钕敏化多层壳纳米结构的增强型染料敏化上转换发光

摘要：

对于稀土离子掺杂的上转换发光,由于稀土离子吸收截面小、吸收范围窄,导致其发光强度受限.最近,在稀土上转换纳米粒子的表面连接近红外染料分子敏化发光,被证实是提高上转换发光强度的有效策略.然而,将染料分子连接经典的稀土Yb掺杂纳米粒子,并不能有效利用染料分子的敏化能力.针对这一问题,本文通过高温热分解法成功制备了Nd3+敏化的核/壳/壳?(NaYF4:Yb/Er?(20/2％)@?NaYF4:Yb?(10?％)@?NaYF4:Nd?(80?％))纳米结构,与经典的IR-806敏化的NaYF4:Yb/Er纳米结构相比,IR-806敏化的Nd3+掺杂的核/壳/壳纳米结构的上转换发光(500～700?nm)强度增强了约38倍.通过荧光光谱及荧光寿命分析证实,上转换发光强度增强源于Nd的吸收与近红外染料分子的有效交叠,以及壳层结构对发光中心的保护作用(Er3+?(4S3/2→4I15/2)的寿命延长了1.7倍).另外,研究发现纳米壳层结构中最外层掺杂的Yb3+离子将导致染料敏化发光减弱.进一步,这种IR-806敏化的Nd掺杂的核/壳/壳纳米结构可实现增强发光中心为Ho及Tm的上转换发光.本文研究为提高染料敏化上转换发光及应用提供了新途径.

关键词：上转换发光、稀土离子、染料敏化、纳米粒子

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分类号：TP394.1;TH691.9(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家重点基础研究发展计划;国家自然科学基金项目;吉林省科技厅自然科学基金项目;深圳市基础研究项目;Supported by National Key R&D Program of China ;National Natural Science Found-ation of China ;Project of Science and Technology Agency, Jilin Province ;Shenzhen Basic Research Project

在线出版日期：2021-04-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：418-430