复合材料学报

作者：尹玉, 陈杰, 刘蓉, 赵伟,

关键词：上转换发光, NaErF₄纳米晶, 红光发射, 核壳, 掺杂,

为了获得具有红光发射的上转换纳米材料，以实现深层生物成像的应用，采用热分解法制备了一系列Tm³⁺、Ho³⁺掺杂NaErF₄@NaYF₄核壳上转换纳米晶，并对其形貌、结构和发光性能进行了表征。结果表明：所制备NaErF₄、NaErF₄∶Tm³⁺和NaErF₄∶Ho³⁺裸核均为六方相结构，呈现良好的球形形貌，平均粒径分别为28.01 nm、23.19 nm、27.89 nm。包覆NaYF₄惰性壳层后，样品晶型没有改变，形貌变为短棒状，平均长度增大至37.82 nm、38.51 nm、42.65 nm。在980 nm近红外光激发下，由于Er³⁺的⁴F_9/2→⁴I_15/2跃迁，所制备NaErF₄、NaErF₄∶Tm³⁺和NaErF₄∶Ho³⁺裸核均呈现明显的红光发射，且包覆NaYF₄惰性壳层后，发光强度和荧光寿命都明显增加，特别是NaErF₄@NaYF₄核壳样品的发光强度约是NaErF₄裸核的1787倍，荧光寿命达到2.04 ms。此外，与NaErF₄@NaYF₄纳米棒相比，NaErF₄∶(Tm³⁺, Ho³⁺)@NaYF₄体系中的Tm³⁺、Ho³⁺充当了能量捕获中心且与Er³⁺之间发生能量传递，使其具有更大的红绿发射峰比值(R/G)，发光颜色更趋近于红色，与色坐标(CIE)颜色区域相一致。最后，根据发光强度与激发功率的关系，详细分析了上转换纳米晶的发光增强机制及可能存在的能量传递过程。

来源：2024年第7期

《复合材料学报》期刊编辑部

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