NaYF4:Er3+和NaYF4:Yb3+/Er3+上转换荧光纳米晶的制备与表征

以EDTA为螯合剂,采用络合共沉淀法合成了NaYF4:Er3+和NaYF4:Yb3+/Er3+纳米晶.分别采用XRD、SEM、荧光分光光度计对合成的样品进行了结构、形貌和上转换荧光分析.XRD结果表明,制备的NaYF4:Er3+和NaYF4:Yb3+/Er3+均为纯立方相;SEM结果显示,制备的NaYF4:Er3+和NaYF4: Yb3+/Er3+晶粒粒径都在100nm左右,与NaYF4:Er3+相比,NaYF4:Yb3+/Er3+晶粒尺寸分布更均匀,分散性更好,符合作为荧光标记材料的要求;上转换荧光分析表明,在980nm激光器激发下,NaYF4:Yb3+/Er3+的发光强度比NaYF4:Er3+提高了1个数量级.     

NaYF4∶Er3+六棱柱的水热合成及上转换发光性能

以氟化钠、硝酸钇、硝酸铒为原料,利用水热法合成NaYF4∶Er3+材料.利用X射线粉末衍射仪(XRD)、场扫描电子显微镜(SEM)、红外吸收(FT-IR)以及发光光谱等手段对产物的物相结构、形貌和荧光性能进行分析.结果表明,NaYF4∶Er3+为六角棱柱晶体,属于六方晶系,具有P63/m(176)空间点群结构.在980nm光激发下,NaYF4∶Er3+展现出强的上转换光,波长在520 nm和539 nm为绿光发射,对应为Er3+离子的2 H11/2→4/I15/2和4S33/2→4/I15/2跃迁发射,而652nm为红光发射,则对应于Er3+离子的4 F9/2→4/I15/2跃迁发射.     

NaYF4:Er3+六棱柱的水热合成及上转换发光性能

以氟化钠、硝酸钇、硝酸铒为原料,利用水热法合成NaYF4:Er3+材料。利用X射线粉末衍射仪(XRD)、场扫描电子显微镜(SEM)、红外吸收(FT-IR)以及发光光谱等手段对产物的物相结构、形貌和荧光性能进行分析。结果表明,NaYF4:Er3+为六角棱柱晶体,属于六方晶系,具有P63/m(176)空间点群结构。在980nm光激发下,NaYF4:Er3+展现出强的上转换光,波长在520nm和539nm为绿光发射,对应为Er3+离子的2 H11/2→4/I15/2和4S3/2→4/I15/2跃迁发射,而652nm为红光发射,则对应于Er3+离子的4F9/2→4/I15/2跃迁发射。     

微波水热合成六方相NaYF4以及Yb3＋、Er3＋掺杂NaYF4微米管

为了合成单相以及Yb3+、 Er3+掺杂的六方结构NaYF4,采用微波水热的方法,以稀土硝酸盐、氟化钠、柠檬酸、氢氧化钠、乙酸乙酯和水为原料,合成了六方相NaYF4以及Yb3+、Er3+掺杂的六方相NaYF4 (NaYF4 ∶ Yb3+,Er3+)微米管. 利用XRD、SEM对所得样品的物相和形貌进行了表征. 研究了不同反应条件对产物形貌和物相的影响,并提出了NaYF4微米管的形成机理. 研究发现,采用微波加热的方法可以在较低的温度下快速得到单一六方相的NaYF4. 所制备的Yb3+、 Er3+掺杂NaYF4微米管的上转换发光性能与其体材料类似,具有较高的发光强度.     

水热法合成NaYF_4∶Er~(3+)/Pr~(3+)上转换发光性能

以氟化钠、硝酸钇、硝酸铒、硝酸镨为原料,采用水热法合成了NaYF4∶Er3+/Pr3+上转换荧光粉。利用X射线粉末衍射(XRD),场发射扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱(PL)等方法对产物的形貌、结构和发光性能进行表征。结果表明,NaYF4∶Er3+/Pr3+粉体外观主要是六边棱柱,属于六方晶系,具有P63/m(176)空间点群结构。在980nm激光激发下表现出了强的上转换发光性能。其中波长520.5nm和539nm位置为绿光发射,在652m位置为红光发射,分别对应的是Er3+离子的2 H11/2→4 I15/2、4 S3/2→4 I15/2跃迁发射和4 F9/2→4 I15/2跃迁发射。Pr3+上电子向Er3+的能量迁移提高了发光强度。     

核壳结构NaYF_4:Yb~(3+)、Er~(3+)/SiO_2颗粒的制备及其光谱性能

以正硅酸乙酯为原料,采用水解法,对100 nm亲水及20 nm亲油的NaYF4:Yb3+、Er3+上转换发光纳米颗粒进行了表面修饰,制备出了NaYF4:Yb3+、Er3+/SiO2核壳结构.研究了反应时间、反应前驱体浓度等工艺条件对包覆效果的影响.结果表明,经过二氧化硅包覆后的亲水及亲油大、小颗粒都可以均匀地分散在亲水溶剂中.在室温下,分别对SiO2壳层包覆前后的NaYF4:Yb3+、Er3+纳米颗粒的上转换发光光谱进行对比研究,发现两种粒子都能在980 nm激光激发下,产生550 nm的绿光及670 nm的红光,且包覆后纳米颗粒的发光位置及整体发光强度与包覆前相比没有受到影响.     

热处理温度及EDTA对β-NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)材料结构与性能的影响

采用共沉淀法合成了Yb3+、Er3+共掺杂的NaYF4粉体,重点研究了热处理温度和螯合剂EDTA对所合成粉体的晶相、表面形貌以及上转换发光性能的影响,并利用X射线衍射、扫描电镜及荧光光谱对其结构组成、晶体表面形貌及发光性能进行了研究。结果表明:随着热处理温度的升高,NaYF4:Yb3+,Er3+粉体由立方相向六方相转变,当温度高于600℃时又从六方相逐渐转变为立方相,而且颗粒的尺寸逐渐变大,从近似球形到无规则形状;NaYF4:Yb3+,Er3+发光强度与热处理温度密切相关,热处理温度对于β-NaYF4:Yb3+,Er3+的发光性能有着重要的影响。经过600℃热处理后的粉体具有较高的发光强度;螯合剂EDTA的添加对所合成粉体的发光性能有着明显的影响,螯合剂的添加降低了其发光强度;在1 000℃以内,NaYF4:Yb3+,Er3+具有良好的热稳定性。     

CeO2∶Er3+纳米晶的合成及上转换发光特性研究

采用燃烧法制备得到CeO2∶Er3+纳米晶粉末.用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和荧光分光光度计等对CeO2∶Er3+纳米晶的结构、形貌和上转换发光特性进行了研究.结果表明:所得到的纳米晶粒度均匀、结晶完好,属于立方萤石结构.上转换发光光谱的研究表明:在980nm红外光激发下,可以发现上转换荧光,分别来自于Er3+离子的2H11/2,4S3/2→4 I15/2和4 F9/2→4I15/2跃迁.     

硫酸盐还原法制备La_2O_2S∶Yb,Er及其上转换发光性能

采用硫酸盐还原法制备了Yb、Er双掺的La2O2S粉体,考察了柠檬酸用量、前驱体煅烧温度、碳还原温度、Er3+离子浓度和Yb3+离子浓度对粉体的影响。分别采用X-射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积分析(BET)、紫外可见光分光光度计(UVPC)和荧光光谱分析(PL)对粉体的相组成、形貌、颗粒尺寸、反射率和上转换发光性能进行表征。研究结果表明,800℃时可以得到纯相的La2(SO4)3;碳还原温度为900℃以上可以得到纯相的结晶较好的La2O2S;样品的粒径大约为100～200nm,颗粒存在一定的团聚;柠檬酸与硝酸盐的最佳摩尔比为1.5∶1;Er3+离子掺杂浓度为2mol%、Yb3+离子掺杂浓度为12mol%时粉体的上转换发光强度最强。     

三种络合沉淀剂对NaYF4:Tm3+,Yb3+发光性能的影响

分别采用EDTA、柠檬酸和H2C2O43类络合沉淀剂,共沉淀法制备了NaYF4:Tm3+,Yb3+材料,用X射线衍射(XRD)分析,扫描电镜(SEM)观察和荧光光谱分析研究了不同络合剂,沉淀温度和燃烧温度对NaYF4:Tm3+,Yb3+材料发光性能,粒度及形貌的影响.研究结果表明,采用H2C2O4为沉淀剂制成草酸盐前躯体,然后在600℃下煅烧5h,即可得到发光效果较好的NaYF4:Tm3+,Yb3+材料.     

纤维状中空结构NaYF4:Yb3+, Er3+上转换材料的 合成及防伪应用

采用水溶性聚合物聚乙烯亚胺(PEI)调介下的水热法,一步合成了具有纤维状中空结构的六方相NaYF4:Yb3+,Er3+上转换荧光材料,并将其作为荧光填料,通过流延成膜法制备了具有上转换荧光性能的壳聚糖/聚乙烯醇(CS/PVA)荧光复合薄膜.探究了PEI配体含量和反应体系pH值对合成的上转换材料的形貌、晶型和荧光性能的影响,以及壳聚糖/聚乙烯醇荧光复合薄膜中荧光填料的最佳掺杂量.研究结果表明,在PEI含量为0.3 g且反应体系pH=5的条件下,合成的产物为具有纤维状中空结构的六方相NaYF4:Yb3+,Er3+.荧光光谱表明,合成的NaYF4:Yb3+,Er3+上转换材料在980 nm激光激发下具有优异的荧光性能.当荧光填料的掺杂质量分数为3.0％时,制备的NaYF4:Yb3+,Er3+/(CS/PVA)荧光复合薄膜具有最佳的透明度和上转换荧光特性.     

凝胶网络模板法可控制备NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)稀土上转换纳米颗粒

采用水凝胶空间网孔结构作为纳米级反应容器可控制备了NaYF4:Yb3+,Er3+稀土上转换发光纳米颗粒。通过控制交联剂密度可以改变网络凝胶网孔结构,用不同网孔结构的凝胶模板可以控制合成纳米颗粒。通过XRD、TEM、PL等方法研究了不同凝胶模板对颗粒的尺寸、发光性能的影响。结果表明,利用高分子交联后形成的凝胶网络,可以制得粒径在10 nm左右的NaYF4:Yb3+,Er3+纳米颗粒。随着交联剂浓度的升高,颗粒粒径及荧光强度都有所下降。本研究为稀土上转换发光纳米颗粒的制备提供了工艺简单、绿色环保的新方法。     

水溶性NaYF4:Yb,Er纳米颗粒的溶剂热合成及其上转换发光性能

稀土上转换发光纳米材料具有极好的生物应用前景,但其应用的前提是能制备出水溶性、发光效率高的稀土纳米材料.以乙二醇为溶剂、稀土氯化物和NaP为反应物,采用简易的溶剂热法一步制备出水溶性的NaYF4:Yb,Er纳米颗粒.NaYF4:Yb,Er样品以粒径为25~40nm的球形颗粒为主,同时含有少量直径为25~40nm、长度为50～100nm的虫状纳米颗粒.该样品具有立方相结构,样品表面上的乙二醇配体使其能够很好地分散于水中.在980nm激光器激发下,NaYF4:Yb,Er纳米颗粒水溶液展现了强的黄绿色上转换发光.因此该样品拥有良好的生物应用潜力.     

Er~(3+)/Yb~(3+)/Tb~(3+)共掺氟氧锗酸盐玻璃上转化发光性质及机理研究(英文)

在980nm激发下,研究了Er3+、Yb3+和Tb3+单掺或共掺氟氧锗酸盐玻璃的上转换发光性质和机理.室温下,观察到了强的绿色和红色上转换发光,其发光中心位于524、546和658nm处,分别对应于Tb3+离子的5D4→7FJ(J=5和0)和Er3+离子的(2H11/2、4S3/2和4F9/2)→4I15/2跃迁.研究了TbF3、YbF3掺杂浓度以及激光功率对上转换发光强度的影响,讨论了Er3+、Yb3+和Tb3+之间的能量传递和上转换机理.     

Er3+掺杂GdVO4纳米粒子的制备及发光性能研究

用水热法制备了Er3+掺杂GdVO4纳米荧光粉,通过X射线衍射(XRD)、荧光(FL)光谱、红外光谱仪(FTIR)对合成样品的结构和发光性能进行表征。探讨了焙烧温度、pH值以及络合剂对GdVO4∶Er3+纳米晶的结构和发光的影响。在760nm近红外光和380nm紫外光激发下激发样品,出现了较强的525nm、553nm特征绿光上转换和下转换发射。其中525nm和553nm分别来自于Er3+离子的2 H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2跃迁产生。     

六方相NaYF4∶Ln3+（Ln=Sm,Pr）微米棱柱的水热合成和发光性质

采用低温水热法合成了高质量的六方相NaYF4∶Ln3+(Ln=Sm,Pr)微米棱柱,其直径约为1μm,长约为2～5μm,端口呈规则六边形。利用X射线衍射、场发射扫描电镜、透射电子显微镜和高分辨透射电子显微镜对样品的物相、形貌和结构进行了分析与表征。室温下,采用稳态荧光光谱仪研究了六方相NaYF4∶Ln3+的光致发光性质,讨论了不同掺杂浓度对发光强度的影响。在400nm波长激发下,在500～720nm范围内观察到NaYF4∶Sm3+较强的橙色和红色发光,最强峰位于594nm;在444nm波长激发下获得了NaYF4∶Pr3+的蓝色和红色发光。     

稀土掺杂TiO2在1064nm激光激发下的上转换发光

为研究TiO2材料的上转换发光特性,采用溶胶-凝胶与共沉淀法制备了La3+、Yb3+和Er3+稀土离子掺杂的TiO2粉末.利用SEM和XRD表征发光材料的结构,探讨了试样在1064nm激发光源常温激发作用下,稀土氧化物的掺杂比例、煅烧温度对上转换发光特性的影响.实验表明,1064nm激光常温激发TiO2基掺杂稀土La2O3、Yb2O3、Er2O3的最佳比例为39∶ 10∶1,经1300℃煅烧可制备出明亮绿色发光的上转换材料.     

铒单掺和铒/镱共掺氟氧玻璃的上转换发光性质研究

研究了室温下掺不同摩尔分数Er3+单掺和Er3+/Yb3+双掺的20GaF3-15InF3-17CdF2-15ZnF2-10SnF2-3P2O5-(20-x-y)PbF2-xErF3-yYbF3(x=0.1~0.4,y=1~4)氟氧玻璃的上转换发光性质。755nm激发下,在Er3+单掺系列玻璃中观察到紫色(410nm)、蓝色(465nm)和绿色(522nm、544nm)上转化发光,随着掺杂Er3+浓度的增大,各荧光强度增幅有变缓的趋势。980nm激发下,由于Yb3+的敏化作用,在Er3+/Yb3+双掺系列玻璃中观察到绿色(548nm、527nm)和红色(661nm)上转换发光,固定Er3+浓度,随着Yb3+浓度的增大,各荧光强度先增大后减小,当Yb3+、Er3+掺杂浓度比为15时发光强度最大。该氟氧玻璃具有比氟化物玻璃更好的抗析晶稳定性,掺稀土离子后在不同波长激发下可观察到明亮的红、绿色上转换荧光,是一种有潜质用于红、绿色上转换发光的材料。     

煅烧温度对微米级NaYF4：Eu^3＋六棱柱微结构及荧光性能的影响

以EDTA为络合剂,采用水热法一步合成了六方相NaYF4：Eu^3＋ 六角微米棱柱,晶粒大小均一,长度为2—3μm,直径为500nm。利用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、荧光光谱以及透射电子显微镜（TEM）等手段对不同温度煅烧后的产物的物相结构、微观形貌、荧光性能和掺杂状态等进行了分析,结果表明,煅烧温度对NaYF4：Eu^3＋的晶体结构影响不大,仍为六方相晶型,但对晶粒形态和形貌有显著影响,改善了Eu^3＋在基质中的掺杂状态及NaYF4：Eu^3＋的荧光性能,其中在300℃下煅烧,样品仍能保持稳定的六角棱柱形状,可获得最佳的荧光性能。在395nm光激发下,NaYF4：Eu^3＋样品显示出较强的橙色（590nm）和红色（615nm）发光,分别来自于Eu^3＋离子^5D0→^7F1和^5Dc→^7F2的跃迁．     

稀土掺杂上转换发光玻璃陶瓷的制备及性能

实验制备了一类含有SrF2∶Yb3+,Tm3+及SrF2∶Yb3+,Er3+的透明发光玻璃和玻璃陶瓷,对比研究了热处理工艺对玻璃陶瓷相组成、微观结构和光谱性能的影响规律。研究表明,玻璃陶瓷具有立方SrF2纳米晶相均匀分布于玻璃基体的复相结构,利用HRTEM可观测到SrF2纳米晶相的(111)晶面,其晶粒尺度在10~30nm之间,且该析晶相中富集有Yb3+/Tm3+和Yb3+/Er3+。基于此,玻璃陶瓷在980nm LD激光激发下的上转换发光强度较玻璃样品有较大提高。其上转换发光机制分别主要为Yb3+-Yb3+之间的合作上转换,Yb3+-Tm3+和Tm3+-Tm3+之间的交叉弛豫能量传递过程,以及Yb3+-Er3+之间的能量传递上转换。