稀土掺杂NaREF 4 （RE=Y/Gd）纳米晶核壳结构设计及其上转换发光性质研究
发布时间：2022-01-26 19:28
近年来,由于稀土元素具有丰富的能级以及特殊的4f电子层结构,使稀土元素得到了非常广泛的应用。稀土掺杂的上转换发光纳米材料由于在生物成像、光显示屏以及荧光探针显示等方面具有巨大潜在应用,而引起了研究者的极大关注。稀土氟化物因为其声子能量低,对光透性良好以及高的化学稳定性等优点,成为了发光效率最高的基质材料之一。而稀土掺杂氟化物纳米晶由于具有良好的上转换发光效率、较小的尺寸的优点成为可以在荧光探针、生物标记等多个方面应用而成为了研究热点。本文围绕稀土掺杂NaREF4的合成,以及设计核壳结构实现增强上转换发光,并对其上转换发光机理进行了研究。论文主要研究了以下内容:首先选择方便简单的水热法合成立方相NaYF4纳米晶,通过掺入Yb3+和Ho3+实现上转换发光。改变反应时间,得到的五个样品,对其进行了物相分析、透射电镜分析以及上转换发光光谱分析,实现上转换发光增强;用共沉淀法制备出上转换发光效率更高的六方相的NaYF4,控制反应条件（反应时间及温度）,对晶体结构及形貌进行调控,通过改变Yb3+和Ho3+的掺杂浓度,得到最佳的激活剂与敏化剂掺杂比例,并探究了其上转换发光机理。通过对立方相和六方相N...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３合作敏化上转换过程图??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ?ｓｅｎｓｉｔｉｚａｔｉｏｎ?ｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ??
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???１．２．２．４?交叉她豫（Ｃｒｏｓｓ?ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ，?ＣＲ）??交叉弛豫（ＣＲ）如图１．４是一个能量传递过程，从离子１将其激发能量的一部分转移??到离子２的过程，通过Ｅ２?（离子１）?＋Ｇ?（离子２）?—Ｅ１?（离子１）?＋Ｅ１?（离子２）的过程。??离子１和离子２可以是相同的也可以是不同的离子，离子２也可以在其激发态在某些情况??下。ＣＲ过程是离子－离子相互作用的一个结果，其效率与掺杂浓度密切相关。ＣＲ是众所??周知的以“浓度”为主要原因的猝灭机理，但它可以被用来调整ＵＣＮＰｓ彩色输出或构建高效??光子雪崩机制。??ｌｏｎ１??Ｅ２?—??①丨＇、？、??Ｓ＼ｌｏｎ２??＼?＾＾?Ｅ１??＇、①丨??Ｇ?■！?ｉ?Ｇ??图１．４交叉弛豫过程图??Ｆｉｇ．?１．４?Ｃｒｏｓｓ?ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ??１．２．２．５?光子雪崩（Ｐｈｏｔｏｎ?ａｖａｌａｎｃｈｅ，?ＰＡ）??光子雪崩（ＰＡ）是如图１．５的一个过程，上转换发光是在一定功率阈值以上产生的。??低于这个阈值门槛的时候，产生很少上转换荧光，而高于这个阈值门槛时发光强度会增加??几个数量级。实际上
【参考文献】：
期刊论文
[1]Enhancement of upconversion luminescence of YAlO3:Er3+ by Gd3+ doping[J]. 李振龙,王宝树,邢立成,刘绍龙,谭娜,肖思国,丁建文. Chinese Optics Letters. 2012(08)
[2]基于上转换发光技术的生物传感器及其应用[J]. 赵永凯,周蕾,黄惠杰,杨瑞馥,黄立华,任冰强,卢健,王向朝. 光学学报. 2005(06)
[3]浅谈荧光[J]. 王淑敏. 物理通报. 1997(04)
[4]光学显微镜简史[J]. 唐玄之,李明. 物理. 1995(07)
本文编号：3611044
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３合作敏化上转换过程图??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ?ｓｅｎｓｉｔｉｚａｔｉｏｎ?ｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ??
Ｆｉｇ．?１．２?Ｅｎｅｒｇｙ?ｔｒａｎｓｆｅｒ?ｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ??１．２．２．３?合作每￥化上转换（Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ?ｓｅｎｓｉｔｉｚａｔｉｏｎ?ｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，ＣＳＵ）??合作敏化上转换（ＣＳＵ）在图１．３中是涉及三个离子中心相互作用的过程，并且涉及??离子１和离子３?—般属于同一类型。吸收激发光子后，可以分别将离子１和离子３从基态??Ｇ激发到激发态Ｅ１。离子１和离子３可以同时与离子２相互作用，协同能量传递，激发离??子２从基态到更高的能级状态。离子２由于被激发，通过发射光子可以弛豫回到其基态。??ＣＳＵ的效率一般比ＥＳＡ和ＥＴＵ过程小，尽管如此，限制激励后可以补偿低效率，并可能??提供实现高分辨率成像这从其他上转换机制中不能得到。ＣＳＵ的机制已被报道Ｙｂ３＋／Ｔｂ３＋??［４７］，Ｙｂ３＋／Ｅｕ３＋［４８１、和?Ｙｂ３＋／Ｐｒ３＋［４９１。??ｌｏｎ２??／Ｅ１＾ｆｃ?＼?｜??②／?③?、．、②??ｌ〇ｎ１／?＼ｌｏｎ３??Ｅｉｎｒｒ?－ｒｒ－＾??Ｉ①Ｍ?Ｍ①｜
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Enhancement of upconversion luminescence of YAlO3:Er3+ by Gd3+ doping[J]. 李振龙,王宝树,邢立成,刘绍龙,谭娜,肖思国,丁建文. Chinese Optics Letters. 2012(08)
[2]基于上转换发光技术的生物传感器及其应用[J]. 赵永凯,周蕾,黄惠杰,杨瑞馥,黄立华,任冰强,卢健,王向朝. 光学学报. 2005(06)
[3]浅谈荧光[J]. 王淑敏. 物理通报. 1997(04)
[4]光学显微镜简史[J]. 唐玄之,李明. 物理. 1995(07)
本文编号：3611044
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