上转换发光的外场调控
本文编号：3286914
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