Tb~(3+)/Yb~(3+)共掺α-NaYF_4单晶近红外到可见光的合作上转换发光（英文）

用980 nm的近红外激光泵浦Bridgman方法生长的Tb~(3+)/Yb~(3+)共掺的α-NaYF_4单晶,研究了其上转换荧光以及荧光强度与泵浦功率的关系。结果表明:2个或者3个激发态的Yb~(3+)离子传递能量给1个Tb~(3+)离子并引发了双光子或三光子上转换。高效的三光子上转换的381、414、435和462 nm光和双光子上转换的481、541、587、651、659和668 nm光分别产生于Tb~(3+)离子的~5D_3→~7F_J(J=6,5,4,3)和~5D_4→~7F_J(J=6,5,4,3,2,1)辐射跃迁。现有实验下,当Tb~(3+)的掺杂量为0.52%(摩尔分数)时,Yb~(3+)的最佳掺杂量为7.98%,并可以进一步增加。以上结果表明了Tb~(3+)/Yb~(3+)共掺的α-NaYF_4单晶在上转换绿光固体激光材料方面的潜在应用。     

溶剂热法制备水溶性NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)上转换纳米材料

水溶性及单一晶相的NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)上转换纳米材料,具有良好的上转换发光性能和应用,一直受到人们的青睐。本论文以氯化钠、氟化铵、硝酸钇、硝酸镱和硝酸铒为原料,以乙二醇为溶剂,聚乙烯吡咯烷铜为稳定剂,在反应釜中180℃下反应12 h,合成了α-NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)上转换纳米颗粒。采用X射线衍射、透射电子显微镜、荧光光谱仪对样品进行了表征。结果表明,制得的NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)上转换纳米材料为纯立方相,颗粒分散性良好,粒径在54 nm左右;在980 nm激光激发下,由于Er~(3+)离子的能级迁跃,发射出522 nm和540 nm的绿光和670 nm的红光。     

高温热解法制备NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)上转换纳米晶及其发光性质研究

稀土离子掺杂的上转换纳米材料由于其独特的光学性质被广泛应用于生物技术领域。采用高温热解法制备了NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)上转换发光纳米晶,通过控制反应温度和反应时间来调节纳米粒子的尺寸和形貌,研究了反应条件对晶型和发光强度的影响。分别使用红外光谱仪(FT-IR)、X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和荧光光谱(FL)对纳米晶的表面性能、晶型、形貌及发光性质进行了检测。结果表明,随着反应时间的延长,六方相β-NaYF4纳米晶体逐渐形成,立方相α-NaYF_4纳米晶体逐渐消失,纳米晶的发光强度呈现先增强后减弱的趋势。升高温度有利于纳米晶实现从α相到β相的转变,发光强度增加。在反应温度280℃、反应1h条件下,可以形成表面光滑,尺寸均匀的六方相β-NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)纳米晶。纳米晶经尾静脉注射荷瘤小鼠,发现纳米晶对小鼠无明显毒性,12h后在小鼠肿瘤部位可见发光现象。     

一步法合成枝状NaGdF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)荧光材料及碳量子点

以稀土氯化物为前驱体、乙二醇为溶剂,采用一步水热法同时合成枝状形貌的上转换NaGdF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米粒子和球形碳量子点。利用XRD、TEM、FT-IR和荧光光谱等分析手段对制备样品的结构、形貌和性能进行分析。结果表明,采用水热法制备的溶液经离心后下层固体为具有六方相和立方相混合结构的枝状NaGdF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米粒子,该纳米粒子具有良好的荧光稳定性,其乙醇分散液放置7 d后,荧光性能未发生明显改变,仍具有良好的上转换发光性能。离心后的上层溶液在365 nm紫外光照射下发出较强的淡蓝色荧光。上层溶液干燥后所得固体经XRD及红外分析确定产物为碳量子点。TEM分析结果表明,该碳量子点的平均粒径为7. 46 nm,具有良好的分散性。     

SrWO_4∶Gd~(3+),Tb~(3+)荧光粉的发光性质及能量传递

合成了SrWO_4∶Gd~(3+),Tb~(3+)两个系列荧光发光粉,其XRD衍射测试结果表明,合成材料结构均为体心四方晶系。颗粒的形貌为类球形,分散性很好,平均晶粒尺寸在3μm左右。荧光光谱检测表明,在223nm激发下,Sr_(0.9)WO_4∶0.05 Gd~(3+),0.05Tb~(3+)荧光粉最强发射峰位于549nm处,属于Tb~(3+)的~5D_4→~7F_5的跃迁,在该体系中存在Gd~(3+)→Tb~(3+)的能量传递,使得该荧光粉的发光强度随着Gd~(3+)掺杂浓度的增加而增大。     

β-NaYF_4:(Yb~(3+)/Er~(3+))/g-C_3N_4可见-近红外光催化材料的性能研究

分别以水热法和煅烧法制备出上转换发光材料β-NaYF_4:(Yb~(3+)/Er~(3+))和光催化材料石墨相氮化碳(g-C_3N_4),并将两种材料经研磨法复合。采用了X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光光谱仪对复合粉体的结构、形貌和发射光谱进行表征;考察复合比例对粉体可见光和近红外光光催化性的影响。结果表明,复合粉体具有较好的可见光催化效果,且随着gC_3N_4含量的增加而提高。β-NaYF_4:(Yb~(3+)/Er~(3+))/g-C_3N_4复合粉体在980 nm激光的激发下具有近红外光诱导光催化性能,可以拓宽太阳能光谱的利用。     

单个Ag@SiO_2立方体对NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)纳米颗粒上转换发光等离子体增强

采用化学还原法一步合成银纳米立方颗粒,并利用St?ber法制备了Ag@Si O_2纳米核壳结构,通过改变正硅酸乙酯(TEOS)加入量可调节Si O_2壳层厚度(7.5~33.0 nm)。样品吸收光谱表明,Ag@Si O_2纳米颗粒的偶极共振吸收峰相对于Ag纳米立方颗粒明显红移,但Si O_2壳层厚度对银纳米立方颗粒的共振吸收峰位影响不大。将Ag或Ag@Si O_2纳米颗粒掺入Na YF_4:Er~(3+),Yb~(3+)上转换纳米发光材料,通过微区荧光光谱研究了单个Ag或Ag@Si O_2纳米颗粒对周围Na YF_4:Er~(3+),Yb~(3+)上转换发光的等离子体增强。测得单个Ag@Si O_2纳米颗粒对红光和绿光上转换的增强因子分别为2.7和1.5,而单个Ag纳米颗粒只对绿光有增强。表明该纳米复合材料在太阳能电池及生物检测有着潜在的应用。     

核壳结构NaYF4基上转换材料的制备与性能

采用溶剂热法成功的制备出了不同核壳结构NaYF_4基上转换发光材料。利用X射线衍射、透射电子显微镜和荧光光谱等对产物进行表征,探讨反应时间对核壳结构纳米粒子发光强度的影响。结果表明:α-NaYF_4@β-NaLuF_4:Yb,Er纳米粒子的发光强度随反应时间的增加越来越强,反应时间为24 h时,成功制备出尺寸约为50 nm的核壳纳米粒子,并且随着反应时间延长六方相晶体的衍射峰强度逐渐增高,发光强度逐渐增强。活性壳α-NaYF_4:Yb,Er@β-Na Lu F_4:Yb纳米粒子的发光强度比惰性壳α-NaYF_4:Yb,Er@β-NaLuF_4纳米粒子的发光强度高,这得益于活性壳层包含敏化剂Yb~(3+),敏化剂可以吸收激发能量,并将能量传递给核内的激活剂,从而提高材料的发光强度。     

近紫外光激发的颜色可调Sr_2SiO_4:Gd~(3+),Tb~(3+),Eu~(3+)荧光粉的制备及其发光性能研究

采用液相沉淀法制备了近紫外光激发的颜色可调Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.06Tb~(3+)、Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.06Eu~(3+)和Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.03Tb~(3+),0.03Eu~(3+)荧光粉,利用XRD、SEM、荧光光谱以及色坐标分析研究了所制备荧光粉的结构、形貌和发光性能。XRD分析表明,Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.06Tb~(3+)、Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.06Eu~(3+)和Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.03Tb~(3+),0.03Eu~(3+)荧光粉样品属单斜晶系。荧光光谱分析表明,Sr_2SiO_4:Gd~(3+),Tb~(3+),Eu~(3+)的激发光谱包括200~300nm的宽带吸收峰和Tb~(3+)、Eu~(3+)的系列吸收峰。在243nm、354nm紫外光激发下,Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.06Tb~(3+)的发射光谱由Tb~(3+)的~5D_4→~7F6(490nm,蓝绿光)、~5D_4→~7F_5(548nm,绿光)和~5D_4→~7F4(588nm,黄光)跃迁发射峰组成。在243nm、364nm紫外光激发下,Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.06Eu~(3+)的发射光谱由Eu~(3+)的~5D_0→~7F_1(591nm,橙光)、~5D_0→~7F2(614nm,红光)、~5D_0→~7F_3(652nm,红光)跃迁发射峰组成。在243nm、252nm、364nm紫外光激发下,Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.03Tb~(3+),0.03Eu~(3+)的发射光谱由Tb~(3+)的~5D_4→~7F_6(490nm,蓝绿光)、~5D_4→~7F_5 (548nm,绿光)、~5D_4→~7F_4(588nm,黄光)和Eu~(3+)的~5D_0→~7F_1(591nm,橙光)、~5D_0→~7F_2(614nm,红光)、~5D_0→~7F_3(652nm,红光)跃迁发射峰组成。色坐标分析表明,Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.03Tb~(3+),0.03Eu~(3+)是很好的近紫外光激发的三色发光荧光粉。     

上转换纳米棒NaGdF_4:Yb~(3+),Tm~(3+)的合成、形貌调控及其荧光研究

水热法制备了高纯度六方相NaGdF_4:Yb~(3+),Tm~(3+)纳米颗粒,采用以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,通过X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM),元素分析(mapping),荧光光谱学等手段对所制备的NaGdF_4纳米棒的结构与形貌进行表征,发现提高反应时间对粒子尺寸和形貌的影响不明显,表面活性剂的浓度对发光强度有明显影响,并着重研究粒子长径比和发光强弱关系的特点。结果表明:共掺杂NaGdF_4纳米颗粒在980 nm下可发射出475 nm蓝光,以及695 nm红光800 nm的强近红外光。且发现颗粒长径比越大,荧光强度越强,进一步探索了颗粒长径比调控的荧光增强机理。     

β-NaYF_4:Yb,X%Ho材料的制备及发光性能研究

采用溶剂热法制备了一系列β-NaYF_4:18%Yb,X%Ho纳米晶,通过XRD,TEM表征手段研究了Ho~(3+)掺杂对材料晶体结构及形貌的影响规律。980 nm激发下的发射光谱表明,随着Ho~(3+)掺杂浓度的提高,材料的发光强度表现出单调递减的趋势。对比Ho~(3+)与Er~(3+)的能级结构,发现高浓度Ho~(3+)掺杂难以发生自身有效的交叉弛豫过程,故很难实现上转换发射增强。     

钙钛矿型GdAlO_3:RE~(3+)(RE=Eu/Er-Yb)和LaAlO_3:Eu~(3+)发光粉的结构和发光性能

采用溶胶凝胶-燃烧法,柠檬酸为络合剂合成出系列GdAlO_3∶Eu~(3+)和LaAlO_3∶Eu~(3+)荧光粉及GdAlO_3∶Er~(3+), Yb~(3+)上转换发光粉。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱和上转换发光光谱对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究。XRD分析表明:1000℃热处理获得具有正交结构的GdAlO_3∶Eu~(3+)荧光粉和GdAlO_3∶Er~(3+),Yb~(3+)上转换发光粉及具有六方结构的LaAlO_3∶Eu~(3+)荧光粉。柠檬酸比例和热处理温度对发光粉晶粒尺寸和晶相的形成有影响。荧光光谱研究表明:荧光粉的主发射峰来自于Eu~(3+)离子的~5D_0→~7F_2跃迁。柠檬酸比例及基质阳离子影响Eu~(3+)离子的局域对称环境。GdAlO_3∶Er~(3+),Yb~(3+)上转换发光粉在980 nm红外光激发下,发射来自于Er~(3+)离子~2H_(11/2)、~4S_(3/2)到~4I_(15/2)跃迁和~4F_(9/2)到~4I_(15/2)跃迁。计算并比较了GdAlO_3∶Eu~(3+),LaAlO_3∶Eu~(3+)和GdAlO_3∶Er~(3+),Yb~(3+)样品的色坐标。     

DPA螯合型CdSe:Tb~(3+)量子点的光学特性

通过水相合成法快速且低成本地合成了荧光量子产率高、粒径均匀、光稳定良好的吡啶二羧酸(DPA)螯合型CdSe:Tb~(3+)量子点。并且通过紫外分光光度计、荧光分光光度计和扫描电子显微镜(SEM)对产物进行了表征。本课题研究了[Tb~(3+)]/[DPA]比例、反应温度、反应转速对DPA与Tb~(3+)的螯合后光学性质的影响。结果表明:当[Tb~(3+)]/[DPA]=10∶1、t=60℃、反应转速为400 r/min时,得到了DPA激发Tb~(3+)的最佳条件,将此条件运用到制备DPA螯合型CdSe:Tb~(3+)量子点中,制成的DPA-CdSe:Tb~(3+)量子点的最大吸收峰在400 nm处,它的荧光发射峰在560 nm处,相比较于未经修饰的CdSe量子点,荧光发射峰向右偏移了10 nm,荧光强度得到了增强且量子点比较稳定,合成的吡啶二羧酸(DPA)螯合型CdSe:Tb~(3+)量子点荧光强度较强、稳定性好、量子产率高。     

核壳结构的β-NaYF-_4︰Yb~(3+)/Er~(3+)@SiO_2的制备及荧光性能研究

以稀土氯化物、油酸、1-十八烯等为原料制备出了粒径分别为22 nm和75 nm上转换纳米粒子(UCNPs)β-NaYF_4︰Yb~(3+)/Er~(3+),并采用反相乳液法在上转换纳米粒子上包覆了一层二氧化硅得到了核壳结构的上转换纳米粒子(UCNPs@SiO_2)。使用透射电子显微镜(TEM)、动态光散射法(DLS)、X射线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、荧光分光光度计对上述材料进行了表征。结果表明:合成出的两种粒径的UCNPs粒径分布均匀,且都是六方相的结构。UCNPs@SiO_2表面的二氧化硅壳层厚薄均匀。UCNPs@SiO_2保持了上转换发光性能并在极性溶剂(如水,乙醇)中表现出良好的分散性。     

基于晶场调节和能量传递的β-Na(Gd_(1-x)Y_x)_(0.95)F_4:5%Eu~(3+)增强发光研究

采用溶剂热法合成了固溶体纳米荧光粉β-Na(Gd_(1-x)Y_x)0.95F_4:5%Eu~(3+)。XRD衍射图样显示随着x由O逐渐增加到1,纳米荧光粉的晶相由纯六方β-NaGdF_4相变成纯六方β-NaYF_4相。在Gd~(3+)的~8S_(7/2)→~6I_J,激发峰激发下,当x=0.2时该固溶体具有最高的发射强度,且为纯六方相β-NaGdF_4的2.16倍。这种发光增强是因为共掺Y~(3+)离子会导致Eu~(3+)周围局域晶场畸变,但我们也发现x=0.4时依旧具有增强效果。纳米粒子表面包覆有机物均苯四甲酸(PMA)后,其激发带能够得到有效的加宽,相应地最强发射强度依旧为x=0.2时情形。文中最后详细讨论了能量传递的具体过程。     

SrB_6O_(10):RE(RE=Eu~(3+),Tb~(3+))在真空紫外光激发下的发光特性（英文）

使用溶胶–凝胶法成功制备了稀土离子(Eu~(3+)或Tb~(3+))掺杂的SrB_6O_(10)发光材料,研究了SrB_6O_(10):RE(RE=Eu~(3+),Tb~(3+))发光材料在真空紫外(VUV)光激发下的发光性质。通过对样品激发光谱的分析,发现SrB_6O_(10):RE(RE=Eu~(3+),Tb~(3+))在真空紫外区域有1个较强的基质吸收峰,这表明SrB_6O_(10):RE(RE=Eu~(3+),Tb~(3+))在VUV激发时有较好的发光效果。SrB_6O_(10):Eu~(3+)和SrB_6O_(10):Tb~(3+)样品的淬灭浓度分别达到30%和25%。SrB_6O_(10):Eu~(3+)与商用KX–504A粉[(Y,Gd)BO_3:Eu~(3+)]相比具有更好的色纯度;而SrB_6O_(10):Tb~(3+)与商用粉Zn2Si O_4:Mn2+(KX–502)相比余晖时间更短。     

Yb~(3+)/Er~(3+)共掺锗酸盐氧氟微晶玻璃的白光输出

对组成为50GeO_2-20Al_2O_3-15CaF_2-15LiF稀土离子锗酸盐氧氟玻璃在550℃微晶化热处理24h,得到了透明的微晶玻璃。X射线衍射表明:玻璃中析出了CaF_2纳米晶粒,晶粒尺寸在17 nm左右。在980 nm泵浦光的激发下,Yb~(3+)/Er~(3+)双掺微晶玻璃产生了蓝绿红上转换荧光。随着玻璃中Yb~(3+)的掺杂浓度的增加蓝光和红光荧光强度增大,其中5%Yb~(3+)/1%Er~(3+)(摩尔分数,下同)的微晶玻璃样品的上转换发光已经出现白光效果。通过研究一系列高Yb~(3+)/Er~(3+)浓度比的共掺微晶玻璃样品,实现了对上转换红光绿光与蓝光的荧光强度比例的调整,当Yb~(3+)掺杂浓度为12%、Er~(3+)掺杂浓度为0.01%时,微晶玻璃的上转化发光接近白光。     

Ca~(2+)共掺杂LaPO_4:Tb~(3+)荧光材料的水热合成与性能

采用水热法合成碱土金属Ca~(2+)共掺杂LaPO_4:Tb~(3+)纳米荧光材料,通过X射线粉末衍射(XRD)、荧光光谱等对所合成样品的物相结构和荧光性能进行分析。研究了反应体系pH值和Ca~(2+)的物质的量掺杂量等对样品物相结构及荧光性能的影响进行分析。结论表明:采用水热法所合成的样品均为纯相的单斜晶系独居石结构,在反应体系pH值=2和Ca~(2+)的掺杂量为5.0%(摩尔分数)的条件下合成的样品荧光效果最好,在545 nm处表现出Tb~(3+)的特征绿光。     

基于三苯胺衍生物的Th~(4+)荧光探针

本文合成了一种新的基于三苯胺衍生物的Th~(4+)荧光探针双三苯胺-4-羟基苯-2(4'-(二苯基氨基)-[1,1'-联苯])缩丙二酰肼(TPA-SBD),该探针在Fe~(3+),Co~(2+),Ni~(2+),Ag~+,Al~(3+),Cd~(2+),Cr~(3+),Dy~(3+),Eu~(3+),Hg~(2+),Mn~(2+),La~(3+),Sm~(3+),Zr~(4+)等多种离子的存在下,对Th~(4+)具有很好的选择性。探针TPA-SBD对Th~(4+)响应的最佳条为pH值为3,THF∶H_2O(1∶9,v/v)。探针的荧光强度与Th~(4+)的浓度在2～8μmol/L范围内呈现良好的线性关系(R~2=0.991),其检出限0.0369μmol/L。     

煅烧温度对白色发光材料Y_2O_2S:Tb~(3+),Eu~(3+),Mg~(2+),Ti~(4+)发光性能的影响

采用溶胶-疑胶法及后续硫化过程制备了Y_2O_2S:(Tb~(3+),Eu~(3+),Mg~(2+),Ti~(4+))白色长余辉发光材料,研究了煅烧温度对样品的物相、发射光谱、余辉衰减等性能的影响。结果表明:在不同煅烧温度下样品的物相均为纯Y_2O_2S相。用262 nm波长光激发样品,不同煅烧温度下制备的样品中Tb~(3+)和Eu~(3+)发射峰的位置与形状基本相同,其中位于416 nm处蓝光与544 nm处黄绿光的主发射峰归属于Tb~(3+)的~5D_3→~7F_5与~5D_4→~7F_5跃迁,位于626 nm处红光的主发射峰归属于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2跃迁,混合产生白光。在烧结温度为1200℃下制备的样品有最佳的色度坐标值(0.295,0.300)和余辉时间值1051s(≥1 mcd/m~2)。