Al~(3+)掺杂NaREF4体系的合成及其上转换发光增强研究

Abstract

稀土上转换发光纳米材料具有斯托克斯位移大,发射峰窄,光稳定性好,发光寿命长等优点,在生物成像,治疗诊断,离子检测及信息存储等方面引起了广泛关注。然而,稀土上转换纳米晶发光中心跃迁几率较低,吸收截面较小,量子产率较低,极大地限制了其应用。通过调控稀土离子的局域配位场结构,可以有效地提高稀土发光中心的跃迁几率,实现稀土上转换纳米晶的发光增强。在六方相Na Gd F_4掺杂Yb~(3+),Er~(3+)体系中,通过引入Al~(3+)可以实现对于稀土发光中心局域配位场结构的调控。利用甲醇辅助共沉淀法合成得到Na Gd F4掺杂Yb~(3+),Er~(3+),Al~(3+)的上转换纳米颗粒。上转换发光光谱测试的结果表明Al~(3+)的引入破坏了发光中心的局域晶体场对称性,从而显著地提高Er~(3+)在525 nm,540 nm,653 nm处的发光强度。此外,Al~(3+)的引入可以加快基质由立方相向六方相的转变,提高纳米颗粒的结晶度,调控上转换发光的红绿比。稀土上转换纳米材料发光强度的显著提高为实现安全、高效的上转换发光活体成像应用提供了基础。