808nm红外光响应氧化物上转换发光材料及其荧光增强研究

发布时间：2021-03-01 05:43

　　稀土掺杂上转换发光材料在显示防伪、温度传感、生物医药等领域具有广泛的应用前景。然而,传统的980 nm激发光与水分子的吸收峰相重叠,水分子对激发光能量的吸收造成的能量损失和产热影响限制了上转换材料在生物医药等水含量丰富环境中的应用。此外,较低的光转换效率也限制着上转换材料的生产发展。因而,本文选用了水分子吸收截面小的808 nm激光作为激发源,在上转换发光材料的生物医药和光学温度传感应用背景下,选取稳定性好且声子能量相对较低的氧化物材料MIn₂O₄（M=Ca,Sr,Ba）、Lu₂O₃、SrTiO₃为基质,Nd³⁺、Yb³⁺为敏化剂,Er³⁺为激活剂,以提高样品的光转换效率为目的,通过液相合成技术制备了一系列发光性能良好的上转换微纳米材料。从基质材料选择着手,通过敏化剂共掺杂、调节掺杂稀土离子浓度进行了发光性能优化,阐明了掺杂稀土离子间的能量传递过程,研究了基于Er³⁺离子热耦合能级荧光强度比... 

【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

部分稀土离子的能级图

由于 RE3+外部的 5s25p6壳层对 4f 壳层的屏蔽，降低了外部晶体场环境对 4f 层电子的影响，因而 4f 组态内电子跃迁产生的发光具有窄的发射带、高的发光色纯度及长的荧光寿命。RE3+的发光主要来源于 f - f 跃迁[3-4]。1.1.2 稀土离子的上转换发光机制上转换(up-conversion)发光指的是：在低能光子的激发下经由两个及两个以上光子的吸收过程产生高能发射，其也称为反斯托克斯(反 Stokes)发光[5-6]。稀土离子具有独特的阶梯状能级结构和长的激发态寿命，使其可以连续吸收低能激发光的能量，更容易实现对高能级的布居并产生上转换发光现象。1966 年 Auzel 在红外光激发下通过 Yb3+离子掺杂实现了对 Er3+、Tm3+、Ho3+离子上转换发光效率 2 个数量级的增强，提出了“上转换发光”概念同时认为其中存在“能量传递”和“激发态吸收”过程[7]。之后，随着红外激光器的发展使人们更容易获得低能的激发源，也因此实现上转换发光所涉及到的能量传递过程得到了更深入的研究，提出了不同的上转换发光机制。

西北大学硕士学位论文发源的选择nm 激发下 Yb3+离子敏化的上转换发光材料具有不可更变的段与水分子最大的吸收峰相重合，如图 1.3 所示。在生物发光的能量会被生物组织和细胞中的水分子所吸收，这不转换材料的光转换效率，产生的热量可能会灼伤组织和细射或更高激光功率密度的单一纳米颗粒成像和纵向深层组带来的热损伤影响更为严重。相比之下，水分子对 808 nm组织中的血红蛋白(Hb)、氧合血红蛋白(HbO2)对 808 nm nm 激光成为面向富水环境荧光粉应用激发源的最佳选择[2以 808 nm 近红外光作为激发源进行展开。

【参考文献】：
硕士论文
[1]浓度对Er3+单掺及Er3+/Yb3+共掺氟氧化物玻璃光谱学性质影响[D]. 仇珊珊.大连海事大学 2016



本文编号：3057037