稀土摻雜氟化物納米顆粒的制備及其熒光性能研究.pdf

1、隨著納米技術(shù)的快速發(fā)展,稀土摻雜熒光納米材料從二十世紀(jì)末開始引起了人們的廣泛研究興趣。這些納米晶具有窄發(fā)射帶寬(小于10nm),長熒光壽命(μs–ms范圍內(nèi)),抗漂白和低毒性等特點(diǎn)。因此除了廣泛應(yīng)用于全固態(tài)激光器、三維彩色顯示、太陽能電池外,其還可替代傳統(tǒng)的有機(jī)熒光染料和量子點(diǎn),應(yīng)用于生物多元檢測(cè)、光動(dòng)力學(xué)治療和醫(yī)學(xué)成像等方面。眾所周知,基質(zhì)材料的高聲子能量是造成稀土離子非輻射躍遷幾率增大從而降低熒光效率的主要原因之一,因此有必要找到合

2、適的基質(zhì)材料來提高稀土離子的熒光效率。稀土氟化物包括REF3與AREF4(RE=rare earth;A=alkali)具有較低的聲子能量、較高的化學(xué)穩(wěn)定性,被認(rèn)為是稀土離子摻雜的理想基質(zhì)材料。本文在課題組前幾年工作的基礎(chǔ)之上,通過調(diào)節(jié)基質(zhì)材料組分和稀土離子組合,在磁、光雙模納米晶的制備及強(qiáng)近紅外上轉(zhuǎn)換熒光發(fā)射研究上取得了一些重要結(jié)果。主要內(nèi)容如下:
　　1.采用水熱合成法制備了稀土摻雜KGdF4納米顆粒。XRD和TEM結(jié)果表明所

3、得的納米晶粒度均勻、結(jié)晶完好,顆粒平均尺寸為12nm。274nm激發(fā)下,Eu3+摻雜KGdF4納米顆粒呈現(xiàn)橙色和紅色下轉(zhuǎn)換熒光,表明Gd3+離子和Eu3+間存在能量傳遞,可通過激發(fā)Gd3+離子實(shí)現(xiàn)Eu3+離子的發(fā)射。980nm激發(fā)下,在Yb3+/Er3+共摻雜KGdF4納米顆粒中觀察到了Yb3+、Er3+間能量傳遞引起的紅綠上轉(zhuǎn)換熒光。磁性測(cè)量表明KGdF4:Eu3+納米顆粒在293K和77K溫度下均顯示出順磁性。
　　2.采用水

4、熱法制備了Yb3+/Tm3+共摻雜磁性NaGdF4納米顆粒。XRD結(jié)果顯示制備的樣品為高純度六角相NaGdF4,TEM結(jié)果顯示NaGdF4納米顆粒的直徑約為22nm。在優(yōu)化Yb3+和Tm3+離子的摻雜濃度后,Yb3+/Tm3+共摻雜NaGdF4納米顆粒在980nm下可發(fā)射出800nm的強(qiáng)近紅外光。通過引入Sm3+離子,近紅外光與475nm藍(lán)光發(fā)射的相對(duì)強(qiáng)度增大,比值達(dá)到56。這些多功能光磁雙模納米顆?？赏麘?yīng)用于高對(duì)比度近紅外熒光成像和磁