980 nm激光激发下Yb/Er共掺杂氟化物纳米晶下转换发射特性

用高温热分解法制备摩尔分数为18%的Yb和摩尔分数为2%的Er共掺杂α-NaYF₄, α-NaLuF₄,β-NaYF₄,β-NaLuF₄和LiYF₄氟化物纳米晶, 并用X射线衍射(XRD)、 透射电子显微镜（TEM）和光致发光光谱表征样品的晶体结构、 形貌和发光性能. 结果表明: 所制备的样品均为纯相; 不同的氟化物纳米晶样品尺寸均匀, 粒径为10~15 nm; 在980 nm近红外激光激发下,所制备的氟化物纳米晶在1 550 nm附近均有下转换发射, 其中β-NaLuF₄∶Yb,Er纳米晶在1 550 nm处的发射最强.     

Yb~(3+),Er~(3+)共掺MWO_4(M=Cd,Ba)纳米晶体的制备及发光性能

以CTAB为表面活性剂,采用水热法合成了Yb,Er共掺MWO4(M=Cd,Ba)纳米晶体.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和荧光分光光度计等手段对产物的组成、形貌和荧光性质进行了系统表征.结果表明:Yb3+,Er3+掺杂钨酸盐的发光条件随着M种类的不同而有较大的差异,水热合成的CdWO4:Yb3+,Er3+纳米晶体在980 nm激光照射下用肉眼可观察到明显的绿色上转换发光,而BaWO4:Yb3+,Er3+晶体高温煅烧到900℃才能观察到明亮的绿色发光.研究了温度对上转换发光强度的影响,讨论了两种晶体的上转换发光性质.     

SDS包裹的YF3∶Yb3+/Er3+纳米晶的制备及荧光性质研究

在乙醇和乙二醇的混合溶剂中,用溶剂热法,150℃条件下,反应24h制备了YF3∶Yb3+/Er3+纳米晶(JCPDS号为74-0911),并一步制备出YF3∶Yb3+/Er3+@SDS纳米粒子.激发光源的波长980nm,YF3∶Yb3+/Er3+@SDS纳米晶有强的上转换发光,发射峰的位置为550nm,666nm 和833nm,分别对应Er3+离子的4S3/2→4I15/2,4F9/2→4I15/2和4S3/2-→4I13/2跃迁.     

稀土掺杂CaYF2纳米材料的合成及其光学性质研究

采用热分解法合成了一系列Ca/RE(mol)比例及掺杂浓度不同的CaYF2:RE(RE=Yb3+,Er3+)上转换纳米发光材料,在980nm红外激光照射下,肉眼可观察到明亮的黄、绿色上转换发光.通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、荧光光谱仪对样品进行表征.结果表明,Ca/RE(mol)比例为3,Yb3+和Er3+掺杂浓度分别为20%、2%(mol)时得到发光性能较好的立方相CaYF2:Yb,Er上转换纳米材料.980nm红外光激发下,Yb3+和Er3+共掺的CaYF2:Yb,Er发出分别来自于Er3+的2 H9/2→4I15/2跃迁的蓝光、2 H11/2,4S3/2→4I15/2跃迁的绿光和4F9/2→4I15/2跃迁的红光发射,且Er3+的红、绿光发射均为双光子过程,蓝色发光为三光子过程.     

Yb3＋／Er3＋（Ho3＋）掺杂NaYF4与Y2O2S荧光粉的制备与上转换发光

比较研究了Yb／Er（Ho）共掺六方相NaYF4和Y2O2S在980nmLD泵浦下的上转换发光．研究结果表明,NaYF4：20％Yb,1％Er的发光明显强于NaYF4：20％Yb,1％Ho,而Y202S：6％Yb,0．25％Ho与Y202S：6％Yb,0．5％Er却呈现相近的总发射强度．分析认为,Yb／Er和Yb／Ho之间的不同能量传递机制是导致上述现象的主要因素．     

水热法合成Y2O3 ∶ Yb3+,Er3+上转换材料及发光特性

以Y2O3,Yb2O3和Er2O3为原料,利用水热法制备Y2O3,Yb3+,Er3+纳米上转换材料.通过X射线粉末衍射、扫描电镜和透射电镜对材料的晶型、成分、粒径及表面形貌进行分析.实验结果表明:所得粉体的晶型为立方晶系,晶粒为圆球形,平均粒径为20 nm.在波长为980 nm半导体激光器激发下产生绿色和红色的上转换荧光;改变Yb3+,Er3+的掺杂比例,激发产生的绿光和红光的荧光强度随Yb3+,Er3+掺杂比例的改变而发生变化.     

不同形貌及发光性能NaYF4：Yb／Er上转换材料的制备

以稀土硝酸盐、氟化钠为原料通过溶剂热法成功制备出了NaYF4：Yb／Er上转换材料,探索3种不同的表面活性剂及F-浓度对产物形貌及发光性能的影响。通过扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和发光光谱对产物的形貌、物相结构及荧光性能进行表征。结果表明,加入不同的表面活性剂可以得到不同形貌的产物;在发光性能上,加入十二烷基硫酸钠的产物发光效果好。此外,随着NaF加入量增加,产物的晶相由立方相转变为立方相和六方相的混合相,当F-和Ln^3＋的物质的量的比为8：1时形成六方相。     

稀土离子Pr3 和Nd3 对NaLuF4:Yb3 ,Er3 纳米晶上转换发光的调制

稀土离子Pr3+和Nd3+对上转换材料的发光具有特殊的敏化作用,通过在NaLuF4:Yb3+,Er3+纳米晶中共掺杂稀土离子Pr3+和Nd3+并研究它们与发光中心Er3+之间的能量传递机制.采用水热法分别合成了Pr3+和Nd3+掺杂的NaLuF4:Yb3+,Er3+纳米晶,直径约为15 nm,具有六方相结构.发光特性分析表明,随Pr3+离子掺杂浓度增加,NaLuF4:Yb3+,Er3+纳米晶的656 nm红光强度相对于544 nm绿光逐渐减弱;但是随着Nd3+离子掺杂浓度增加,其发光红绿比刚好出现相反的变化.基于功率变换谱和简化能级图分析了Pr3+-Er3+和Nd3+-Er3+之间的能量传递机制,揭示了Er3+的4I11/2能级的电子布居在多个跃迁过程中所起的关键作用.     

直流电弧放电法制备Er~(3+)-Yb~(3+):Al_2O_3纳米粒子的上转换发光特性研究

采用直流电弧放电法成功制备了粒度约60nm的Er3+-Yb3+共掺杂Al2O3纳米粒子.通过978nm激光二极管(LD)激发,获得位于526,547nm的绿色和677nm的红色上转换发光,分别对应于Er3+的2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁.退火对于样品的上转换发光具有较大影响:退火前,红色发光明显,退火后则以绿色发光为主.(ErYb)3Al5O12和α-(Al,Er,Yb)2O3混合相中增强的激发态吸收4I11/2+光子→4F7/2和能量传递2F5/2(Yb3+)+4I11/2(Er3+)→2F7/2(Yb3+)+4F7/2(Er3+)过程导致绿色上转换发光显著增加.绿色和红色上转换发光过程均为双光子上转换吸收.结果表明直流电弧放电法是一种极具发展潜力的光学材料制备方法.     

镧系掺杂NaYF_4:Yb/Er上转换纳米材料的合成及光学性能研究

以油酸为稳定剂通过水热法成功合成了镧系掺杂NaYF_4∶Yb/Er上转换纳米发光材料(UCNPs).通过控制合成条件,包括水热温度、时间以及反应物与溶剂的量,改变纳米晶体的晶相、形状和尺寸;优化实验条件,得到了适合生物应用的小尺寸、单分散β-NaYF_4∶Yb/Er纳米发光材料;分析了其不同形貌的生长机理;并分别采用X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、荧光仪等表征样品的相组成、形貌、微观结构及光学性能.     

直流电弧放电法制备Er^3＋-Yb^3＋：Al2O3纳米粒子的上转换发光特性研究

采用直流电弧放电法成功制备了粒度约60nm的Er^3＋-Yb^3＋共掺杂Al2O3纳米粒子.通过978nm激光二极管（LD）激发,获得位于526,547nm的绿色和677nm的红色上转换发光,分别对应于Er3＋的2H11/2→^4 I15/2,^4 S3/2→^4 I15/2和^4 F9/2→^4 I15/2跃迁.退火对于样品的上转换发光具有较大影响：退火前,红色发光明显,退火后则以绿色发光为主.（ErYb）3Al5O12和α-（Al,Er,Yb）2O3混合相中增强的激发态吸收^4I11/2＋光子→^4F7/2和能量传递^2F5/2（Yb^3＋）＋^4I11/2（Er^3＋）→^2F7/2（Yb^3＋）＋^4F7/2（Er^3＋）过程导致绿色上转换发光显著增加.绿色和红色上转换发光过程均为双光子上转换吸收.结果表明直流电弧放电法是一种极具发展潜力的光学材料制备方法.     

Y_2O_3:Er,Yb纳米晶的沉淀法制备与可见-红外发光性能研究

采用共沉淀法制备了平均粒径约30nm的Y_2O_3:Er,Yb纳米晶,并对其可见-红外发光特性与体相材料的差别进行了对比.结果表明:焙烧温度的升高有利于纳米晶晶化程度增强.在980nm红外激发下,Er3+离子呈现典型的绿、红光上转换特征发射,峰位位于530,550,660nm,分别对应于2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁.同时观察到了源于Er3+离子4I13/2→4I15/2辐射跃迁的1 530nm红外发射.随焙烧温度的升高,各发射光强度随之增大.但Y_2O_3:Er,Yb纳米晶呈现明显不同于体相材料的发光特性,其红、绿光强度分支比可达19.55,是体相材料的5倍,红光色纯度优异.同时,红外发射强度亦远高于体相材料.上述结果反映出Er3+的4F9/2和4I13/2能级在Y_2O_3纳米晶中的粒子布居特征迥异于体相材料,其跃迁机制亦存在很大差别.     

上转换材料NaYF4：Er^3＋，Yb^3＋纳米晶的制备

采用溶胶-凝胶法合成NaYF4 ∶ Er3 ,Yb3 纳米晶. 在980 nm红外激光照射下, 肉眼可观察到明亮的上转换发光;X射线粉末衍射(XRD)结果表明, 该纳米晶属于立方晶体结构;透射电镜(TEM)照片显示, 晶粒为圆球形, 分散性好, 平均尺寸为70 nm, 符合生物标记过程中对材料的要求. 用荧光光谱仪记录了该上转换光谱, 并对发光机理进行了探讨.     

上转换材料纳米颗粒的制备及其性能表征

讲述利用Triton X-100/正己醇/环己烷/正己烷/水制成W/O微乳反胶团体系制备尺寸和形貌可控的Gd2O3Yb,Er和Y2O3Yb,Er上转换材料并对其性能进行研究和表征.利用扫描电镜观察氧化物粉体两种颗粒形貌均为球形;X射线结果显示两种氧化物粉体均为立方相;改变Yb和Er的比例,在980nm的红外光激发下,观察研究氧化物颗粒的发光性质.     

基于内滤效应猝灭NaYF_4:Yb,Er上转换纳米颗粒荧光选择性地检测酸性品红

采用水热法合成了粒径约为10nm的近似球形NaYF_4∶Yb,Er上转换荧光纳米晶.利用所合成的上转换纳米晶为荧光探针,通过荧光的内滤效应,酸性品红能有效地猝灭NaYF_4∶Yb,Er的荧光.基于此,构建了酸性品红检测传感器.实验中对孵化时间和p H等条件进行了优化.在最佳测定条件下,酸性品红浓度在13. 3×10-5～66. 7×10-5mol/L范围内与上转换纳米晶的荧光强度呈现良好的线性关系,方法的检出限为1. 7×10-5mol/L(S/N=3),相对标准偏差为3. 6%.最后,所构建传感器用于实际水样中酸性品红的检测,获得满意的结果.     

上转换材料LiLa(MoO4)2:Yb3+,Er3+(Tm3+)的制备及其光谱性质测定

采用溶胶-凝胶法制备了上转换材料LiLa(MoO4)2:Yb3+,Er3+(Tm3+),并对其进行了X射线衍射分析以及荧光光谱测定.在980 nm红外激光器激发下,LiLa(MoO4)2:Yb3+,Er3+发出波长为530 nm和550 nm的绿色可见光,而LiLa(MoO4)2:Yb3+,Tm3+发出波长为475 nm的蓝色可见光.对Yb3+/Er3+和Yb3+/Tm3+双掺体系的上转换发光机理进行了探讨,其中Er3+发出绿色上转换光的过程为双光子过程,而Tm3+发出蓝色上转换光的过程为三光子过程.     

高发光强度上转换材料Y_2O_3∶Er,Yb纳米晶的制备

将反相乳液合成方法与水热处理方法相结合,获得Y2O3∶Er,Yb纳米晶的前驱体,经过一定温度灼烧,获得了高发光强度的上转换Y2O3∶Er,Yb纳米晶,经水热处理的纳米晶样品具有更好的晶体结构,有利于激发电子在Er离子4F9/2能级上的分布,进而导致红色发射强度极大地提高.     

La2O3：Tb^3＋纳米晶的燃烧法制备及其光致发光性质

采用柠檬酸燃烧法制备稀土Tb^3＋掺杂的La2O3纳米晶。并用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和荧光分光光度计对La2O3：Tb^3＋纳米晶的结构、形貌和发光性能进行分析．结果表明,不同柠檬酸与稀土离子配比（C／M）制备的样品经800℃退火后均得到结晶性良好的六方相La2O3：Tb^3＋纳米晶,晶粒尺寸约为20nm．纳米晶的三维荧光光谱图显示,Tb^3＋在基质中的最佳激发波长为280nm,在280nm光的激发下,La2O3：Tb^3＋纳米晶产生Tb^3＋的特征发射峰,归属于5^D4-7^FJ（J=6,5,4）跃迁,主发射峰位置均在543nm处（5^D4-7^F5跃迁）．同时研究了柠檬酸与稀土离子配比（C／M）对结晶度、发光性质等的影响．     

Er～（3＋）、Yb～（3＋）掺杂NaYF4微米晶体的设计合成及光学性能研究

采用水热合成法制备了Er3＋、Yb3＋掺杂的NaYF4微米晶体.当反应温度为180°C时,得到了纯的六方相微米晶体.样品的颗粒分布均匀,形貌为边长约300nm的六方棱柱.在980nm激光的激发下,得到了很强的红色上转换发光.     

晶体硅光伏电池的材料优化

介绍了调制阳光频率实现太阳光波上下量子剪裁的两种方式:掺杂稀土离子和微纳米结构化硅基材料.以Lu2O3为基质,采用共沉淀法制备了Tb3+和Yb3+共掺的下转换粉末;以NaYF4为基质,采用热水法制备了Er、Yb和Tm共掺的上转换粉末.实验证明Lu2O3:Tb3+,Yb3+纳米粉末中,一个高能光子可剪裁成2个974 nm的近红外光子.而NaYF4:Er3+,Yb3+,Tm3+共掺的上转换材料也有显著的上转换效果,仅用1 122 nm激光照射0.25 cm2实验硅光电池片可增加电池光电流密度0.06 mA/cm2.设计了具有纳米结构的PIN.简述了通过梯度掺杂制结增强光伏效应的原因.