水溶性β-NaYF_4:Yb~(3+),Tb~(3+)@β-NaYF_4核壳纳米颗粒的上转换荧光增强

利用酸洗改性对共沉淀法制得的油性β-NaYF_4:Yb~(3+),Tb~(3+)@β-NaYF4纳米颗粒进行改性处理,获得水性β-NaYF4:Yb~(3+),Tb~(3+)@β-NaYF4纳米颗粒.表征了制得样品的形貌和上转换荧光特性.结果表明制得的样品分散性好,形貌均一.在相同掺杂浓度和溶液浓度下,水性β-NaYF_4:Yb~(3+),Tb~(3+)@β-NaYF4纳米颗粒溶液的上转换荧光强度比油性β-NaYF4:Yb~(3+),Tb~(3+)@β-NaYF_4和水性β-NaYF4:Yb~(3+),Tb~(3+)纳米颗粒溶液的双光子上转换荧光分别增强了1.1倍和37倍,三光子上转换荧光分别增强了1.5倍和3.9倍.水性β-NaYF4:Yb~(3+),Tb~(3+)@β-NaYF_4纳米颗粒外层存在隔离壳层,导致改性处理既去除了油酸又获得较强的上转换荧光.     

金纳米棒对β-NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)@SiO_2纳米颗粒上转换发光的表面等离子增强

采用晶种法合成了金纳米棒和共沉淀法制备了β-NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)@SiO_2上转换纳米发光材料,并利用St9ber法制备了可溶于水的β-NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)@SiO_2@SiO_2纳米颗粒.利用上转换荧光光谱研究了不同浓度的金纳米棒对β-NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)@SiO_2上转换红光(655 nm)和绿光(540,520 nm)发射的影响.得到当金纳米棒颗粒的掺杂浓度为0.03%时,对β-NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)@SiO_2的上转换发光增强最大.红光和绿光的最大增强因子分别为2.75和1.66.通过调控金纳米棒加入量,可以调节材料的上转换红绿光比.因此,这种纳米复合材料可以作为生物荧光标记,在很大程度上提高生物鉴定准确性,在生物医学检测等方面有着重要的应用前景.     

TiO_2壳层包裹增强β-NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)耐热性及上转换发光性能

以体积比1:1的乙醇/水为溶剂,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,通过简单的一步溶剂热法在β-NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)表面包裹一层TiO_2,构筑β-NaYF_4:Yb~(3+),Er_~(3+)@TiO_2核壳结构上转换发光材料。采用X线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、荧光光谱仪等测试手段对所制备样品的物相结构、形貌特征和发光性质进行研究。结果表明:微米β-NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)晶粒表面成功包裹了一层TiO_2,构筑了核壳结构。纯β-NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)在热处理后上转换发光强度显著降低,而核壳结构材料经过600℃的高温热处理60 min,上转换发光强度显著提高,这主要得益于内核结晶质量的提高且表面缺陷浓度的降低。     

Ho~(3+)/Yb~(3+)和Er~(3+)/Yb~(3+)共掺氟氧化物玻璃的上转换发光

研究了Ho3+/Yb3+和Er3+/Yb3+共掺氟氧化物玻璃的上转换发光性质.结果表明,在980 nm近红外激光激发下,Ho3+/Yb3+和Er3+/Yb3+共掺样品都呈现了强烈的上转换红光和绿光发射.随着Ho3+和Er3+浓度的增加,红光和绿光的强度都先增大后减小,x≈0.1%时发光强度达到最大,而后逐渐减小,它们的最佳掺杂量分布在低浓度区域.上转换发光强度和激发光功率的关系表明上转换红光和绿光发射都是双光子的吸收过程.     

Yb~(3+)/Er~(3+)/Tm~(3+)三掺YF_3上转换发光性质的研究

以氟化钇(YF_3)为基质材料,采用共沉淀法合成了YF_3:Yb~(3+)/Er~(3+)/Tm~(3+)上转换发光材料。采用X射线衍射仪(XRD)、热重差热分析仪(DTA)和荧光光谱分析对材料的物相结构、烧结温度和发光性质进行了研究。结果表明,掺入稀土离子没有改变YF3晶体结构,在980nm近红外波长激发下,出现了多个波段的发光现象,Yb~(3+)、Er~(3+)、Tm~(3+)不同的掺杂量分别对应于材料不同的发光规律。本文还探讨了上转换发光机制,确定了该体系荧光粉的最佳烧结温度。     

Er~(3+)/Yb~(3+):KY(WO_4)_2晶体能量传递特性

测量了在室温下Er3+/Yb3+:KY(WO4)2(KYW)晶体的吸收光谱和荧光光谱,利用Judd-Ofelt理论计算得到晶体中Er3+离子的光谱参量.根据Dexter理论计算了Er3+/Yb3+:KYW晶体中能量共振临界距离R0、掺杂离子的平均距离R及能量传递作用参数C,分析Er3+/Yb3+:KYW晶体中Er-Er间和Yb-Er间的能量传递特性.     

Dy~(3+)对NaLaF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)/Dy~(3+)双功能纳米晶的上转换发光及顺磁性调制作用

利用热溶剂法制备NaLaF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)/Dy~(3+)光磁双功能纳米晶。结合能级跃迁图,阐述Dy~(3+)的6FJ和6HJ系列能级与Er~(3+)之间的能量传递及由此引起的特殊光调制现象。研究结果表明:样品在波长为980nm的红外光子激发下可以发射中心波长为522nm和547nm的绿光;随着激发光功率增大,绿光发射强度也相应增强;调节Dy~(3+)的掺杂摩尔百分比,可以同时调制样品的上转换发光和顺磁特性;随着Dy~(3+)的摩尔百分比从0增加到5%,样品的522nm发光相对于547nm发光峰逐渐增强;若进一步增加Dy~(3+)的摩尔百分比到10%,其相对强度反而减弱。随着Dy~(3+)的摩尔百分比从0增大到10%,样品的顺磁性单调提升,但伴随着总体发光强度衰减。     

水分散性发红光Mn~(2+)掺杂NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)上转换纳米粒子的合成

以稀土硝酸盐为原料,采用水热法合成油酸包覆的发红光Mn~(2+)掺杂NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)(Mn~(2+)doped-NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+))上转换纳米粒子,然后以曲拉通磷酸酯为亲水性配体,通过配体交换法将油酸包覆的油分散性Mn~(2+)doped-NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)上转换纳米粒子转变成曲拉通磷酸酯包覆的水分散性纳米粒子.随后采用透射电子显微镜(TEM)、动态光散射仪(DLS)、X射线衍射仪(XRD)、荧光分光光度计、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)及热重分析仪(TGA)对合成样品进行表征.结果表明:曲拉通磷酸酯包覆的Mn~(2+)doped-NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)上转换纳米粒子平均粒径为19.54 nm,具有良好的水分散性.     

Yb~(3+)-Er~(3+)共掺杂的NaYF_4微/纳晶体的制备与上转换荧光

利用水热法制备了Yb3+-Er3+共掺杂的Na YF4微纳/米晶体.氟离子与稀土离子的浓度比对微晶的相及形貌有明显的影响.低浓度比有利于形成立方相的Na YF4,样品呈球形及八面体形;高浓度比有利于形成六角相的Na YF4,样品呈六角碟状或棒状的外形.在980 nm的红外激光激发下,样品辐射红色及绿色上转换荧光,荧光的强度依赖于晶体的相结构及形貌.另外,对晶体的生长机理及上转换发光性质也进行了讨论.     

两亲配体包覆法制备水溶性Mn~(2+)掺杂NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)纳米粒子

采用水热法,以稀土硝酸盐为原材料合成了油酸(OA)包覆的Mn~(2+)掺杂Na YF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)(Mn~(2+)dopedNa YF_4:Yb~(3+)/Er~(3+))纳米粒子(UCNPs),然后将氨基修饰的聚乙二醇与聚马来酸酐十八烯反应生成的两亲性聚合物m PEG-PMAO作为亲水性配体,通过两亲配体包覆法制备具有水溶性的Mn~(2+)掺杂Na YF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)纳米粒子.随后采用透射电子显微镜(TEM)、动态光散射仪(DLS)、X射线衍射仪(XRD)、荧光分光光度计、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)及热重分析仪(TGA)对合成的样品进行了表征.结果表明,m PEG-PMAO聚合物包覆的Mn~(2+)掺杂Na YF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)纳米粒子具有较好的水分散性,且粒子的平均粒径约为17.25 nm.     

Tm~(3+)/Yb~(3+)共掺新型氟氧化物玻璃上转换发光

在980nm近红外激光激发下,Tm3+/Yb3+共掺的新型氟氧化物玻璃呈现了强烈的上转换蓝光、红光和近红外光发射.随着Tm3+和Yb3+含量的增加,上转换蓝光和红光的强度都先增大后减小,它们的最佳掺杂物质的量分数分别为0.06%和3%.对上转换发光强度和激发光功率的关系进行了研究,研究表明上转换蓝光和红光发射都是三光子的吸收过程,近红外光的发射是两光子吸收过程.     

Gd_2O_3:Yb~(3+),Er~(3+)纳米粒子的本征红色上转换发光

采用溶胶凝胶法合成Gd_2O_3:Yb~(3+),Er~(3+).实验结果表明,在980nm激光激发下,Yb~(3+)含量仍为1mol%,仅当Er~(3+)含量增加时,样品发光颜色由绿色略向黄色区域移动;维持Er~(3+)含量为1mol%,样品上转换发光颜色随Yb~(3+)含量增加由绿色经黄色向红色区域移动.Gd_2O_3:Yb~(3+),Er~(3+)纳米粒子有望作为纯红色上转换发光材料应用于激光器,也可以用于生物荧光标记.     

Bi~(3+)/Yb~(3+)共掺GdVO_4近红外发光性能研究

使用高温固相法制备了一种新的Bi3+,Yb3+共掺杂GdVO4量子裁剪近红外发光材料,该材料在波长为250~400nm的紫外光激发下发射出很强的近红外光(900~1100nm).由于体系中Bi3+离子的引入,相对于Gd0.9Yb0.1VO4,Gd0.87Yb0.1Bi0.03VO4在989nm处的近红外发光强度提高近120%,且其激发峰也从323nm红移至341nm,整个激发谱带更宽,更有利于实际应用.由于Yb3+离子既可以利用基质中的VO3-4电荷迁移态跃迁的能量,也可以同时利用Bi3+的1S0-3P1能级跃迁传递能量,相对于目前报道的理论量子裁剪效率最高的YVO4:Bi3+,Yb3+,GdVO4:Bi3+,Yb3+无论其近红外发光强度还是可见光发光强度强度皆有提升,是一种很有希望的紫外宽带激发近红外发光材料.     

Er~(3+):NaYF_4纳米晶玻璃陶瓷的频率上转换动力学分析

通过测量Er3+:NaYF4纳米晶玻璃陶瓷的吸收光谱和上转换荧光光谱,结合Judd-Ofelt理论,计算Er3+各个能级间的辐射跃迁几率和无辐射跃迁几率.建立并求解Er3+的上转换速率方程,采用拟合归一化的荧光衰变实验曲线的方法,得到Er3+:NaYF4纳米晶玻璃陶瓷的频率上转换系数C22=1.8025×10-16cm3·s-1,C33=8.1930×10-16cm3·s-1.利用Judd-Ofelt理论和速率方程计算得到样品的上转换效率ηuc为5.687%.结果表明,该材料具有较大的上转换系数和较高的上转换效率,是一种较优异的上转换材料.     

Yb~(3+),Er~(3+)和Tm~(3+)三掺YF_3/Y_2O_3纳米粉未的白色上转换发光研究

采用溶胶凝胶法,合成YF_3/Y_2O_3:Yb~(3+),Er~(3+),Tm~(3+)样品.通过TEM,XRD,Raman及荧光分光光度计对样品的形貌、物相及上转换发光进行表征.结果表明,在980nm激光激发下,Y_2O_3:Yb~(3+),Er~(3+),Tm~(3+)样品在Tm~(3+)掺杂浓度较低时,因Y_2O_3基质具有较大的声子能量,能够实现白色上转换发光.Y_2O_3:Yb~(3+),Er~(3+),Tm~(3+)纳米粒子有望在白色激光器、白色荧光粉及生物医学荧光标记等方面发挥更大的作用.     

YF_3:Er~(3+)纳米纤维的制备与上转换发光性能

采用静电纺丝技术制备了PVP/[Y(NO3)3+Er(NO3)3]复合纳米纤维,经过氧化焙烧得到Y2O3:Er3+纳米纤维,再通过双坩埚氟化法制得YF3:Er3+纳米纤维。通过XRD、SEM、EDS和荧光光谱分析对样品的形貌和性质进行了表征。结果表明所制得YF3:Er3+纳米纤维是纯正交相,带有空间群Pnma。YF3:Er3+纳米纤维的直径大约为(89±11)nm且分布均匀。上转换发射光谱分析显示,在980nm激发下,YF3:Er3+纳米纤维在526、543和653nm处发射出强的绿光和弱的红光,它们分别归属于Er3+的2 H11/2→4I15/2、4S3/2→4I15/2和4F9/2→4Il5/2能级跃迁;在532nm可见光激发下,YF3:Er3+纳米纤维能够在1.52μm处产生近红外发射。随着Er3+浓度的增加,YF3:Er3+纳米纤维发光强度逐渐增大。由色坐标(CIE)图可知,YF3:Er3+纳米纤维所发射的颜色位于色坐标的绿光区。此外,还提出了YF3:Er3+纳米纤维可能的形成机理。     

SiO_2-Bi_2O_3-BaF_2-AlPO_4玻璃掺杂Ho~(3+)/Tm~(3+)/Yb~(3+)的发光性能

以铋硅酸盐玻璃(SiO_2-Bi2O_3-BaF_2-AlPO_4)为基质,通过掺杂Ho~(3+)、Tm~(3+)、Yb~(3+)稀土离子,制备激光波长为2μm的光纤激光器。对玻璃的声子能量、物理和光学性能进行了研究,确定基质配方为50SiO_2-40Bi_2O_3-5BaF_2-5AlPO_4(SBBA,其中化学式前的系数为对应物质的摩尔分数,下同)。在玻璃基质中分别掺杂0.5Ho_2O_3-2.0Yb_2O_3(HY)、0.5Ho_2O_3-0.5Tm_2O_3-2.0Yb_2O_3(0.5HTY)及0.75Ho_2O_3-0.75Tm_2O_3-3.0Yb_2O_3(0.75HTY),研究了980nm激发波长下样品的吸收、发射光谱和Judd-Oflet理论光谱参数。研究发现SBBA-0.75HTY中Ho~(3+)的吸收截面、发射截面(σem)、FWHM(半峰宽)×σem数值最大,分别为7.38×10~(-21)、10.54×10~(-21) cm~2和19.71×10~(-26) cm~3。掺入Tm_2O_3改善了玻璃激光器性能,且当Yb~(3+)/Tm~(3+)/Ho~(3+)物质的量之比一定时,增加稀土离子含量,可加强红外发光及增益效果。     

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.     

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.     

Eu~(3+)/Eu~(2+)荧光材料的制备条件研究

通过水浴离子交换法,制备出长波紫外激发的Eu3+/Eu2+多色发光中心荧光材料,并研究了烧结温度对结构和光学性质的影响.结果表明:随着Eu3+离子掺杂浓度的升高,615 nm处的红光锐线发射峰逐渐增强,当掺杂浓度为5%时,效果最好,随着Eu3+离子掺杂浓度的继续增加,红光光强逐渐减弱;当掺杂浓度为3%时,448 nm处的蓝光发射效果最好,随着浓度的继续增加,蓝光光强也逐渐减弱.