稀土上转换发光材料的研究与应用

稀土上转换发光材料是近年来发光材料领域研究的热点,结合稀土上转换发光材料的基质类型及特点,介绍了上转换过程的主要形式。通过对稀土离子上转换发光机理的分析,列举稀土上转换发光材料的主要应用领域,并针对如何提高上转换发光效率提出具体建议,为稀土上转换发光材料的研究提供理论参考。     

稀土上转换发光材料在太阳能电池中的应用

传统的太阳能电池只能吸收能量大于半导体能隙的光子,能量小于半导体能隙的光子因为无法被吸收而被浪费掉,这一部分的能量损失高达50%。将上转换发光材料应用于太阳能电池中,将增加电池对能量小于半导体能隙的光子的吸收,极大提高太阳能电池的光电转换效率。稀土掺杂的上转换发光材料以其能够吸收红外光转换为可见光的独特性质,受到了国内外研究学者的广泛关注。这篇文章介绍了上转换发光材料的发光机制,以及近些年来稀土上转换发光材料在太阳能电池领域中的应用,包括硅基太阳能电池,染料敏化太阳能电池及钙钛矿太阳能电池。对稀土上转换发光材料在太阳能电池中应用所面临的困难以及潜在的解决方案做了总结与展望,有利于后续研究对稀土上转换发光材料在太阳能电池上的应用方向的探索,为提高太阳能电池的光电转化效率提供新思路,推进太阳能电池的大规模市场化应用。     

上转换发光材料研究及应用

稀土掺杂的上转换材料由于独特的光学性能在激光、显示、生物医学、军事等领域都有极大的应用价值,但上转换材料较低的发光效率限制了它应用的发展。文章总结了上转换材料发光机理组成特点制备方法主要应用领域,评述了各方面优缺点。     

大金工业使用氟聚合物将紫外光高效转换为红色光

大金工业近期展示了使用氟聚合物改善了发光效率和透过率的紫外光波长转换板。这种紫外光波长转换板可以将白色LED中包含的紫外光转换为可见光，还可以将太阳光转换为适合于太阳能电池发电的光。此前一般使用的是在通用树脂中分散发光材料的薄板，但缺点是波长转换时的发光效率和透过率较低。     

基于上转换发光的可见/近红外光催化研究现状及展望

上转换发光材料可将低能光子转换为高能光子,对于太阳能的转化利用具有潜在的应用前景。本文以TiO₂为例,介绍了上转换发光在可见/近红外光催化领域的研究背景,说明了光能吸收、光能转换、光能转移、表面反应的光能利用机制,总结了上转换发光的研究进展。同时重点分析了稀土上转换发光在可见/近红外光催化领域的研究现状,阐述了上转换发光与其它改性方法协同提高TiO₂光催化效率的基本原理。最后提出了基于复合上转换发光的光催化研究思路,展望了上转换发光在光催化中的应用前景。     

稀土上转换发光材料的合成与应用研究进展

稀土上转换发光材料是一种光学性能出众的Anti-stockes发光材料,广泛应用于生物医学、红外探测等领域。介绍了稀土上转换发光材料的几种常用的制备方法,包括共沉淀法、微乳液法、溶胶-凝胶法、水热（溶剂热）法、热分解法、超声波法和静电纺丝法,并对稀土上转换发光材料在海关行李监管这一新兴领域的应用进行了展望,为可疑行李监管提供了一种隐形、无感、可识别的技术,将上转换发光材料应用于海关口岸监管活动,提高对疑似管制行李的识别和追踪核查,减少误报和跟丢的可能性,有效地提高旅检的通关效率。     

稀土掺杂量子剪裁和上转换发光材料的制备及应用进展

稀土元素特殊的电子构型,使其具有优异的光性能,成为新的发光材料的宝库。在照明显示、分析检测等领域,稀土发光材料近年来已经得到了广泛的应用。而且也有多种不同的稀土发光材料问世,如稀土长余辉发光材料和稀土配合物发光材料等。重点介绍了两种新型的稀土发光材料:拥有高效下转换发光效率的稀土掺杂"量子剪裁"发光材料和在生物医学领域有着巨大潜力的稀土掺杂"上转换"发光纳米晶体。对两种发光材料的发光机理进行了描述,并重点展示了两种材料的制备和应用进展。     

稀土离子上转换发光材料的研究进展

本文介绍了稀土离子上转换发光的机理,综述了稀土离子上转换发光材料的基质、激活剂、敏化剂及稀土上转换材料的应用。     

稀土掺杂量子剪裁和上转换发光材料的制备及应用进展

稀土元素特殊的电子构型,使其具有优异的光性能,成为新的发光材料的宝库。在照明显示、分析检测等领域,稀土发光材料近年来已经得到了广泛的应用。而且也有多种不同的稀土发光材料问世,如稀土长余辉发光材料和稀土配合物发光材料等。重点介绍了两种新型的稀土发光材料：拥有高效下转换发光效率的稀土掺杂“量子剪裁”发光材料和在生物医学领域有着巨大潜力的稀土掺杂“上转换”发光纳米晶体。对两种发光材料的发光机理进行了描述,并重点展示了两种材料的制备和应用进展。     

基于上转换发光材料光催化的研究进展

综述了上转换发光材料在光催化领域的研究现状。首先概述了上转换光催化剂的合成方法,并进一步通过阐明不同制备方法对上转换材料光催化性能的影响,分析了上转换光催化剂面临的问题;然后表明了上转换发光材料在光催化和环境净化领域中的应用前景;最后,对上转换发光材料在光催化领域的未来发展趋势做出了展望。     

镧系掺杂上转换发光纳米材料的研究进展

上转换发光纳米材料在生物分析和医学成像中具有优异的应用前景。对上转换过程的研究正迅速发展为光化学、生物物理学、固体物理学和材料学的交叉领域。与有机荧光染料和量子点相比,镧系掺杂纳米晶体在生物荧光标记方面具有更少的限制条件。概述了镧系掺杂纳米晶体的结构和上转换发光机理,综述了镧系掺杂上转换发光纳米材料的合成、发光颜色调控方法及其生物分析应用方面的研究进展。     

上转换发光材料基质的选择

上转换发光材料对基质材料的选取也有很高的要求,相同激活剂离子在不同基质材料中的发光强度差别非常大,而我们一般会选择合适的基质材料来确保满足实际应用的上转换发光材料。分别列举了4种基质材料:氟化物基质、氧化物基质、卤化物基质和硫化物基质材料进行一一对比说明。     

福建物构所稀土上转换荧光生物标记材料研究取得新进展

正与传统的分子荧光标记材料(如荧光染料)相比,稀土上转换纳米发光材料不仅化学稳定性高、荧光寿命长、潜在生物毒性低,而且由于采用近红外光源激发具有较大的光穿透深度、无生物组织自荧光以及对生物组织几乎无损伤等显著优点,在荧光生物检测和成像等领域具有重要的应用前景。目前上转换纳米荧光标记材料发展的瓶颈问题是其量子产率低。提高上转换发光效率、探索新型高效的上转换纳米荧光标记材料一直是人们关注的焦点与努力的目标,也是该类材料能否获得实际应用的关键。在国家自然科学基金杰出青年和促进海峡两岸科技合作联合基金、科技部863计划和重大科学仪器开     

Dy~(3+)在ZnO–SiO_2玻璃中的发光特性(英文)

通过溶胶–凝胶法制备xZnO–(100–x)SiO2(x=0,5,10,20,摩尔分数)玻璃,研究ZnO含量对Dy3+发光强度的影响,并且研究Dy3+在紫外光和飞秒激光激发下的发光特性。结果表明:当ZnO摩尔(下同)含量为0、5%和10%,Dy3+的发光强度几乎不变,当ZnO含量达到20%时,Dy3+的发光强度显著增强,归因于基质微结构的明显改变。研究了飞秒激光激发时,Dy3+在ZnO–SiO2玻璃中的上转换发光特性。在飞秒激光(800nm)激发下,观察到强Dy3+的上转换发光。Dy3+的发光强度与泵浦光强度的依赖关系表明:上转换发光过程为双光子机制为主,根据Dy3+的能级,Dy3+在SiO2和ZnO–SiO2玻璃中的上转换发光的机制归因于激发态吸收。     

九种M~(2+)掺杂对NaYF_4:Yb,Er上转换红光的影响研究

本文通过水热法合成不同浓度M~(2+)掺杂的NaYF_4:18%Yb~(3+),2%Er~(3+)上转换发光材料。系统的探讨了九种二价金属离子掺杂以及不同掺杂浓度对材料的上转换红光强度的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、荧光光谱等测量手段对样品进行了形貌、晶相、发光性质的表征。2%掺杂浓度下全部离子对上转换发光均稍有增强;5%掺杂浓度下,Sr、Ca对上转换荧光的增强效果最为显著,Ni、Zn、Co稍有增强,而Mg、Cu、Mn、Ba均降低了发光;10%掺杂浓度下,Mg、Ca对上转换荧光的增强效果最为显著,Zn稍有增强,而Ni、Sr、Cu、Mn、Ba、Co均降低了发光。荧光光谱结果表明碱土金属掺杂对发光的增强效果优于过渡金属掺杂,过渡金属对材料形貌的改善效果优于碱土金属。二价金属离子对红光的增强效果明显优于绿光。     

Sc3+/Tm3+/Yb3+共掺六方NaYF4纳米粒子的上转换发光特性

稀土Tm3+和敏化剂(Yb3+)共掺NaYF4是目前发现的Tm3+上转换发光效率最高的材料,但还不能满足实际应用.实验中采用Sc3+/Tm3+/Yb3+共掺Na(Y1-x-y,Tmx,Yby)F4研究不同掺量Sc3+对Tm3+上转换发光效率的影响.用X射线多晶衍射仪和透射电子显微镜分析水热法合成样品的物相结构和晶粒尺寸...     

综合化学实验——NaGdF4:Ln的粒子间能量传递上转换性能研究

本实验围绕稀土上转换发光材料的上转换发光过程,设计了一个NaGdF₄:Ln纳米粒子及其粒子间能量传递上转换性能研究的综合性实验。该实验在锻炼学生基础实验操作等实验能力与荧光分光光度计等的熟练操作之余,也使学生接触了解稀土上转换发光材料在当前科学研究的前沿热点的实际应用,帮助学生开拓视野、拓展思路,激发对科研的兴趣。     

掺稀土元素的高折射率玻璃微球的制备与性能研究

制备了掺有稀土发光材料的高折射率玻璃微球，并用XRD、SEM等进行了表征，实验结果表明，该玻璃微球粒径分布范围窄，光学性能好，其折射率为1.93，用改造的显微拉曼光谱仪测量了微球上转换发光光谱，在其荧光光谱上发现了很强的形貌共振，并用光学微腔理论进行了解释。     

Yb^(3+)、Eu^(3+)共掺杂天然方纳石的上/下转换发光特性EI北大核心CSCD

利用固相法制备了Yb^(3+)和Eu^(3+)共掺杂天然方纳石粉末样品.978 nm激发下获得了天然方纳石的上转换光谱,讨论了Eu^(3+)的可见光上转换发光的合作能量传递过程.研究了荧光粉的晶体结构,该样品在265 nm激发下出现了主峰在611 nm附近较强的红色荧光,其色度坐标为(0.661,0.339),其发光来自于Eu^(3+)的^(5)D_(0)→^(7)F_(2)跃迁,可以用作红色荧光粉,探讨了样品发光物理机制.     

Er~(3+)-Yb~(3+)共掺杂ZrO_2-TiO_2粉末的上转换发光性质

通过共沉淀方法制备了Er3+和Yb3+共掺的ZrO2-TiO2上转换发光材料。用X射线衍射(XRD)对合成的物相结构进行了检测,并对样品在980 nm激光激发下的上转换发光性质进行了研究。观察到了位于528、550和662 nm附近的绿色和红色发光,分别对应于Er3+离子的2H11/2,4S2/3→4I15/2and4F9/2→4I15/2跃迁。样品的红光和绿光强度随着ZrO2和TiO2配比的变化而变化。随着烧结温度的升高,样品整体发光强度增加。讨论了上转换发光可能的机理:激发态吸收(ESA)和能量传递上转换(ET)过程。