六方相NaYF4∶Yb3+,Er3+晶体的制备及上转换发光性能
水热法合成NaYF4∶Yb3+-Er3+及其上转换发光性质
㊀第４７卷第８期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀人㊀工㊀晶㊀体㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ.４７㊀Ｎｏ.８㊀２０１８年８月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＹＮＴＨＥＴＩＣＣＲＹＳＴＡＬＳ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ａｕｇｕｓｔꎬ２０１８水热法合成ＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋及其上转换发光性质王㊀伟ꎬ朱红波(克拉玛依职业技术学院ꎬ克拉玛依㊀８３３６９９)摘要:采用水热法合成了不同浓度Ｙｂ３＋和Ｅｒ３＋共掺ＮａＹＦ４上转换发光材料ꎮ利用Ｘ￣射线粉末衍射技术鉴定了物相的纯度ꎬ结果表明ꎬ样品的ＸＲＤ与ＮａＹＦ４(ＪＣＰＤＳ２８￣１１９２)标准卡片一致ꎬ均为纯相ꎬ结晶度高ꎮ在扫描电镜的辅助下ꎬ对样品的形貌进行了表征分析ꎬ其微观形貌呈六方棱柱状ꎬ柱长７μｍ左右ꎬ直径３μｍ左右ꎬ且尺寸分布均匀ꎮ在此基础上ꎬ利用荧光分光光度计(激发光源为９８０ｎｍ激光器)对样品的发光性能进行了测试ꎬ在９８０ｎｍ激光器的激发下ꎬ得到了发射峰位分别位于５２５ｎｍ㊁５５０ｎｍ㊁６６０ｎｍ组成的上转换光谱ꎬ可指认为Ｅｒ３＋的２Ｈ１１/２ꎬ４Ｓ３/２ң４Ｉ１５/２(绿光)和４Ｆ９/２ң４Ｉ１５/２(红光)跃迁ꎮ进一步讨论了样品发光强度和泵浦源功率之间的关系ꎬ发现绿光和红光发射均为双光子过程ꎮ关键词:ＮａＹＦ４ꎻＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋共掺ꎻ上转换ꎻ双光子中图分类号:ＴＢ３２１㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀文章编号:１０００￣９８５Ｘ(２０１８)０８￣１７４２￣０５㊀㊀作者简介:王㊀伟(１９８４￣)ꎬ女ꎬ安徽省人ꎬ硕士ꎬ讲师ꎮＨｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌＳｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋ａｎｄＩｔｓＵｐ￣ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓＷＡＮＧＷｅｉꎬＺＨＵＨｏｎｇ￣ｂｏ(ＫａｒａｍａｙＶｏｃａｔｉｏｎａｌａｎｄＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅꎬＫａｒａｍａｙ８３３６９９ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆＹｂ３＋/Ｅｒ３＋ｃｏ￣ｄｏｐｅｄＮａＹＦ４ｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｍｅｔｈｏｄ.ＴｈｅｃｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｓａｍｐｌｅｓｗａｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙＸ￣ｒａｙｐｏｗｄｅｒｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎꎬｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆａｎａｌｙｓｉｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔａｌｌｏｆｔｈｅｍａｒｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｃａｒｄｏｆＮａＹＦ４(ＪＣＰＤＳ２８￣１１９２)ꎬｗｈｉｃｈｍｅａｎｓｔｈａｔｔｈｅｓａｍｐｌｅｓａｒｅｐｕｒｅｐｈａｓｅｗｉｔｈｈｉｇｈｄｅｇｒｅｅｏｆｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ.Ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｓａｍｐｌｅｓｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｂｙｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙꎬｗｈｉｃｈｐｒｅｓｅｎｔｈｅｘａｇｏｎａｌｐｒｉｓｍｗｉｔｈｔｈｅｌｅｎｇｔｈ(７μｍ)ａｎｄｔｈｅｗｉｄｔｈ(３μｍ)ꎬａｎｄｔｈｅｓｉｚｅｉｓｕｎｉｆｏｒｍｌｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ.Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｅꎬｕｐ￣ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓａｍｐｌｅｓｗａｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙＨｉｔａｃｈｉＦ￣４６００ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒｗｉｔｈ９８０ｎｍｌａｓｅｒｓｏｕｒｃｅꎬｔｈｅｕｐ￣ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅｓｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆ５２５ｎｍꎬ５５０ｎｍａｎｄ６６０ｎｍｅｍｉｓｓｉｏｎｐｅａｋｓꎬｗｈｉｃｈｏｒｉｇｉｎａｔｅｄｆｒｏｍ２Ｈ１１/２ꎬ４Ｓ３/２ң４Ｉ１５/２(ｇｒｅｅｎｅｍｉｓｓｉｏｎ)ａｎｄ４Ｆ９/２ң４Ｉ１５/２(ｒｅｄｅｍｉｓｓｉｏｎ)ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｏｆＥｒ３＋.Ｍｅａｎｗｈｉｌｅꎬｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙａｎｄｔｈｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｌｉｇｈｔｐｏｗｅｒｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｎｄｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｂｏｔｈｏｆｔｈｅｍａｒｅｔｗｏ￣ｐｈｏｔｏｎｐｒｏｃｅｓｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＮａＹＦ４ꎻＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋ｃｏ￣ｄｏｐｅｄꎻｕｐ￣ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎꎻｔｗｏ￣ｐｈｏｔｏｎ１㊀引㊀㊀言常见的发光现象都是吸收高能量光子发射低能量光子ꎬ即发光材料吸收高能量的短波辐射ꎬ发射低能量第８期王㊀伟等:水热法合成ＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋及其上转换发光性质１７４３㊀的长波辐射ꎬ服从Ｓｔｏｋｅｓ规则ꎬ这类发光现象称为下转换发光ꎮ上转换发光是一种反Ｓｔｏｋｅｓ现象ꎬ它与下转换发光是完全相反的过程ꎬ即通过多光子机制将能量低的长波辐射转变为能量高的短波辐射[１]ꎮ众所周知ꎬ下转换发光材料能够充分利用辐射源中短波段的光[２￣４]ꎬ但是对于辐射源中长波段的光利用率较低ꎮ而上转化发光材料能够弥补下转换发光材料在这方面的缺陷ꎬ从而能够达到提高材料的转换效率的目的ꎬ因此上转换发光材料的研究受到人们的广泛关注ꎮ上转换发光材料可将长波段的红外光转化为短波段的可见光ꎬ其在生物成像㊁太阳能电池㊁食品检测㊁夜光纺织品[５￣８]等领域具有潜在的应用优势ꎮ目前制备的上转换发光材料都存在发光效率较低的缺点ꎬ为此寻找高效㊁稳定的上转换发光材料ꎬ可通过寻找新材料基质或进行稀土离子调控等[９]方法来实现ꎮ稀土离子具有丰富的电子能级ꎬ其可产生多种辐射吸收和荧光光谱信息ꎬ其中Ｅｒ３＋的能级特点ꎬ使其不仅能够较强地吸收红外区域一定波长的光ꎬ而且绿光辐射猝灭浓度较高ꎮ因此ꎬＥｒ３＋可以作为重要的激活剂ꎬ实现材料的上转换发光ꎮＹｂ３＋能级与泵浦源波长匹配性较高㊁激发态寿命长ꎬ其作为敏化剂可与Ｅｒ３＋很好配合ꎬ提高Ｅｒ３＋上转换效率[１０￣１２]ꎮ卤化物基质ＮａＹＦ４具有声子能量低㊁折射指数高㊁掺杂稀土离子的浓度较大㊁光学均匀性较高[１３￣１４]等优点ꎬ被用来作为上转换发光材料的基质[１５]ꎮ本研究利用水热法制备了ＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋上转换发光材料ꎬ根据前期实验结果ꎬ确定了Ｙｂ３＋和Ｅｒ３＋掺杂浓度分别为０.１８０Ｙｂ３＋￣０.０２０Ｅｒ３＋㊁０.２００Ｙｂ３＋￣０.０２５Ｅｒ３＋ꎬ从结构㊁形貌及发光性能的角度对所制备样品进行了定性及定量分析ꎮ２㊀实㊀㊀验按照原料配比ＮａＦʒＲＥ＝４ʒ１ꎬＮａＦʒＮＨ４Ｆ＝１ʒ１称量ꎬ将稀土氧化物Ｙ２Ｏ３㊁Ｙｂ２Ｏ３㊁Ｅｒ２Ｏ３溶于浓ＨＮＯ３中ꎬ配成一定浓度的稀土硝酸盐溶液ꎬ按化学计量比称取ＮａＦ和ＮＨ４Ｆꎬ溶解于去离子水中ꎬ缓慢加入上述稀土硝酸盐溶液ꎬ搅拌３０ｍｉｎ使之混合均匀ꎮ将混合液转入高压反应釜中ꎬ混合液占容器容积的８０％左右ꎬ密封后置于２２０ħ烘箱保温３６ｈꎮ反应结束后ꎬ自然冷却至室温ꎮ产物经离心㊁洗涤㊁干燥ꎬ制得ＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋粉末ꎮ采用日本理学株式会社生产的ＲｉｇａｋｕＤ/Ｍａｘ￣３Ｃ型Ｘ￣射线粉末衍射仪对样品进行物相分析ꎮ测试条件为:ＣｕＫα辐射(λ＝１.５４０５６Å)ꎬ电压为４０ｋＶꎬ电流为３０ｍＡꎬ扫描速度为８ʎ/ｍｉｎꎬ步长为０.０２ʎꎮ采用荷兰ＦＥＩ公司生产的ＦＥＩＱｕａｎｔａ２００型扫描电子显微镜观察样品的形貌以及微观结构ꎮ采用日本日立公司生产的ＨｉｔａｃｈｉＦ￣４６００荧光分光光度计对样品的上转换光谱进行测试ꎮ测试条件为:激发光源为９８０ｎｍ激光器ꎬ波长范围为４５０~７００ｎｍꎬ扫描速度为２４０ｎｍ/ｓꎮ图１㊀沿[００１]方向ＮａＹＦ４的晶体结构示意图Ｆｉｇ.１㊀ＣｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＮａＹＦ４ｉｎｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆ[００１]图２㊀ＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋的ＸＲＤ图谱Ｆｉｇ.２㊀ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｓｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅｓＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋３㊀结果与讨论六方相ＮａＹＦ４晶体相对于其立方相结构对称性低ꎬＮａＹＦ４晶体生长过程为各向异性ꎬ以热力学稳定相存１７４４㊀人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４７卷在ꎮ如图１所示ꎬ沿ｃ轴ꎬ可以看到在ＮａＹＦ４的晶体结构中ꎬＦ－有序排列ꎬ能够提供两种对称性较低的阳离子格位ꎬ一种是被１/２Ｎａ＋和１/２Ｙ３＋占据ꎬ另外一种被Ｎａ＋单独占据ꎬ导致多面体扭曲ꎬ从而使得结构保持稳定ꎮ在镧系元素中ꎬ离子半径较大的轻镧系元素表现出更高的电子云扭曲趋势ꎬ离子半径越大ꎬ越容易形成六方相晶体结构ꎮ因此ꎬＮａＹＦ４倾向于形成六方相晶体结构ꎮ通过文献调查[１６]ꎬ发现相对于立方相ꎬ六方相ＮａＹＦ４有助于提高材料的上转换效率ꎮ影响材料发光效率的因素除了与晶体的物相有关ꎬ还和材料物相的纯度有关ꎮ一般来说ꎬ样品中杂质含量较高ꎬ会引起激活剂Ｅｒ３＋的无辐射交叉驰豫现象ꎬ造成样品的上转换发光强度降低ꎮ为此ꎬ利用Ｘ￣射线粉末衍射仪对所制备样品的物相进行了分析ꎮ图２为样品ＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋的Ｘ￣射线衍射谱图ꎬ由图可见ꎬ样品ＮａＹＦ４ʒ０.１８０Ｙｂ３＋￣０.０２０Ｅｒ３＋和ＮａＹＦ４ʒ０.２００Ｙｂ３＋￣０.０２５Ｅｒ３＋的衍射数据均与六方相ＮａＹＦ４标准卡片(ＪＣＰＤＳ２８￣１１９２)一致ꎬ表明所得样品ＮａＹＦ４ʒ０.１８０Ｙｂ３＋￣０.０２０Ｅｒ３＋和ＮａＹＦ４ʒ０.２００Ｙｂ３＋￣０.０２５Ｅｒ３＋物相均为纯相ꎬ其空间群为Ｐ￣３ꎬ晶胞参数ａ＝ｂ＝０.５９６ｎｍꎬｃ＝０.３５１ｎｍꎬα＝β＝９０ʎꎬγ＝１２０ʎꎮ由于Ｙｂ３＋(０.８７Å)与Ｙ３＋(０.９０Å)的离子半径相近ꎬ在其它合成条件不变的情况下ꎬＹｂ３＋掺杂倾向于占据基质中Ｙ３＋晶格位置ꎬ并不会改变基质ＮａＹＦ４的晶相ꎮ图３㊀ＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋的扫描电镜图(ａ)ＮａＹＦ４ʒ０.１８０Ｙｂ３＋￣０.０２０Ｅｒ３＋ꎻ(ｂ)ＮａＹＦ４ʒ０.２００Ｙｂ３＋￣０.０２５Ｅｒ３＋Ｆｉｇ.３㊀ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅｓ(ａ)ＮａＹＦ４ʒ０.１８０Ｙｂ３＋￣０.０２０Ｅｒ３＋ꎻ(ｂ)ＮａＹＦ４ʒ０.２００Ｙｂ３＋￣０.０２５Ｅｒ３＋近期ꎬ赁敦敏团队[１７]研究了反应介质乙醇和水的比例ꎬ以及不同醇类介质对ＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋体系晶相和上转换发光强度的影响ꎬ进一步证实了发光材料的上转换发光效率受材料的晶体类型和晶体形貌的影响ꎮ晶体结晶形貌越完整ꎬ晶胞生长越完整ꎬ无辐射弛豫现象出现的几率就越低ꎬ同时也可以减少其能量的损耗ꎬ从而提高发光材料上转换效率ꎮ利用扫描电子显微镜表征了所制备ＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋样品的形貌特征ꎬ其结果如图３所示ꎮ由图可见ꎬ水热法合成的样品ＮａＹＦ４ʒ０.１８０Ｙｂ３＋￣０.０２０Ｅｒ３＋和ＮａＹＦ４ʒ０.２００Ｙｂ３＋￣０.０２５Ｅｒ３＋形貌相似ꎬ均呈长７μｍ左右ꎬ直径３μｍ左右的六方棱柱状ꎬ且尺寸分布均匀ꎮ样品的直径不均匀可能是由于纳米粒在自组装形成六方棱柱的过程中沉积不均匀而造成的ꎮ分析结果表明ꎬ所制备样品的形貌完整ꎬ晶体为微米级尺寸ꎬ样品的制备条件一致时ꎬ微量调节稀土离子的掺杂浓度对样品的形貌没有直接影响ꎮ图４㊀(ａ)ＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋的上转换光谱图ꎻ(ｂ)ＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋的色坐标图Ｆｉｇ.４㊀(ａ)Ｕｐ￣ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｓｐｅｃｔｒａｏｆＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋ꎻ(ｂ)ＣＩＥｄｉａｇｒａｍｏｆＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋在９８０ｎｍ波长激光泵浦源激发下ꎬ样品ＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋的上转换光谱如图４(ａ)所示ꎮ由图可见ꎬ样品ＮａＹＦ４ʒ０.１８０Ｙｂ３＋￣０.０２０Ｅｒ３＋和ＮａＹＦ４ʒ０.２００Ｙｂ３＋￣０.０２５Ｅｒ３＋的上转换光谱由位于５２５ｎｍ和５５０ｎｍ处第８期王㊀伟等:水热法合成ＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋及其上转换发光性质１７４５㊀的绿光发射和位于６６０ｎｍ处的红光发射组成ꎬ分别对应于Ｅｒ３＋的２Ｈ１１/２ꎬ４Ｓ３/２ң４Ｉ１５/２和４Ｆ９/２ң４Ｉ１５/２跃迁ꎮ样品ＮａＹＦ４ʒ０.２００Ｙｂ３＋￣０.０２５Ｅｒ３＋的绿光辐射略高于样品ＮａＹＦ４ʒ０.１８０Ｙｂ３＋￣０.０２０Ｅｒ３＋的绿光辐射ꎬ而两者的红光辐射强度相近ꎬ这是由于掺杂稀土离子Ｙｂ３＋与Ｅｒ３＋浓度不同而引起的ꎮ图４(ｂ)是对应样品光谱的色坐标图ꎮ由图可见ꎬ样品ＮａＹＦ４ʒ０.１８０Ｙｂ３＋￣０.０２０Ｅｒ３＋和ＮａＹＦ４ʒ０.２００Ｙｂ３＋￣０.０２５Ｅｒ３＋的色坐标均位于绿光区内ꎮ图５㊀Ｙｂ３＋和Ｅｒ３＋的能级图及上转换发光过程Ｆｉｇ.５㊀ＥｎｅｒｇｙｌｅｖｅｌｄｉａｇｒａｍｓｏｆＹｂ３＋ａｎｄＥｒ３＋ｉｎＮａＹＦ４ａｎｄｔｈｅｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｐｒｏｃｅｓｓ所制备样品ＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋的发光过程可能是交叉驰豫和能量传递机制ꎮ如图５所示ꎬ样品ＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋在９８０ｎｍ泵浦源的激发下ꎬ掺杂在ＮａＹＦ４晶格中的Ｙｂ３＋吸收９８０ｎｍ红外光光子能量ꎬ从基态的２Ｆ７/２能级跃迁至激发态的２Ｆ５/２能级ꎬ产生２Ｆ７/２ң２Ｆ５/２跃迁ꎮ处于激发态的Ｙｂ３＋能量高且不稳定ꎬ会释放能量从激发态２Ｆ５/２能级返回基态２Ｆ７/２能级ꎮ因为Ｙｂ３＋和Ｅｒ３＋能级差匹配较好ꎬＹｂ３＋跃迁回基态能级时所释放的能量通过能量传递机制被邻近的Ｅｒ３＋所吸收ꎬ吸收了能量的Ｅｒ３＋从基态的４Ｉ１５/２能级跃迁至中间态的４Ｉ１１/２能级ꎮ由于Ｅｒ３＋的中间态能级４Ｉ１１/２寿命时间较长ꎬ从而使处于４Ｉ１１/２能级上的Ｅｒ３＋能够继续吸收一个处于激发态的Ｙｂ３＋传递的能量ꎬ进一步受激跃迁到４Ｆ７/２(Ｅｒ３＋)更高激发态能级ꎬ产生４Ｉ１１/２ң４Ｆ７/２(Ｅｒ３＋)跃迁ꎮ处于４Ｆ７/２能级的Ｅｒ３＋不稳定ꎬ无辐射弛豫到２Ｈ１１/２和４Ｓ３/２能级ꎬ进而分别向基态４Ｉ１５/２跃迁发射出波长依次为５２５ｎｍ(２Ｈ１１/２ң４Ｉ１５/２)和５５０ｎｍ(４Ｓ３/２ң４Ｉ１５/２)的绿光ꎮ处于４Ｓ３/２能级上的一部分Ｅｒ３＋进一步无辐射弛豫到４Ｆ９/２能级ꎬＥｒ３＋再通过辐射跃迁的方式从４Ｆ９/２能级返回基态４Ｉ１５/２而发射６６０ｎｍ(４Ｆ９/２ң４Ｉ１５/２)的红色上转换发光ꎮ显然ꎬ无论是绿色上转换发光还是红色上转换发光ꎬ其发射过程均属于双光子过程ꎮ图６㊀ＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋上转换红绿光强度随泵浦源功率变化曲线(ａ)ＮａＹＦ４ʒ０.１８０Ｙｂ３＋￣０.０２０Ｅｒ３＋ꎻ(ｂ)ＮａＹＦ４ʒ０.２００Ｙｂ３＋￣０.０２５Ｅｒ３＋Ｆｉｇ.６㊀Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆｕｐ￣ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｍｉｓｓｉｏｎｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆ(ａ)ＮａＹＦ４ʒ０.１８０Ｙｂ３＋￣０.０２０Ｅｒ３＋ꎻ(ｂ)ＮａＹＦ４ʒ０.２００Ｙｂ３＋￣０.０２５Ｅｒ３＋ｏｎｐｕｍｐｌａｓｅｒｐｏｗｅｒ为了进一步验证样品的上转换发光为双光子过程ꎬ研究了样品ＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋发光强度与泵浦源功率之间的关系[１８]ꎮ图６是样品ＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋的上转换红绿光强度随泵浦源功率变化曲线ꎬ拟合ｎ值分别为:样品ＮａＹＦ４ʒ０.１８０Ｙｂ３＋￣０.０２０Ｅｒ３＋的绿光ｎ＝１.８５㊁红光ｎ＝１.７４ꎻＮａＹＦ４ʒ０.２００Ｙｂ３＋￣０.０２５Ｅｒ３＋的绿光ｎ＝１.８８㊁红光ｎ＝１.７２ꎮ两种样品绿光和红光ｎ值均近似等于２ꎬ进一步证实了样品的绿光和红光上转换发射均为双光子过程ꎮ１７４６㊀人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４７卷４㊀结㊀㊀论采用水热法合成了ＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋上转换发光材料ꎬ利用Ｘ￣射线粉末衍射仪和扫描电镜分别表征了样品的结构特点和形貌信息ꎬ样品晶体结构均为六方相ꎬ其形貌为分布均匀的六方棱柱状ꎻ研究了样品的上转换发光性能ꎬ简要分析了样品在９８０ｎｍ波长激光泵浦源下的上转换发光过程ꎬ进一步讨论了样品发光强度和泵浦源功率之间的关系ꎮ分析结果表明ꎬ合成样品具有较优异的发光性能ꎬ在生产领域具有潜在的应用前景ꎮ参㊀考㊀文㊀献[１]郭㊀聪ꎬ张海明ꎬ张晶晶ꎬ等.纳米Ａｇ颗粒掺杂方式对ＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋/Ｅｒ３＋上转换发光材料发光性能的影响[Ｊ].人工晶体学报ꎬ２０１６ꎬ４５(２):４６０￣４６４.[２]ＬｉｕＹＦꎬＬｉｕＰꎬＷａｎｇＬꎬｅｔａｌ.ＡＴｗｏ￣ｓｔｅｐＳｏｌｉｄ￣ｓｔａｔｅＲｅａｃｔｉｏｎｔｏＳｙｎｔｈｅｓｉｚｅｔｈｅＹｅｌｌｏｗＰｅｒｓｉｓｔｅｎｔＧｄ３Ａｌ２Ｇａ３Ｏ１２ʒＣｅ(３＋)ＰｈｏｓｐｈｏｒｗｉｔｈａｎＥｎｈａｎｃｅｄＯｐｔｉｃａｌＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｆｏｒＡＣ￣ＬＥＤｓ.[Ｊ].ＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓꎬ２０１７ꎬ５３(５３):１０６３６￣１０６３９.[３]ＬｉｕＹꎬＳｉｌｖｅｒＪꎬＸｉｅＲＪꎬｅｔａｌ.ＡｎＥｘｃｅｌｌｅｎｔＣｙａｎ￣ｅｍｉｔｔｉｎｇＯｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅＰｈｏｓｐｈｏｒｆｏｒＮＵＶ￣ｐｕｍｐｅｄＷｈｉｔｅＬＥＤＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＣｈｅｍｉｓｔｒｙＣꎬ２０１７ꎬ５(２):１２３６５￣１２３７７.[４]ＬｉｕＹꎬＺｈａｎｇＪꎬＺｈａｎｇＣꎬｅｔａｌ.Ｂａ９Ｌｕ２Ｓｉ６Ｏ２４ʒＣｅ３＋:ＡｎＥｆｆｉｃｉｅｎｔＧｒｅｅｎＰｈｏｓｐｈｏｒｗｉｔｈＨｉｇｈＴｈｅｒｍａｌａｎｄＲａｄｉａｔｉｏｎＳｔａｂｉｌｉｔｙｆｏｒＳｏｌｉｄ￣ＳｔａｔｅＬｉｇｈｔｉｎｇ[Ｊ].ＡｄｖａｎｃｅｄＯｐｔｉｃａｌＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１５ꎬ３(８):１０９６￣１１０１.[５]华修德ꎬ尤红杰ꎬ杨家川ꎬ等.基于上转换荧光标记的氯噻啉免疫层析方法研究[Ｊ].分析化学ꎬ２０１８ꎬ４６(３):４１３￣４２１.[６]王㊀松ꎬ程晓红ꎬ梁桂杰ꎬ等.稀土上转换发光纳米晶的发光调控及传感应用[Ｊ].稀土ꎬ２０１７ꎬ３８(１):１１４￣１２５.[７]李㊀岳ꎬ翟海青ꎬ杨魁胜ꎬ等.水热法合成纳米晶ＮａＹＦ４ʒＥｒ３＋ꎬＴｍ３＋ꎬＹｂ３＋的上转换发光特性[Ｊ].发光学报ꎬ２００９ꎬ２(３０):２３９￣２４２. [８]王㊀敏ꎬ王武斌ꎬ吴㊀靓ꎬ等.上转换纳米材料及其在提高太阳能电池光电效率中的应用[Ｊ].材料导报ꎬ２０１５ꎬ２９(１５):１４２￣１４８. [９]贺㊀飞ꎬ盖世丽ꎬ杨飘萍ꎬ等.稀土上转换荧光材料的发光性质调变及其应用[Ｊ].发光学报ꎬ２０１８(１):９２￣１０６.[１０]韩㊀勖ꎬ刘佳铭ꎬ朱永昌.Ｅｒ掺杂氟碲酸盐玻璃的制备和上转换发光性能的研究[Ｊ].硅酸盐通报ꎬ２０１７(ｓ１):５０￣５７.[１１]付㊀姚ꎬ史㊀月ꎬ王朝阳ꎬ等.ＹＶＯ４ʒＹｂ３＋ꎬＥｒ３＋纳米粒子颜色可控的高色纯度上转换发光[Ｊ].发光学报ꎬ２０１７ꎬ３８(１):７￣１２.[１２]刘㊀凡ꎬ王旭日ꎬ张㊀静ꎬ等.Ｇｄ２Ｏ２ＳʒＹｂ３＋ꎬＥｒ３＋纳米粉体的水热￣还原法制备及其上转换发光性能研究[Ｊ].人工晶体学报ꎬ２０１７ꎬ４６(２):２８５￣２９０.[１３]赵西宝ꎬ单㊀妍ꎬ于薛刚ꎬ等.空心结构ＮａＹＦ４ʒＹｂꎬＥｒ上转换材料的制备[Ｊ].人工晶体学报ꎬ２０１５ꎬ４４(３):６６６￣６７１.[１４]叶㊀帅ꎬ梁宏达ꎬ王广盛ꎬ等.ＮａＭｎ３Ｆ１０ʒＹｂ/(ＥｒꎬＴｍꎬＨｏ)纳米颗粒的制备及光谱研究[Ｊ].人工晶体学报ꎬ２０１７ꎬ４６(１):６９￣７３. [１５]徐森元ꎬ郑㊀标ꎬ林㊀林ꎬ等.银纳米立方颗粒表面等离子激元增强β￣ＮａＹＦ４ʒＥｒ３＋ꎬＹｂ３＋上转换的研究[Ｊ].人工晶体学报ꎬ２０１６ꎬ４５(３):６４９￣６５４.[１６]ＳｃｈäｆｅｒＨꎬＰｔａｃｅｋＰꎬＫａｒｓｔｅｎＫöｍｐｅＡꎬｅｔａｌ.Ｌａｎｔｈａｎｉｄｅ￣ＤｏｐｅｄＮａＹＦ４ＮａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓｉｎＡｑｕｅｏｕｓＳｏｌｕｔｉｏｎＤｉｓｐｌａｙｉｎｇＳｔｒｏｎｇＵｐ￣ＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎＥｍｉｓｓｉｏｎ[Ｊ].ＣｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１０ꎬ１９(６):１３９６￣１４００.[１７]ＨｅＬＨꎬＺｏｕＸꎬＨｅＸꎬｅｔａｌ.ＲｅｄｕｃｉｎｇＧｒａｉｎＳｉｚｅａｎｄＥｎｈａｎｃｉｎｇＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｏｆＮａＹＦ４ʒＹｂ３＋ꎬＥｒ３＋Ｕｐ￣ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎＭａｔｅｒｉａｌｓ[Ｊ].ＣｒｙｓｔａｌＧｒｏｗｔｈ＆Ｄｅｓｉｇｎꎬ２０１８ꎬ１８:８０８￣８１７.[１８]李丽平ꎬ高㊀玮ꎬ陈雪梅ꎬ等.ＮａＹＦ４ʒＹｂꎬＥｒ材料的制备及其上转换发光性能[Ｊ].稀土ꎬ２０１２ꎬ３３(２):３５￣３９.。
半导体纳米晶增强NaYF4_Yb,Er上转换发光及其应用研究
半导体纳米晶增强NaYF4_Yb,Er上转换发光及其应用研究半导体纳米晶增强NaYF4:Yb,Er上转换发光及其应用研究引言：随着纳米科技的发展和成熟，人们对纳米材料的研究越来越深入。
纳米材料具有与常规材料不同的物理和化学特性，广泛应用于光电子学、生物医学、能源等领域。
纳米晶作为一种典型的纳米材料，具有具有高强度的发光特性，能够通过上转换发射来增强光学信号，并具有极大的应用潜力。
本文将重点研究半导体纳米晶增强NaYF4:Yb,Er上转换发光及其应用的研究进展。
一、NaYF4:Yb,Er纳米晶的物理特性NaYF4:Yb,Er纳米晶是一种重要的上转换荧光材料。
其主要由NaYF4基体和Yb、Er离子组成。
Yb离子能够吸收较短波长的光并将能量转移给Er离子，Er离子在受到激发后能够发射较长波长的光。
纳米晶结构使得掺杂的离子能够更有效地吸收和发射光子，从而增强了上转换发光效果。
二、半导体纳米晶增强NaYF4:Yb,Er上转换发光机制半导体纳米晶可以通过光电效应将吸收的光能量转化为电子，进而与掺杂的Yb、Er离子相互作用，促使上转换发光的发生。
在光束照射下，掺杂Yb和Er离子的电子会从基态跃迁到激发态，通过能级跃迁最终回到基态并发射出高能光子。
半导体纳米晶同时具有较大的表面积和较小的尺寸效应，使得能量密度更高，增强了上转换发光效果。
三、纳米晶增强NaYF4:Yb,Er的应用研究1. 生物医学应用纳米晶增强NaYF4:Yb,Er被广泛应用于生物医学领域。
通过将纳米晶标记在细胞或组织中，可以实现对特定细胞或组织的定位和追踪。
纳米晶的高亮度发光可以提供高对比度的图像，并在分子影像学和生物传感器等方面发挥重要作用。
2. 光学信息存储由于纳米晶增强NaYF4:Yb,Er具有较高的上转换发光效率和较长的寿命，可以应用于光学信息存储领域。
将纳米晶用作记录材料，可以实现高密度、高速度和长寿命的数据储存。
3. 光电能源纳米晶增强NaYF4:Yb,Er也被研究用于光电能源领域。
上转化发光实验报告
实验名称：共沉淀法制备NaYF4 ∶Tm3 + , Yb3 +的上转换发光近来许多三价稀土离子如Er3 +, Tm3 +等被掺杂到各种基质材料中作为发光中心, 而Yb由于其特殊的能级结构和长激发态寿命, 被用作敏化中心。
以NaYF4 为基质的上转换发光材料是近年来发现的并迄今为止上转换发光效率最高的材料体系之一, 其中六方相晶体对上转换荧光材料的发光效率有很大的贡献。
Tm3 + , Er3 +掺杂NaYF4 等氟化物材料早在20世纪70年代中期就有了研究, 因其在固体激光、三维平板显示和生物探针等方面有着潜在的应用, 近来更加受到关注.目前，以NaYF4为基质的上转换材料已有很多报道。
本实验是制备NaYF4:Tm,Yb的上转换材料。
在近红外光激发下，发出蓝绿色光，其上转换过程为间接敏化发光。
一．实验目的1.了解上转换发光的机理2.掌握制备上转换的试验方法3.通过上转化实验操作初步了解实验的流程4.通过初步的实验学习掌握实验室仪器的使用二．实验原理与传统典型的发光过程（只涉及一个基态和一个激发态）不同，上转换过程需要许多中间态来累积低频的激发光子的能量。
其中主要有三种发光机制：激发态吸收、能量转换过程、光子雪崩。
这些过程均是通过掺杂在晶体颗粒中的激活离子能级连续吸收一个或多个光子来实现的，而那些具有f电子和d电子的激活离子因具有大量的亚稳能级而被用来上转换发光。
然而高效率的上转换过程，只能靠掺杂三价稀土离子实现，因其有较长的亚稳能级寿命。
上转换发光，即：反-斯托克斯发光（Anti-Stokes），由斯托克定律而来。
斯托克定律认为材料只能受到高能量的光激发出低能量的光，换句话说，就是波长短的频率高的激发出波长长的频率低的光。
比如紫外激发出可见光，或者蓝光激发出黄色光，或者可见光激发出红外光。
但是后来人们发现，其实有些材料可以实现与上述定律正好相反的效果，于是我们称其为反斯托克斯发光，又称上转换发光。
NaLuF_4_Yb_3_Er_3_微米晶的制备及上转换发光_姚秀伟
2
H11 /2 /
S3 /2 → I15 /2 as well as H11 /2 / S3 /2 → I15 /2 to F9 /2 → I15 /2 changed with increasing pH values． The
Er3 + was investigated in detail． upconversion luminescence mechanism of NaLuF4 ∶ Yb3 + ，
Key words： NaLuF4 ∶ Yb3 + ， Er3 + ； microcrystals； upconversion luminescence
收稿日期： 2013-05-20 ； 修订日期： 2013-08-09 11174276 ） ； 教育部新世纪优秀人才支持计划 （ NCET110959 ） ； 黑龙江省博士后科学基 基金项目： 国家自然科学基金 （ 21171052 ， Q11009 ） ； 黑龙江大学杰出青年基金； 黑龙江省自然科学基金 （ E201041 ） ； 黑龙江省自然科学基金重点项目 金（ LBH资助 作者简介： 姚秀伟（ 1977 － ） ，女，黑龙江哈尔滨人，主要从事纳米材料的研究。 Email： 1781651864@ qq． com
第 34 卷
第 10 期
发光Biblioteka 学报Vol. 34
No. 10
2013 年 10 月
CHINESE JOUＲNAL OF LUMINESCENCE
Oct． ， 2013
7032 （ 2013 ） 10131905 文章编号： 1000-
NaLuF4 ∶ Yb3 + ， Er3 + 微米晶的制备及上转换发光
基于NaYF4：Yb3+,Er3+上转换发光材料的色彩设计
自２ ０世纪 ６ Ｏ年代 Ａ ｚｌ ｕｅ 等人发 现 了上转 换 现象 至今 ， 上转 换 在基 础 和应 用两 个方 面 已经 被
广泛地 进行 了研究 。近红 外转换 为可见光 的上转
Ｎ Ｙ 有较 合适 的声子 能量 ， 常 用 的一 ａＦ 具 是
种上转换 基 质材 料 。为 提高 上转 换 效率 ， 常在 基 质材料 中掺人 Ｙ ¨离 子作 为敏 化剂 。 由于 Ｙ ” ｂ ｂ 在近红外 波段有很 大的吸收截 面 ， Ｙ 中处 于 且 ｂ
基 于 Ｎ Ｙ ４ Ｙ ¨， ｒ＋ 转 换发 光材 料 的色 彩设 计 ａ Ｆ ： ｂ Ｅ ３上
任 琪 代如成 ，沈宇华 ， ，张增 明
（ ．中国科学技术大学 少年班学院 ， １ 安徽 合肥 ２ ．中国科学技术大学 物理系 ， 安徽 合肥 ２ ０２ ； ３０ ６ ２ ０２ ） ３０ ６ ２０ ２ ； ３ ３０ ６ ．中国科学技术大学 物理实验教学 中心 ， 安徽 合肥
合物 。镧系离子 （ Ｙ 除 ｂ外 ） 般有更 多 的上转 换 一
所必须 的亚稳态 能级 。在 多声 子弛豫 辅助上转 换 发光过程 中 ， 相对 较 高 的声子 能 量能 够 引发 无 辐 射跃迁几 率增加 ， 使辐 射跃迁 几率下 降 ， 因此实 际
收 稿 日期 ： ０９０ －８ ２ ０ －７２ ；修 订 日期 ： ０ ９ ８２ ２０ － －５ ０ 基金项目：国家自然科学基金 （０ ７ １０） １８４ ６ ；中国科学技 术大学教 改（ ６５） ０ ０ ；教育部 “ 博士生访学 计划 ” 同步辐射研 究创新基 金 （ ０８ １２ ） ２０ ０ ５ Ｓ 资助 项 目 作者简介：任琪 （９ ９一） １８ ，女 ， 安徽六安人 ．主要从事凝聚态理论的研究。
NaYF4：Yb3+, Er3+纳米晶的溶剂热制备及光学性质研究
NaYF4：Yb3+， Er3+纳米晶的溶剂热制备及光学性质研究作者：曲雪松李志欣来源：《科技视界》2017年第26期【摘要】本文采用溶剂热法制备了Yb3+和Er3+共掺杂NaYF4上转换发光材料，并对材料的结构、尺寸、形貌及上转换发光性质进行了表征。
研究结果表明F-/Y3+的比例对材料结构，形貌及尺寸有着重要影响，较高的F-浓度有利于六角相NaYF4的生成。
由于较小尺寸材料中表面吸附大声子振动基团的增加，增加了4I11/2-4I13/2无辐射驰豫速率，红光能级4F9/2得到有效布居，红光比例相对增强。
【关键词】NaYF4：Yb3+;Er3+;溶剂热;上转换发光中图分类号： TB383.1 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2017）26-0025-002Solvothermal Preparation and Optical Properties of NaYF4：Yb3+，Er3+ NanocrystalsQU Xue-song LI Zhi-xin（School of Physics，Changchun Normal University，Changchun 130032，China）【Abstract】In this paper，Yb3+and Er3+co-doped NaYF4up-conversion luminescent materials were prepared by solvothermal method.The structure，size，morphology and up-conversion luminescence properties of the materials were characterized.The results show that the proportion of F-/Y3+has an important influence on the structure，morphology and size of the material，and the higher F-concentration is conducive to the formation of hexagonal NaYF4.Due to the increase of the vibrational groups with larger phonon in the surface of the smaller size material，the non-radiative relaxation rate of 4I11/2-4I13/2is increased，and the red light level of4F9/2is effectively resided and the red ratio is relatively enhanced.【Key words】NaYF4：Yb3+;Er3+;Solvent heat;Upconversion luminescence0 引言近年来，稀土纳米发光材料的可控合成引起了研究者的极大兴趣。
上转换材料NaYF4：Er 3+,Yb 3+纳米晶的制备
摘要 ：采用 溶 胶一 胶 法合 成 Ｎ Ｙ ： ｒ Ｙ ¨ 纳米 晶．在 ９０ａ 红 外 激 光 照射 下 ，肉眼 可 凝 ａ Ｆ Ｅ¨，ｂ ８ ｍ 观 察 到 明亮 的上转换 发 光 ；ｘ射 线粉 末衍 射 （ Ｒ 结果 表 明 ，该 纳 米 晶属 于 立 方 晶体 结构 ； Ｘ Ｄ）
透射电镜（ Ｅ 照片显示 ， Ｔ Ｍ） 晶粒为圆球形 ， 分散性好 ， 平均尺寸为 ７ ｍ， ０ａ 符合生物标记过程 中对 材料 的要 求．用 荧光 光谱 仪 记录 了该 上 转换 光谱 ， 对 发光机 理 进行 了探 讨 ． 并 关键 词 ： 转换 材 料 ；纳 米 晶 ；稀土 共掺 杂 上
Ａｂ ｔａ ｔ ｈ ｐ ｃ ｎ ｅ ｓ ｎ ｎ ｎ ｃ ｙ ｔｌ ＹＦ ：Ｅ ， ｂ ｗｅ ｅ ｐ ｅ ａ ｅ ｙ ｓ ｌｇ ｌｍｅ ｄ ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｕ — ｏ ｖ ｒｉ ａ ｏ ｒ ｓ ｓＮａ ４ ｏ ａ ｒ Ｙ ｒ ｒ ｐ ｒ ｄ ｂ ｏ — ｅ ￣ｏ ．Ｔ ｅ ｉ ｔ ｎ ｅ ｈ ｎ ｍ ｔ ｅ ａ ｏ ｒ ｓａｓ ｎ ｅ ｅ ｃ ｔｔｏ ａ ９ ０ ｍ ． Ｘ—ａ ｄｆｒ ｃｉ ｎ — ｏ ｖ ｒ ｉｎ ｅ ｓ ｉｎ ｓ ｂｓ ｒ ｅ ｆｏ ｈ ｎ ｎ ｃ ｙ ｔｌ ｕ ｄ ｒ ｘ ｉａｉｎ ｔ ８ ａ ｒｙ ｉ ａ ｔ ｆ ｏ ａ ａ ｙ ｉ ｕ ｇ ｓｓ ｔ ａ ｈ ａ ｃ ｙ ｔｌ ｒ ｕ ｉ ． Ｔ ａ ｏ ｒ ｓａ ｓｗｅ ｅ ｆｕ ｏ ｂｅ ｗｅｌｄ ｓ ｅ ｓ ｄ ｓ ｈ ｒｃ ｌ ｎ ｌｓｓ ｓ ｇ ｅ ｔ ｈ ｔｔ ｅ ｎ ｎｏ ｒ ｓａｓ ｗｅ ｅ ｃ ｂ ｃ ｈｅ ｎ ｎ ｃ ｙ ｔｌ ｒ ｏ ｎｄ ｔ ｌ— ｉｐ ｒ ｅ ｐ ｅ ｉ ａ
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第４ ６卷
第 ４期
吉 林 大 学 学 报 （理 学 版 ） Ｊ Ｕ Ｎ ＬＯ ＩＩ ＮＶ Ｒ ＩＹ （ ＣＥ Ｃ ＤＴＯ Ｏ Ｒ Ａ ＦＪＬＮ Ｕ Ｉ Ｅ ＳＴ Ｓ ＩＮ ＥＥ ＩＩ Ｎ）
Yb3和Er3共掺杂的NaYWO42纳米晶的制备与发光性能
刘桂香等：共沉淀法制备ZnO基纳米复合粉体及高压ZnO压敏电阻的电性能・ 359 ・第41卷第3期DOI：10.7521/j.issn.0454–5648.2013.03.14 Yb3+和Er3+共掺杂的NaY(WO4)2纳米晶的制备与发光性能任晓娇，杨魁胜，李慧，张义鑫(长春理工大学材料科学与工程学院，长春 130022)摘要：采用水热法制备出NaY(WO4):Yb3+,Er3+纳米发光粉。
通过X射线衍射、扫描电子显微镜表征了制备的发光粉样品；研究了不同Yb/Er摩尔比对发光强度的影响。
结果表明：Yb3+和Er3+共掺杂的NaY(WO4)2属于四方晶系，其粒径在30nm左右，且分散均匀。
当Yb/Er摩尔比为4:1时，NaY(WO4):Yb3+,Er3+发光粉样品的发射峰强度达到了最大值。
用980nm激光对其进行激发，在室温下观察到了410、524、553和656nm的发射峰，分别对应于2H9/2→4I15/2，2H11/2→4I15/2，4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2的跃迁。
根据激发功率与发光强度的关系得出410、524、553和656nm发射峰均为双光子过程。
关键词：镱和铒共掺钨酸钇钠:；纳米晶；水热法；上转换发光中图分类号：O764 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2013)03–0359–05网络出版时间：网络出版地址：Preparation and Luminescence Property of Yb3+ and Er3+ Co-doped NaY(WO4)2 NanocrystalREN Xiaojiao，YANG Kuisheng，LI Hui，ZHANG Yixin(College of Materials Science and Technology, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China)Abstract: The NaY(WO4)2:Yb3+,Er3+ nanocrystals were synthesized by the hydrothermal method. The nanocrystal samples prepared were characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The effect of Yb/Er mole ratio on the up-conversion luminescence intensity of the NaY(WO4)2:Yb3+,Er3 was also investigated. The results show that the NaY(WO4)2: Yb3+,Er3+ nanocrystals with the size of 30nm belong to a tetragonal system. The luminescence intensity of nanocrystal samples was more intensive at a mole ratio of Yb/Er of 4:1. The emission peaks at 410, 524, 553 and 656nm corresponding to 2H9/2→4I15/2, 2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2 and 4F9/2→4I15/2 transitions of Er3+ ions, respectively, were observed at room temperature under 980nm laser excitation. According to the relationship between the exciting power and luminous intensity, the emission peaks at 410, 524, 553 and 656nm were all belong to two-photon absorption processes.Key words: ytterbium and erbium co-doped yttrium sodium tungstate;nanocrystals; hydrothermal method; up-conversion luminescence稀土发光材料广泛应用于显像显示、生物技术等诸多领域[1–2]。
NaYF4：Yb3+，Er3+上转换发光纳米晶在三元混合溶剂体系中的配体交换修饰及发光性质
NaYF4：Yb3+，Er3+上转换发光纳米晶在三元混合溶剂体系中的配体交换修饰及发光性质张庆彬;孔祥贵;王新;程成【期刊名称】《高等学校化学学报》【年(卷),期】2014(000)002【摘要】选用2-胺乙基膦酸双官能团小分子作为配体交换剂，采用氯仿/乙醇/水三元混合溶剂体系下的配体交换修饰方法，解决了疏水纳米晶与亲水配体的有效接触反应问题，实现了上转换纳米晶的水溶性以及表面胺基功能化修饰。
通过傅里叶变转换红外光谱和热重分析证实了表面配体分子的替换。
透射电子显微镜和激光粒度分析结果显示，所得水溶性纳米晶具有粒径均一，水力直径小和分散稳定的特点。
样品的发射光谱结果表明，配体交换过程对纳米晶的发光无明显影响，保持了良好的发光性能。
通过荧光共聚焦成像技术实现了胺基修饰上转换发光纳米晶对HeLa 细胞的光学成像，证实所得纳米晶适合于潜在的生物学应用。
%Hydrophobicup-converting rare-earth nanoparticles( UCNPs) were transferred from organic solvent to aqueous solution via a simple surface-ligand exchange procedure. 2-Aminoethyl dihydrogen phosphate ( AEP) molecules were used to replace the original hydrophobic ligands in chloroform, ethanol and water ter-nary mixture solvent at ambient temperature. The ligand exchange process was confirmed by Fourier transform infraredspectra( FTIR) and thermogravimetric analysis( TG) . Investigations by transmission electron micros-copy(TEM), dynamic light scattering ( DLS) and photoluminescence ( PL) spectroscopy show no obvious variations inthe morphologies, structure and luminescentproperties of the UCNPs during the ligand exchange process. The fluorescence confocal cell imaging of AEP modified hydrophilic UCNPs confirms that the hydro-philic UCNPs are suitable for potential biological labeling.【总页数】6页(P224-229)【作者】张庆彬;孔祥贵;王新;程成【作者单位】浙江工业大学激光与光电子技术研究所，杭州310023;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激发态重点实验室，长春130033;中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，苏州215123;浙江工业大学激光与光电子技术研究所，杭州310023【正文语种】中文【中图分类】O616【相关文献】1.氨基磷酸辅助的水热合成NaYF4:Yb3+,Er3+纳米晶及其上转换发光 [J], 赵军伟;孔祥贵2.聚乙烯吡咯烷酮修饰的NaYF4:yb3+/Er3+上转换发光纳米粒子的制备及其生物兼容性 [J], 芦志华;陈欢;何春风;揣晓红;秦冠仕;赵丹3.水热法合成纳米晶NaYF4:Er3+,Tm3+,Yb3+的上转换发光特性 [J], 李岳;翟海青;杨魁胜;张月平4.基于NaYF4∶Yb3+,Er3+上转换发光纳米晶的复合微球组装及其光动力活性 [J], 张庆彬;程成F3:Yb3+,Er3+纳米晶:溶剂热法合成及上转换发光性质 [J], 曲玉秋;李美成因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
Er～(3+)、Yb～(3+)掺杂NaYF4微米晶体的设计合成及光学性能研究
２ ０ １ ３正
寸 和形貌 特 征 ， 采 用荧 光光 谱 仪对 样 品的光 学性 能 进行 测试 ． 本研 究 对 于更好 地研 究稀 土 氟化 物与 形貌 尺
寸相 关 的材料 性质 具 有重 要 的理论 ． １ 主 要 实 验 仪 器
为基 质 的上 转换 发光 材 料性 能最 为优 越 ． 因为 Ｎａ ＹＦ 基质 具 有较 低 的声 子 能 量 ， 而 高 的声 子 能量 会 降低
发光 效率 ， 其 中六 方 相 的 Ｎａ ＹＦ 基质 表现 出 比立方 相 Ｎａ ＹＦ 基 质更 高 的发光 效率Ｌ ５ 。 ］ ． 因此 ， 是 否能 成功 获得 六方 相 的 Ｎａ ＹＦ 基 质是 获得 强发 光 性能 发光 材料 的关 键 ． 在 合 成上 转 换 发光 材 料 的方 法 中 ， 水 热合 成法［ ８ 具 有更 多 的优 势． 水 热合 成 法是 指在 温度 为 １ Ｏ ０ ～１ ０ ０ ０℃ 、 压力 为 １ ＭＰ ａ １ Ｇ Ｐ ａ条件 下 利 用物 质 在 水溶 液 中进行 化 学反 应 的一 种合 成方 法． 在亚 临界 和 超 临界 水热 条 件 下 ， 由于 反 应 处 于分 子水 平 ， 反
第 １ ２卷 第 ５期
２ ０ １ ３年 ９月
杭 州 师范 大学 学报 （ 自然 科 学版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｎ ｏ ｒ ｍａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
应 性 能提 高 ， 因 而水热 反应 可 以替 代某 些 高温 固相 反应 ． 又 由于水 热反 应 的均相 成核及 非均 相成 核机 理与
NaYF4_Yb3+_Er3+上转换荧光标记纳米晶的制备与性能表征
烟台大学硕士学位论文NaYF4:Yb3+/Er3+上转换荧光标记纳米晶的制备与性能表征姓名：冯志强申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：秦连杰2011-06摘要近年来，稀土上转换荧光纳米材料以其荧光效率高、稳定性好、分辨率高等优良性能，受到科研人员的广泛关注。
其在防伪识别、太阳能电池、生物荧光标记、上转换激光器等领域有着广泛的应用前景。
尤其是在生物上转换荧光标记领域，与传统的有机染料和量子点荧光标记材料相比具有很多优良性能，例如检测灵敏度高、背景干扰小、机体损伤小等。
本文分别以柠檬酸三钠和EDTA-2Na为络合剂，采用共沉淀法合成出了NaYF4:Yb3+/Er3+上转换荧光纳米晶。
并在此基础上，采用柠檬酸钠络合水热法制备出了多种形貌的NaYF4:Yb3+/Er3+上转换荧光粉。
分别调整络合剂种类、掺杂离子配比、煅烧温度、水热温度和水热时间等实验条件对荧光粉合成性能进行研究。
选用综合热分析仪（TG-DSC），X射线粉末衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、荧光光谱仪（FS）对所制备粉体的热分解过程、晶体结构、颗粒形貌和上转换荧光性能进行了分析。
寻找出了一条合成相纯度高、荧光效率高、尺寸适中、形貌好NaYF4:Yb3+/Er3+上转换荧光纳米晶的最佳工艺路线。
从实验结果可知，当Er3+、Yb3+、Y3+的掺杂摩尔比为2:20:78时，合成纳米晶的上转换荧光效率最高。
采用络合共沉淀法制备粉体时，XRD结果显示晶体结构随着煅烧温度的升高经历了从立方相到六方相再到立方相的变化，并且采用柠檬酸钠为络合剂合成粉体的结晶温度低于EDTA-2Na。
SEM结果显示粉体形貌均为颗粒状，且随着煅烧温度的升高，颗粒尺寸逐渐变大。
荧光光谱显示，当粉体晶体结构为六方相时上转换荧光效率最高，在980nm激光激发下，观察到明显的红光与绿光。
采用柠檬酸钠络合水热法制备粉体时，合成出了纯六方相的上转换荧光粉体，粉体形貌呈棒状和片状，分散性好，粉体晶体结构、形貌和上转换荧光强度随着水热温度和时间的不同而发生变化。
NaYF4：Er3+,Yb3+红外激光探测卡的制备与性能研究
Ｖ０ ．３ ＮＯ． １３ ２ Ｊ ｎ ０１ ｕ ．２ ０
Ｎａ Ｆ：ｒ ， ｂ＋ 外激 光 探 测 卡 的制 备 与性 能 研 究 Ｙ ４ Ｙ ３ Ｅ 红
米晓云 ，王俊 ，孔祥杭 ，凌丽 雯，张峰 玮 ，李聪 ，董玮利 ，孙宏 宽
（ 长春理工大学 材料科学与工程学院 ，长春 １０ ２ ３ ０ ２）
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｎａ ４ ， Ｙｂ ｕ — ｏ ｖ ｒ ｉ ｎｌ ｍｉ ｅ ｃ ｎ ｔｒａｓ ｔ ｎ ｌ— ｒ ｓ ｌ ｈ ｓ ， ｓ ｌｐ ｒｉｌ ｉｅ ｄｅ ｃ ｌ ｓｒ ｃ ： ＹＦ ： Ｅ ｐ ｃ ｎ ｅ ｓｏ ｕ ｎ ｓｅ ｔ ｍａｅ ｌ ｗｉ ｓ ｇ ｅ ｃ ｙ ｔ ａ ｅ ｍａ ｌ ａ ｔ ｅｓｚ ｓ ｉ ｈｉ ａｐ ｃ ｎ ａ ｘ ｅ —
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上转化材料制备及表征
上转化材料NaYF4:Er3+,Yb3+制备及表征摘要含有稀土离子的上转换发光材料因具有巨大的应用价值而受到人们的广泛研究，特别是六方相NaYF4已被公认为是迄今为止发光强度最大的上转换基质材料。
本文以柠檬酸作为添加剂，分别用水热法和溶剂热法合成了Er3+和Yb3+共掺杂的NaYF4纳米晶。
通过X射线衍射(XRD)、场扫描电子显微镜(SEM)、荧光（FL）光谱等手段对合成的样品进行了表征。
探讨了在合成NaYF4:Yb3+,Er 3+纳米材料过程中，反应条件对纳米颗粒粒径、晶型及荧光性能的影响。
关键词:上转换发光，水热法，溶剂热法，NaYF4:Yb3+,Er3+Up-conversion Materials NaYF4:Yb3+,Er3+Preparation And CharacterizationAbstractRare earth（RE）up-conversion（UC）fluorescence materials have be e n wi dely studied due to their important application in many fields,in w ich e s pecially hexagonal NaYF4has been regarded as a basic ma t e r i al with the strongest lu minescence.Citric acid as an additive,r es p ectively,by hydrother m al method and s olvent-thermal method syn t hes i s of Er3+and Yb3+the co d o ped NaYF4nanocry s talline.The synthes i zed s am ples were characte rized by X Ray Diffraction(XRD),Scanning E lect r on Microscope(SEM),fluore scence(F L)spectra and other means.E x plor e d in synthetic NaYF4:Yb3+,Er3+ of re a ct i on conditions on the n a n o meter p article size,crystal type and fluorescenc e p r operties of i m p act.Key words:up-conversion fluorescence,Hydrothermal method,solvent-th e rmal,N aYF4:Yb3+,Er3+1目录1引言 (1)1.1纳米材料简述 (1)1.2上转换荧光纳米材料 (1)1.3N A YF4上转换荧光材料的合成方法 (2)1.3.1水热合成法 (2)1.3.2溶剂热法 (3)1.3.3共沉淀法 (3)1.4水热/溶剂热法的优点 (3)2实验部分 (4)2.1试剂与仪器 (4)2.1.1试剂 (4)2.1.2仪器 (4)2.2实验步骤 (4)2.2.1反应储备液的配制 (4)2.2.2上转换材料NaYF4:Yb3+,Er3+的合成 (5)2.2.2.1水热合成法 (5)2.2.2.2溶剂热法 (5)2.3样品的表征 (5)2.3.1XRD表征 (5)2.3.2SEM表观形貌观察 (6)2.3.3柠檬酸的加入量对样品形貌的影响 (6)22.3.4反应溶剂对样品形貌的影响 (7)2.4上转换发光研究 (7)2.4.1发光性能 (7)2.4.2发光机制的探讨 (7)2.4.3上转换荧光强度的影响因素 (8)3结论 (9)参考文献 (10)致谢 (12)1引言1.1纳米材料简述纳米概念是1959年诺贝尔奖获得者理查德·费曼在题为“There is plenty at the bottom”的演讲时提出的。
Yb3+／Er3+共掺NaYF4的晶体结构和上转换发光性能的研究
２ ０ １ ３年 １ １月
光
谱
学
与
光
谱
分
析
Ｖ ｏ １ ． ３ ３ ， Ｎ ｏ ． １ １ ， ｐ ｐ ２ ９ １ ７ — ２ ９ ２ ０
Ｎｏ ｖ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ，２ ０ １ ３
Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｙ ａ ｎ ｄ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ａ ｌ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
光增 强和发光颜色可调 的机理 。用 ｌ Ｏ ｍｗ ， ９ ８ ０ ｎ ｎ ｌ 二极管激光激发 ， 在 立方相 和六角相样 品中均观察 到肉
眼可见的上转换荧光发射 ，分别是 ５ ２ ５ ／ ５ ５ ０ ｎ Ｙ ｎ附近 Ｈ ／ ｚ ／ ￥ ３ ／ ２ 一 １ １ ５ ／ ２ 跃迁引起的绿光发射 和 ６ ５ ７ ｒ ｉ ｍ 附近 Ｆ ９ ／ ｚ 一 Ｉ ， ｓ ／ ２ 跃迁 引起 的红光发射 。与立方相样品相 比，六角 相样 品荧光发射 谱线 变窄 ， 荧 光强 度增强 了一
引 言
以 Ｎａ ＹＦ ４ 为基质的上转 换发 光材料 被认 为是迄 今为 止
进行生物检测＿ ６ ’ ｌ Ｏ － ｌ ａ ］ 。因而 ＮＡ ＭＥ ４： Ｙｂ ，Ｅ ｄ 纳米晶上转 换发光材料受到人们 的广泛研 究 ， 而 Ｎａ Ｙ Ｆ ４纳米 晶的晶相 、 尺寸 、 微结构对其 光电性质 、物 理、化学 性质 以及在 生物方 面的应用都有较 大影 响。许 多学者 都致力 于研 究 Ｎａ ＹＦ ４ 纳
上转换效率最 高的材料体系之一 ，近年来 受到广 泛的关注 和 研究［ １ ］ 。上转换发 光材 料是 指在 材 料受 到光 激发 时 ，能基 于双光子 或多光子机制 ， 吸 收低 光子 能量的长 波辐射 ， 发 射
上转换发光材料nayf4纳米晶的可控制备、生长机理及表面修饰的研究
摘要诺贝尔奖获得者Feyneman曾经预言：如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话，我们就能使物体得到大量的异乎寻常的特性，就会看到材料的性能产生丰富的变化。
他所指的材料就是纳米材料。
在过去的几十年中，纳米材料备受关注，并且逐渐上升为国家战略材料。
目前，纳米材料已经应用于飞机涂层、航天传感器等高端领域，同时也在药物缓释、汽车制造等民用领域得到了发展。
在生物荧光领域，与传统的量子点材料和有机染料相比，上转换氟化物纳米材料具有毒性低、发射带窄、光稳定性良好等优点。
而小尺寸的纳米颗粒更容易进入生物组织中，并在血液中自由移动，因此可以借助此特性扩展其在生物研究领域的应用。
由此可见，尺寸控制成为拓展NaYF4纳米材料的应用范围的关键。
CdSe量子点材料作为近几年的热门研究材料，由于具有荧光发射峰的位置随晶体粒径的减小发生蓝移的特性而得到了广泛应用。
本论文围绕稀土掺杂NaYF4纳米晶的可控制备、生长机理以及与CdSe量子点的结合等研究开展了一系列工作。
主要研究内容如下：（1）为了能够得到形貌均一、粒径均匀、单分散的NaYF4纳米材料，我们研究组结合了化学、电学、机械学等多领域学科知识，历时多年完成了全自动纳米材料合成仪（ANS01/02型合成仪器）的研制、开发与测试工作。
该仪器不仅帮助科研人员简化手工实验操作的过程、节省时间，而且能够更加稳定可靠地合成纳米材料。
通过“使用模板”程序控制反应温度、反应时间、搅拌速度、气体流量、投料速度等因素，进而可重复地合成10 nm左右的NaYF4纳米粒子。
通过“高级模式”程序，操作者可以根据实验条件自主设置实验参数并进行实验，这使得利用该仪器可能完成更多材料的合成实验，也为操作者提供了更便捷的实验平台。
（2）成功制备了NaYF4：18%Yb3+，2%Er3+纳米晶的标准反应溶液。
该标准反应溶液可供ANS01/02型合成仪器进行多次常规反应，实验人员可按照一次实验用量进行抽取。
Er3论文：Er3上转换发光能量传递NaYF4
Er3+论文：Er3+ 上转换发光能量传递 NaYF4【中文摘要】红外上转换发光材料因其在红外激发源的激发下可以发射出可见光,从而产生视觉效应,进而引起了防伪工作者的关注。
众所周知,红色、绿色和蓝色一起被人们称为三基色,大多数的其他颜色则可以由红、绿、蓝三色按照不同的比例混合产生的。
正是基于此,我们开展了红绿蓝多谱线上转换发光的研究。
同时为了弥补上转换防伪技术存在激发波长单一的不足,我们开始尝试寻找新的激发波段以加大上转换防伪力度并增强其保密性。
本文主要开展了如下工作:1.采用高温固相法合成了Yb3+/Er3+共掺杂的六角相NaYF4样品。
研究了Yb3+/Er3+双掺NaYF4样品在980nm激光激发下的上转换发光性质。
我们研究了红绿上转换发光强度随Yb3+离子掺杂浓度的变化规律并对其进行了解释。
同时在980nm激发下实现了强红光的输出。
有意思的是,我们发现随着改变Yb3+离子浓度或者改变激发功率都可以起到调节颜色的作用。
2.采用高温固相法合成了Yb3+/Tm3+共掺杂的六角相NaYF4样品。
本章主要研究了Yb3+/Tm3+双掺NaYF4样品在980nm 激光激发下的上转换发光性质,实现了强蓝光及其他波段光的发射。
同时还研究Tm3+上转换发光强度随Tm3+离子浓度的变化情况。
最后我们探讨了Er3+离子的引入对Tm3+的上转换发光强度的影响,我们发现Tm3+的上转换发光强度得到了较大的提高,其中蓝光（455nm）的强度提高了大约8.3倍。
这主要是因为Er3+可以对Tm3+进行有效的能量传递。
3.采用高温固相法成功合成了Er3+单掺及Yb3+/Er3+共掺杂NaYF4样品。
在808nm激光激发下肉眼观察到了绿光的发射,并得到了丰富的发射波段。
研究了Er3+浓度的变化对上转换发光性质的影响,并对其进行了机理分析。
同时我们还探讨了Yb3+离子的引入对上转换发光性质的影响,发现当Er3+离子的浓度不同时,红绿光随Yb3+离子浓度变化的规律并不相同。
Yb3+Er3+共掺NaYF4的晶体结构和上转换发光性能的研究
掺杂)-l I7!X 后!'5LNB 纳米晶形貌发射了明显的变化! 成纺锤形!直径约为",-"))-6;!长度范围为 B--"E-6;!晶相为六角相"'5LNB 纳米晶掺杂 I7!X 之后 I7!X 取代 L!X !由于 I7!X 半径比 L!X 大!偶极矩增大!电子云畸变严 重!有利于六角相结构形成"在晶体生长阶段!由于各向异 性生长!因而形成棒状或纺锤形(*!E)"KW[ 和 C\? 的结果 都表明通过掺杂 I7!X !实现了 '5LNB 基质从立方相到六角 相的相变"
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光谱学与光谱分析!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 第!!卷
准确称取)&"---R'5N!置于烧杯中!加入F-;O去离 子水!搅 拌 至 完 全 溶 解"以 L<)@!!I7)@! 与 L)@! 溶 于 D'@! 分别制备 -&);$%*OZ"的 L<&'@!'!!L&'@!'! 与 I7&'@!'! 溶液"以 \2&'@!'! 和 \[C8 分别溶于去离子水 制备-&);$%*OZ"的 \2&'@!'! 和 \[C8 溶液"分别量取 \[C8!L<&'@!'!!L&'@!'! 与 I7&'@!'! 溶 液 )- ;O! &"F或")';O!&-或B';O!!&B;O!-&F;O"混合均匀后 迅速注入到 '5N溶液中!在E- Y快速搅拌下反应F-;96! 将反应液离心分离得到沉淀物!用去离子水与乙醇各洗涤三
NaLuF4上转换发光材料的光学与温敏性质研究
2021.01科学技术创新NaLuF 4上转换发光材料的光学与温敏性质研究佟嘉欣邹鹏*(长春理工大学理学院，吉林长春130022)1概述近几年来，利用纳米材料对癌细胞进行光热治疗备受关注。
在适当的温度下，杀灭癌细胞的同时保证健康组织不受损伤是目前的研究重点。
因此，对病灶组织持续的提供温度和局部位置的监测是至关重要的。
随着纳米科学和纳米技术迅速发展，稀土发光纳米温度计被广泛研究。
由于稀土离子Lu 3+的4f 层为全充满状态，化学稳定性高。
且以较低声子能量的氟化物作为基质，能有效减少非辐射损失并增大辐射发射，促进连续光子的吸收和能量转移。
所以，NaLuF 4作为基质进行稀土离子掺杂，形成的发光纳米材料是稀土发光材料和纳米温度计的良好选择[1-2]。
通过监测发光材料的荧光强度比（FIR ）等与温度的依赖关系，进行温度测量，为了提高温敏观察效果，可以增强材料的发光。
目前，有很多增强稀土发光纳米材料荧光强度的方法。
如表面等离子体耦合、染料敏化增强、核壳包覆、离子掺杂。
其中，离子掺杂改变了基质晶体场的对称性[3]，4f 组态内能级间的跃迁禁戒状态被解除，从本质上提高4f-4f 跃迁几率，增强稀土掺杂纳米材料的荧光强度。
所以，合成了NaLuF 4：Yb 3+，Ho 3+上转换纳米发光材料。
并对形貌、结构、发光性质、温敏性质进行分析。
通过碱金属离子Ca 2+掺杂，提高了材料的发光强度，然后进行了温敏性质研究。
这种具有良好的上转换发光性能和温敏性质的纳米材料，有望在荧光成像和温度测量中发挥更大的应用价值。
2实验部分2.1试剂硝酸镥（Lu （NO 3）3·6H 2O ，99.98%）、硝酸镱（Yb （NO 3）3·5H 2O ，99.99%）、硝酸钬（Ho （NO 3）3·5H 2O ，99.9%）、硝酸钙（Ca （NO 3）2·4H 2O ，99.9%）、氟化铵（NH 4F ）、氯化钠（NaCl ）均购自aladdin 公司，纯度为分析纯。
Cu2+离子共掺杂的β-NaYF4:Yb3+,Er3+晶体的制备与上转换发光性能的提高
Cu2+离子共掺杂的β-NaYF4：Yb3+,Er3+晶体的制备与上转换发光性能的提高王雪;兰民;杨怡舟;王丽丽;孙正昊;王文文【摘要】采用水热法制备Cu2+离子共掺杂的β-NaYF4:20％Yb3+,2％Er3+上转换晶体.通过X射线衍射(XRD)及透射电子显微镜(TEM)数据分析,Cu2+离子的掺杂不影响样品的晶相与形貌.通过荧光光谱观察到,随着Cu2+离子的掺杂摩尔分数从0增加到40％,紫外到可见的上转换发光强度先增大再减小.在掺杂5％Cu2+离子时,β-NaYF4:20％Yb3+,2％Er3+晶体呈现出最大的上转换发光强度.这是因为低价态的Cu2+离子掺杂导致F-空位的产生,降低了Er3+离子周围晶体场的对称性,从而有利于上转换发光的增强.【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2018(039)008【总页数】5页(P1082-1086)【关键词】β-NaYF4;上转换;Cu2+离子;掺杂【作者】王雪;兰民;杨怡舟;王丽丽;孙正昊;王文文【作者单位】长春工业大学化学与生命科学学院, 吉林长春 130012;长春工业大学材料科学与工程学院, 吉林长春 130012;长春工业大学材料科学与工程学院, 吉林长春 130012;长春工业大学材料科学与工程学院, 吉林长春 130012;长春工业大学材料科学与工程学院, 吉林长春 130012;长春工业大学材料科学与工程学院, 吉林长春 130012【正文语种】中文【中图分类】O482.311 引言近年来，稀土掺杂的上转换晶体由于它们独特的光学性能引起了人们的关注，如3D显示器、固体激光器和太阳能电池［1-4］。
与传统的有机染料和半导体量子点发光材料等相比，上转换发光晶体具有良好的化学稳定性、较低的生物损伤、较深的组织穿透深度和低毒性等优点［5-7］。
因此，它们在生物医学领域具有潜在的应用，尤其是在生物成像、生物检测和光动力学疗法等方面［8-10］。
氟离子浓度对稀土掺杂上转换发光纳米材料形貌及荧光寿命的影响
氟离子浓度对稀土掺杂上转换发光纳米材料形貌及荧光寿命的影响刘珊珊;徐征;赵谡玲;梁志琴;朱薇【期刊名称】《物理化学学报》【年(卷),期】2016(032)008【摘要】利用溶剂热法制备了yb3+、Er3+共掺的NaYF4上转换发光纳米材料.实验结果表明,不同F-离子对纳米晶的晶型和粒径尺寸起着重要的作用.低F-离子浓度下,NaYF4纳米材料的粒径尺寸随F-离子浓度的增加逐渐变小且趋于均一;高F-离子浓度下,六方晶相的形成受到抑制,上转换纳米晶出现团聚现象.在一定浓度范围内,F-离子的浓度有利于促进荧光发射.同时F-离子浓度对荧光寿命也有显著的影响.【总页数】5页(P2108-2112)【作者】刘珊珊;徐征;赵谡玲;梁志琴;朱薇【作者单位】北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室,北京100044;北京交通大学光电子技术研究所,北京100044;北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室,北京100044;北京交通大学光电子技术研究所,北京100044;北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室,北京100044;北京交通大学光电子技术研究所,北京100044;北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室,北京100044;北京交通大学光电子技术研究所,北京100044;北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室,北京100044;北京交通大学光电子技术研究所,北京100044【正文语种】中文【中图分类】O649【相关文献】1.稀土掺杂上转换发光纳米材料及其在生物分析化学的应用 [J], 吴靓;肖双喜;许剑平;王敏;陈中胜2.离子液体合成方法中氟离子浓度对NaYF4∶Yb3+,Er3+形貌、晶相及发光性质的影响 [J], 刘甲;单含;刘晓敏;孔祥贵3.稀土掺杂上转换发光纳米材料的研究进展 [J], 郭春芳4.稀土掺杂上转换发光纳米材料的研究进展 [J], 郭春芳5.稀土掺杂上转换发光生物医用纳米材料的研究进展 [J], 周国永;王志康;罗迎春;陶文亮;梁旭阳;赵宇;胡海良;王环江;郑锦霖;李廷耀;任富;李和平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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中 图分 类 号 ：０ ４ ８ ２ 文章编号 ： １ ６ ７ １ － ７ ６ ２ ７ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ２ － ０ ０ １ １ － ０ ６
Ｐｒ ｅ ｐａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｕ ｐｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ｌ ｕ ｍｉ ｎｅ ｓ ｃ ｅ ｎｃ ｅ ｐｒ ｏ ｐｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｈ ｅ ｘ ａ ｇ ｏ ｎａ ｌ Ｎａ ＹＦ４ ： Ｙｂ¨ Ｅｒ 。 ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｐａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ
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微 米 片 。 当反 应 温度 为 ２ ２ ０℃ 、 反 应时间为 ２ ４ ｈ时 ， 得 到 了 直径 为 ２ ． ９ ｍ、 厚度 为 １ ． ３ ｍ 的 片状 一 Ｎ ａ Ｙ Ｆ ４ ： Ｙ ｂ ”，
Ｅ ｒ 粉体 。荧光光谱 分析表 明， 在９ ８ ０ ｎ ｍ激光激发 下， 一Ｎ ａ Ｙ Ｆ ： ２ ０ ％Ｙ ｂ ”， ２ ％Ｅ ｒ ”粉体 能够发射 出绿光 （ 波长 ５ ２ １
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ １ — ７ ６ ２ ７ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ２ ． ０ ０ ３
六 方 相 Ｎａ Ｙ Ｆ ４： Ｙ ｂ ， Ｅ ｒ ３ ＋ 晶 体 的
制 备及 上转 换 发 光 性 能
丁 明烨 ， 陈天 珏 ， 陆春 华 ， 倪 亚茹 ， 许 仲梓
ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ｎ ａ ｎ ｏ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ｔ ｏ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｐ ｌ ａ ｔ ｅ ｓ ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｏ ｆ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｉ ｍｅ ． Ｐ ｌ ａ ｔ ｅ — ｌ ｉ ｋ ｅ ８一
（ 南京 工业大 学 材料 科 学与工 程学 院 材 料化 学工 程 国家重 点实验 室 ， 江苏 南京 ２ １ ０ ０ ｏ ９ ）
摘 要 ： 采 用 水 热 法制 备 形 貌 规 整 、 尺 寸均 一 的 一Ｎ ａ Ｙ Ｆ ： Ｙ ｂ ”， Ｅ ｒ 微 米 片 ， 借 助 Ｘ线 衍 射 仪 （ Ｘ Ｒ Ｄ） 、 扫描 电子 显
微镜 （ Ｓ Ｅ Ｍ） 、 透射 电子显微镜 （ Ｔ Ｅ Ｍ） 等分析技术研 究不 同反应 温度 、 反应 时间对合成产物的物相 、 形貌 和尺寸 的影 响。结果表 明 ： 随着反应温度的升 高和反应 时间的延长 ， 生成的产 物 由 ａ— Ｎ ａ Ｙ Ｆ 纳米颗粒 逐渐 转变为 Ｊ Ｂ —Ｎ ａ Ｙ Ｆ
ｓ ｈ ｏ ｗ ｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｗ ａ ｓ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ Ｏ ／ 一 Ｎ ａ Ｙ Ｆ ４ ｔ ｏ卢 一 Ｎ ａ Ｙ Ｆ ４ ， ｗ ｈ ｉ ｌ ｅ ｔ ｈ ｅ ｍ ｏ ｐｈ ｒ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
第３ ７ 卷第 ２ 期
２ ０ １ ５年 ３月
南
京
工
业
大
学
学
报
（ 自 然 科 学 版）
Ｖｏ ｌ ＿ ３７ Ｎｏ ． ２ Ｍａ ｒ ．２０１ ５
Ｊ Ｏ Ｕ Ｒ Ｎ Ａ Ｌ Ｏ Ｆ Ｎ Ａ Ｎ Ｊ Ｉ Ｎ Ｇ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｕ Ｎ Ｉ Ｖ Ｅ Ｒ Ｓ Ｉ Ｔ Ｙ（ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）