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.     

稀土纳米上转换发光材料研究进展

概述了纳米上转换发光材料的研究价值和应用前景;介绍了4种常用的制备方法——燃烧法、溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热法;总结了常用的激活剂离子和基质材料;并以稀土离子掺杂的纳米Gd2O3上转换发光为例,讨论了上转换发光机理;最后,对目前取得的一些最新结果进行了总结和展望.     

LiBaF3:Yb3+/Er3+(or Ho3+)的水热合成及上转换发光性能

利用水热合成方法合成了LiBaF3:Yb3 /Er3 (or Ho3 )(1%,1%)上转换荧光粉体,XRD分析表明所合成的样品为立方晶系结构.紫外-可见-近红外的漫反射吸收光谱表明,Er3 、Ho3 和Yb3 在1 000 nm附近均有吸收.在980nm半导体激光激发下,LiBaF3:Yb3 /E3 (1%,1%)和LiBaF3:Yb3 /H3 (1%,1%)都发射出较强的绿光和弱的红光,这些发射均为双光子过程.     

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．     

稀土上转换发光材料研究进展

本文简要介绍了稀土上转换发光材料的研究进展,并对其作为生物分子荧光标记探针的应用进行了探讨。     

pH值和尿素浓度对Yb3+/Er3+共掺杂Y2O3微纳米晶的形成及上转换荧光性质的影响

利用均相共沉淀法, 通过调节前驱体溶液的pH值和尿素浓度, 经700 ℃烧结后合成一系列Y₂O₃∶Er³⁺,Yb³⁺上转换微纳米晶颗粒. 用X射线衍射（XRD）、 透射电子显微镜（TEM）、 Fourier变换红外光谱（FITR）和荧光光谱对样品的物相结构、 微观形貌和发光性能进行表征, 并分析上转换机理. 实验结果表明： 前驱体溶液中的pH值对Y₂O₃∶Er³⁺,Yb³⁺粒径影响较大, 随着pH值的升高, 粒径明显增大, 样品在绿色(500～600 nm)和红色(650～700 nm)的上转换荧光强度明显增强, 红绿比逐渐减小; 尿素浓度对Y₂O₃∶Er³⁺,Yb³⁺纳米颗粒的影响较小.     

LiBaF_3∶Yb~(3 )/Er~(3 )(or Ho~(3 ))的水热合成及上转换发光性能

利用水热合成方法合成了LiBaF3∶Yb3 /Er3 (or Ho3 )(1%,1%)上转换荧光粉体,XRD分析表明所合成的样品为立方晶系结构.紫外-可见-近红外的漫反射吸收光谱表明,Er3 、Ho3 和Yb3 在1000 nm附近均有吸收.在980nm半导体激光激发下,LiBaF3∶Yb3 /Er3 (1%,1%)和LiBaF3∶Yb3 /Ho3 (1%,1%)都发射出较强的绿光和弱的红光,这些发射均为双光子过程.     

稀土掺杂的光谱转换材料及其应用

以LED红色荧光粉材料、近红外下转换材料和上转换生物荧光标记材料为主线,结合我们实验室近期具体的相关研究工作,对稀土掺杂的光谱转换材料及其潜在的应用前景进行了简要介绍.在LED红色荧光粉材料方面,以Eu3＋掺杂的红色荧光材料为对象,研究通过基质或掺杂敏化剂到Eu3＋的能量传递来提高材料在近紫外波段的激发效率,并且在Y2MoO6材料中通过基质的电荷迁移带到Eu3＋的能量传递在395nm的近紫外激发条件下获得了2.3倍于商用LED荧光粉（Y2O2S：Eu3＋）的发光强度.在近红外下转换材料方面,分别研究了通过从其他稀土离子到Yb3＋的逐次能量传递和从基质到Yb3＋的合作能量传递实现近红外下转换,主要介绍了两种典型材料中的能量传递机理,氟化物中Ho3＋到Yb3＋的逐次能量传递和YVO4中VO43-到Yb3＋的合作能量传递.在上转换生物荧光标记材料方面,利用以油酸/十八烯为溶剂的湿化学法合成了单分散、粒径在20nm左右、具有核/壳结构和水溶性的球形NaYF4：Yb3＋,Er3＋（Tm3＋）纳米粒子,并对其在不同环境中的稳定性和在细胞中的荧光成像性质做了研究,在此基础上还对下一步可能的深化研究进行了探讨.不断拓展的研究方向和层出不穷的研究结果表明稀土掺杂的光谱转换材料是新型功能材料的重要研究领域,目前和将来在生物和化学传感、节能环保和新能源等领域有着重要的应用或应用前景,需要深入研究.     

上转换蓝色发光材料KY3F10: Tm, Yb的光电特性

制备了上转换发光显示器中发蓝光的上转换发光材料KY₃F₁₀:Tm,Yb.测试了该材料的XRD衍射图谱.给出了该材料在980 nm激光激发下的发光光谱.分析了该材料的上转换发光机理,得到480 nm峰值发光是由Tm³⁺的¹G₄→³H₆跃迁产生的.KY₃F₁₀:Tm,Yb具有较强的上转换蓝光,同时存在的较弱的红光易于用滤色膜滤除,满足显示对三基色中蓝色的要求.该材料是上转换发光显示所需的一种较好的蓝光材料.     

六方相NaYF4∶Yb3+,Er3+晶体的制备及上转换发光性能

采用水热法制备形貌规整、尺寸均一的β-NaYF4:Yb3+,Er3+微米片,借助X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等分析技术研究不同反应温度、反应时间对合成产物的物相、形貌和尺寸的影响。结果表明:随着反应温度的升高和反应时间的延长,生成的产物由α-NaYF4纳米颗粒逐渐转变为β-NaYF4微米片。当反应温度为220℃、反应时间为24 h时,得到了直径为2.9μm、厚度为1.3μm的片状β-NaYF4:Yb3+,Er3+粉体。荧光光谱分析表明,在980 nm激光激发下,β-NaYF4:20%Yb3+,2%Er3+粉体能够发射出绿光(波长521和539 nm)和红光(波长654 nm)。     

ZnO:Er/Yb不同形貌纳米颗粒的制备与上转换发光性质研究

分别采用沉淀法、碱腐蚀法、模板法等3种不同的实验方法制备了不同形貌的氧化锌掺杂稀土元素纳米粉末,对所得到的样品进行了上转换光学性质分析.用X射线衍射仪对样品进行了结构分析,用扫描电子显微镜观察了粉末形貌并估算颗粒大小,用荧光光谱仪测试样品的上转换发光光谱并进行了机理分析.结果表明,纳米粉末粒径的大小影响了材料发光的性能.粒径较小的空心球结构颗粒其光学性能优于粒径较大的实心球颗粒.对于空心球结构,当粒径相对较小时,有利于红光上转换发射;而粒径较大时,有利于增强绿光上转换发射.     

白光发射稀土掺杂SrF2上转换荧光粉的研究

通过高温固相法合成了Sr_(0.89)Yb_(0.1)Er_(0.01)F_2和Sr_(0.8495)Yb_(0.15)Tm_(0.005)F_2高亮度上转换荧光粉.在980 nm激光激发下,Sr_(0.89)Yb_(0.1)Er_(0.01)F)2样品发出红色和绿色光(黄绿光),Sr0.8495Yb0.15Tm0.005F2样品发出蓝色光.二者发射的荧光强度均高于商用上转换荧光粉.将以上两种上转换荧光粉按一定比例混合后可以得到不同色温的白光发射荧光材料.该系列材料在防伪、三维显示及白光照明等领域具有潜在应用价值.     

Tm~(3+)离子掺杂上转换发光材料的研究进展

稀土离子掺杂的上转换发光材料由于其在短波长激光器方面的潜在应用而受到了广泛关注.本文总结了稀土离子常见的几种上转换发光机制,分析了Tm3+离子在不同泵浦方式下的上转换发光及上转换发光效率对激光脉冲持续时间、敏化剂和基质成份的依赖关系,综述了Tm3+离子掺杂的上转换发光材料的研究现状,并对Tm3+离子上转换发光的研究及应用进行了展望.     

铒掺杂二氧化钛纳米制备及上转换性能研究

以溶胶-凝胶法制备了掺Er3+的TiO2上转换发光纳米粉,通过XRD、SEM、上转换荧光发光谱等测试,对不同物质的量百分比Er3+掺杂和热处理温度的TiO2纳米粉进行了上转换性能研究,并对其发光机理进行了分析.结果表明,适量Er3+物质的量百分比及适当热处理温度有利于增强TiO2纳米粉的上转换发光性能.Er3+:TiO2粉体在980 nm激发下在539～567 nm范围获得绿光、在669 nm处获得红光.随着Er3+的物质的量百分比增加,绿光增强,红光减弱(小于1%);物质的量百分比继续增加,绿、红光均弱.随着焙烧温度的升高,绿光增强,红光减弱.当Er3+掺杂物质的量百分比为1%;焙烧温度为800℃时,获得的绿光强度较高、色彩单一.     

稀土钒磷酸盐薄膜的制备和发光性质研究

利用Pechini溶胶-凝胶法在石英玻璃基底上成功镀制了稀土离子Eu3 掺杂的YVxP1-xO4和RVO4(0≤x≤1;R=Y,La,Gd)纳米发光薄膜,研究了x值和不同的R3 对Eu3 发光的影响.结果表明,在YVxP1-xO4/Eu3 (0≤x≤1)薄膜中,随着x值的增加,R3 发光强度增大,Eu3 的红橙比随之增大.VO3-的蓝光发射减弱.     

氧化物掺杂稀土的上转换材料研究进展

综述非稀土氧化物基质和稀土氧化物基质上转换发光材料的研究进展.介绍氧化物基质上转化材料的制备方法、基质结构和激发条件等对上转化发光强度及发光波长的影响;阐述氧化物基质上转换材料的发光机理.认为氧化物是今后上转化材料的重点研究方向,随着研究的深入它将替代氟化物和氯化物而成为上转换材料的主要基质材料,同时,提出了氧化物基质改进的方向.     

NaYF_4:Yb,Er上转换荧光纳米颗粒的合成及表面修饰

以稀土硬脂酸盐为前驱体,利用热分解法在液体石蜡-油酸体系中合成出具有较高发光强度的NaYF4∶Yb,Er上转换荧光纳米颗粒.通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)以及荧光光谱对纳米颗粒进行了表征,推断出该合成反应的机理为固-液两相反应.详细探讨了反应时间、温度以及溶剂组成对纳米颗粒荧光性能的影响.通过Lemieux-von Rudloff试剂将包覆有油酸分子的纳米颗粒表面羧基化修饰,使纳米颗粒具有良好的水溶性.     

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NaYF4∶Er3+,Yb3+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.     

NaYF_4:Yb,Er上转换发光纳米材料的合成及其在手印显现中的应用

采用溶剂热法合成出发光强度较高、颗粒尺寸较小的Na YF4∶Yb,Er上转换发光纳米材料.通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、荧光光谱对上转换发光纳米材料的粒径形貌、晶体结构、发光性能进行表征.将上转换发光纳米材料应用于光滑客体表面汗潜手印的显现,考察了显现方法的对比度、灵敏度、选择性、背景颜色干扰、背景荧光干扰等因素.实验结果表明:与传统荧光粉末显现法相比,该显现方法具有对比度强、灵敏度高、选择性好、背景干扰低等优点.