稀土掺杂纳米发光材料的研究发展
稀土材料在纳米荧光材料中的应用与研究现状
稀土材料在纳米荧光材料中的应用与研究现状引言纳米材料是指在尺寸范围为纳米级别的材料，具有优异的光学、电学、热学等性质。
纳米荧光材料作为一种重要的纳米材料，具有较强的荧光特性，可广泛应用于生物医学、能源、电子器件等领域。
而稀土材料由于其特殊的电子结构和能带特性，被广泛用于纳米荧光材料的研究和应用中。
本文将对稀土材料在纳米荧光材料中的应用和研究现状进行综述。
稀土材料的特性稀土材料是指具有原子编号57至71的元素，也称为镧系元素。
稀土材料由于其特殊的电子结构和能带特性，具有以下几个特点：1.显著的光学性质：由于稀土元素的内层电子结构，稀土材料可以发出强烈的荧光，具有较长的激发和发射寿命，适用于纳米荧光材料的制备。
2.宽波段光谱特性：稀土材料可以在可见光范围内发射多种颜色的荧光，可以根据需求调控其发射波长，实现多色发光应用。
3.高量子效率：稀土材料的荧光量子效率一般较高，可以提供较强的荧光信号，在生物标记和荧光探针方面具有广阔的应用前景。
稀土材料在纳米荧光材料中的制备方法稀土材料在纳米荧光材料中的应用主要通过合成纳米荧光材料的方法实现。
常见的制备方法包括溶剂热法、共沉淀法、气相沉积法等。
以下是几种常见的制备方法：1.溶剂热法：将稀土盐、有机溶剂和表面活性剂加热并搅拌反应，经过一系列的步骤，生成纳米荧光材料。
2.共沉淀法：将稀土盐和其他金属盐溶解在水中，调节pH值，添加沉淀剂，生成沉淀，经过煅烧后得到纳米荧光材料。
3.气相沉积法：将稀土金属有机化合物气体引入反应室中，经过一系列的化学反应，生成纳米荧光材料。
稀土材料在生物医学领域的应用稀土材料在生物医学领域的应用主要体现在生物标记、光动力疗法和生物成像等方面。
1.生物标记：通过将稀土材料与生物分子（如抗体、核酸等）结合，可以实现对生物分子在细胞和组织中的定位和追踪，用于疾病诊断和治疗。
2.光动力疗法：将稀土材料作为光敏剂，通过激活产生的荧光来产生活性氧，进而实现光动力疗法，广泛应用于肿瘤治疗等领域。
稀土发光纳米材料发光特性的研究进展
稀土发光 纳米材料发光特性 的研究进展
郭艳 艳 吴杏 华 王殿 元２ 王庆 凯
（ 九 江学院机械 与材料 工程 学院； １ ２九江学院理学院 江西九 江 ３ ２ ０ ） ３ ０ ５
关键词 ：稀 土；发光 ；纳米材料 ；表 面界 面效应 ；小尺寸效应
中 图 分 类 号 ：Ｏ４ ２ ３ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１７ ９４ （０ ０ ４— １５一 （４ ８ ． １ ６４— ５ ５ ２ １ ）０ ０ ０ ０）
２１ ０ ０年第 ４期
Ｎｏ ４ ， ２ ０ ． ０１
九 江 学 院学 报 （ 自然 科 学 版 ） Ｊｕ ｆｉ ａｇｕ ｊ ｒ ｔ （ａｕＭ ｓｉ ｃｓ ｏｍＭ ｏｊ ｎ ｎ ｅｓｙ ｎｔｒ ｃ ｎｅ ） ＠ ｖ ｉ ｅ
（ 总第 ９ １期 ） （ ｕ ｏ９ ） Ｓｍ Ｎ ． １
２２发射光谱 变化 ．
与体相 材料相 比，稀土发光 纳米材料
的发射光谱存在谱线 宽化 和峰值移 动 、出现新发光峰 、荧
光 分 支 比变 化 等 现 象 。 姚 罡 等 在 纳 米 Ｙ Ｏ ：Ｅ ” 中 ， ， ｕ
发现粒径从 ４ ｎ 减小 至 １ｎ ４ｍ ２ ｍ时发 射 主峰从 ６３ ｍ 蓝移 １ｎ
于 Ｅ ３ 子 。 Ｆ 跃 迁 ，宋 宏 伟 等 ㈦ 在 Ｙ Ｏ ： ｕ 纳 ｕ 离 Ｄ 一 ， Ｂ ， Ｅ¨
米管 、纳米线 中发现仍是橙色发光为主 ，然而 Ｙ ｄｖＲ ． ａａ Ｓ 等¨ 刚和严纯华 等¨ 在纳 米 Ｙ Ｏ Ｂ ：Ｅ 中发现 发射 谱 以 ｕ 红光为主 （ 对应 于 ０ Ｆ Ｄ 一 跃迁 ） 。非 常有趣 的是 ，王育 华等人 在 水热法合成 的纳米 Ｙ Ｏ ：Ｅ ３ Ｂ ， ｕ 中发现 ｕ Ｖ光 激发时以 ５ ２ ｍ 橙色 光 发射 为 主 ，强度 随粒 径减 小 而减 ９ｎ
稀土掺杂金属卤化物的荧光纳米测温研究
稀土掺杂金属卤化物的荧光纳米测温研究说起“温度”，很多人第一时间会想到的就是温度计、红外线、热感应那些看得见摸得着的东西。
可是你有没有想过，有一种神奇的“温度探测器”，它居然可以发光，甚至用它来测量温度，不用动手摸、看表，简单得就像按个开关一样。
这种技术，就是现在科学家们正在大力研究的稀土掺杂金属卤化物荧光纳米测温。
别看名字有点儿复杂，听起来就像是外星人用的高科技，其实它很有可能改变我们日常生活中的很多场景，甚至成为未来“测温小能手”。
稀土元素是啥呢？简单来说，它们是周期表里那一群常常被忽视但非常强大的元素。
这些元素都具备一些神奇的性质，比如强烈的光吸收能力和良好的发光特性。
掺杂金属卤化物就是把稀土元素加入到金属卤化物中，形成一种特定的晶体结构。
就像是在食谱里加了点神秘的调味料，做出来的菜肴就别具一格。
结果就是，这种掺杂材料在温度变化时会发出不同的光，强度和颜色都会发生变化。
你看，温度变化也能让它“变脸”，是不是很酷？说到这里，或许你会觉得，“哦，那是啥意思呢？”别急，接着往下听。
这个“变脸”的过程，其实是和它的荧光特性有关的。
你想象一下，一个小小的纳米颗粒，随着周围温度的变化，它的发光强度或者颜色会发生微妙的变化。
这些变化是非常敏感的，就像是温度一升高，它就立马给你反馈。
这就为我们提供了一个非常直观且精准的温度检测方法。
想象一下，如果我们用这种纳米颗粒涂在某个设备上，设备的温度一有变化，就能通过发光来告诉我们，根本不需要像过去那样拿着温度计去摸去量，省时省力又精准。
再说了，这种技术的魅力还不止于此。
它不仅能够在常规的实验室环境中大展身手，而且在一些特殊场合也有着极大的应用潜力。
比如，医疗领域。
在一些高精度的医疗仪器中，温度变化往往会影响到仪器的性能，甚至影响到病人的诊断。
用这种纳米测温技术，就能够做到实时、精准地监测仪器的温度，确保每一次操作都在最佳的温度下进行，避免因为温度过高或者过低导致的误差。
《稀土核壳磁性—上转换纳米发光材料及介孔纳米催化材料的构筑及性能研究》范文
《稀土核壳磁性—上转换纳米发光材料及介孔纳米催化材料的构筑及性能研究》篇一稀土核壳磁性-上转换纳米发光材料及介孔纳米催化材料的构筑及性能研究一、引言随着纳米科技的飞速发展，稀土核壳磁性-上转换纳米发光材料以及介孔纳米催化材料在诸多领域如生物医学、环境科学和材料科学中显示出巨大的应用潜力。
本文旨在深入探讨稀土核壳磁性上转换纳米发光材料的构筑及其性能，同时对介孔纳米催化材料的结构与功能进行研究。
二、稀土核壳磁性-上转换纳米发光材料的构筑1. 材料设计稀土核壳磁性-上转换纳米发光材料由稀土元素为内核，外部包裹磁性材料和上转换发光材料组成。
设计思路旨在结合磁性材料的高效分离性能与稀土元素丰富的能级和高效的发光特性。
2. 合成方法通过溶剂热法和水热法等化学合成方法，制备出具有特定形貌和尺寸的稀土核壳磁性纳米颗粒。
在此基础上，利用物理气相沉积或化学气相沉积等方法在颗粒表面制备上转换发光层。
三、稀土核壳磁性-上转换纳米发光材料的性能研究1. 磁性能分析利用振动样品磁强计（VSM）等设备对样品的磁性能进行测试，研究其饱和磁化强度、矫顽力等参数。
通过调整材料的成分和结构，优化其磁性能。
2. 上转换发光性能分析利用光谱仪等设备对样品的上转换发光性能进行测试，分析其发光效率、颜色纯度、发光寿命等参数。
研究不同激发光波长和强度对上转换发光性能的影响。
四、介孔纳米催化材料的构筑及性能研究1. 材料设计及合成采用溶胶凝胶法或模板法等制备出具有介孔结构的纳米催化材料。
通过调整制备条件，控制材料的孔径、比表面积和形貌。
2. 催化性能研究以典型反应为研究对象，如CO氧化、烷烃裂解等，通过实验测定催化剂的活性、选择性和稳定性。
研究催化剂的表面性质、孔结构和化学组成对催化性能的影响。
五、结果与讨论1. 稀土核壳磁性-上转换纳米发光材料的磁性和上转换发光性能结果表明，通过优化制备条件，可以获得具有高饱和磁化强度和良好上转换发光性能的纳米材料。
稀土发光材料的研究现状与应用
稀土发光材料的研究现状与应用稀土元素泛指周期表中镧系元素和铀系元素。
由于其特殊的电子结构和能级分布，稀土元素具有丰富的电子激发态和能级跃迁，这就为稀土发光材料提供了丰富的能量转换机制。
稀土离子的特殊能级结构使其在吸收光子能量后能够产生特定波长的发光。
根据不同的发射能级，稀土发光材料可以发出可见光、近红外光、红外光等不同波长的光。
此外，稀土发光材料还具有高发光效率、良好的光稳定性和长寿命等特点，对于实现高效照明、高亮度显示和高效能量转换等应用具有重要意义。
稀土发光材料的研究主要集中在以下几个方面。
首先，研究人员致力于寻找更高效的稀土发光材料。
例如，通过掺杂其他元素或设计新的晶体结构，可以调节稀土发光体系的能级结构，提高发光效率和发光强度。
其次，研究人员还在尝试制备具有宽带谱发光特性的稀土发光材料，以满足不同应用领域对光谱范围的需求。
例如，近红外光发射材料在生物医学成像、激光雷达等领域有着广阔的应用前景。
此外，稀土离子的发光性能还受到晶体结构、掺杂浓度、官能团的影响，对于这些因素的研究也是当前的热点。
稀土发光材料在实际应用中有着广泛的应用。
首先，稀土发光材料可以应用于照明领域。
以氧化物为基底的稀土发光粉体能够转换蓝光到黄、橙和红光，从而实现白光发射，被广泛应用于LED照明中。
其次，稀土发光材料可以在显示技术中发挥重要作用。
使用稀土发光材料作为背光源，可以实现彩色液晶显示器中的亮度和颜色的调节。
此外，稀土发光材料还可以应用于激光器、太阳能电池、荧光生物探针等领域。
值得注意的是，在稀土发光材料的研究和应用中，有一些挑战需要克服。
首先，稀土元素的资源稀缺，价格较高，因此如何提高稀土利用率，降低生产成本是一个重大问题。
其次，稀土发光材料在发光效率和发光强度等方面仍然有一定的改进空间，需要进一步深入研究和优化设计。
此外，稀土发光材料在光稳定性和长寿命方面也需要进一步提升，以满足实际应用的需求。
综上所述，稀土发光材料在光电子器件、照明、显示、激光器和生物医学等领域具有广泛的应用前景。
《稀土离子掺杂NaYF4及NaY(MoO4)2荧光粉的制备及其发光性能的研究》
《稀土离子掺杂NaYF4及NaY（MoO4）2荧光粉的制备及其发光性能的研究》稀土离子掺杂NaYF4及NaY(MoO4)2荧光粉的制备及其发光性能的研究摘要：本文旨在研究稀土离子掺杂的NaYF4及NaY(MoO4)2荧光粉的制备工艺及其发光性能。
通过对比实验，分析了不同制备方法对荧光粉性能的影响，并探讨了稀土离子掺杂浓度与发光性能之间的关系。
实验结果表明，通过优化制备工艺和稀土离子掺杂浓度，可以有效提高荧光粉的发光性能。
一、引言稀土离子掺杂的荧光粉因其具有高纯度、高量子效率和稳定的物理化学性质，在显示技术、光电器件、生物医学等领域具有广泛的应用。
NaYF4及NaY(MoO4)2作为常见的基质材料，其掺杂稀土离子的荧光粉在发光性能上具有独特的优势。
本文将重点研究这两种荧光粉的制备工艺及其发光性能。
二、材料与方法1. 材料准备实验所需材料包括NaYF4、NaY(MoO4)2基质材料，稀土离子（如Eu3+、Tb3+等）及其他化学试剂。
所有材料均需符合实验要求，确保纯度和粒度。
2. 制备方法（1）采用高温固相法、溶胶凝胶法和水热法等多种方法制备NaYF4及NaY(MoO4)2荧光粉。
（2）通过稀土离子掺杂，调整荧光粉的发光性能。
3. 发光性能测试使用分光光度计、荧光光谱仪等设备测试荧光粉的发光性能，包括激发光谱、发射光谱及色坐标等。
三、实验结果与分析1. 制备工艺对荧光粉性能的影响（1）高温固相法：制备的荧光粉具有较高的结晶度和良好的发光性能，但制备过程中温度和时间控制较为严格。
（2）溶胶凝胶法：制备过程较为温和，但需要较长的反应时间。
制备的荧光粉具有较好的分散性和发光性能。
（3）水热法：制备的荧光粉粒度较小，但结晶度稍低。
通过优化反应条件，可以提高其发光性能。
2. 稀土离子掺杂浓度与发光性能的关系随着稀土离子掺杂浓度的增加，荧光粉的发光强度先增加后降低。
这是由于当掺杂浓度适中时，稀土离子之间的能量传递效率较高；而过高或过低的掺杂浓度会导致能量损失，影响发光性能。
稀土上转换纳米荧光探针研究获进展
稀土上转换纳米荧光探针研究获进展稀土掺杂上转换纳米发光材料具有高光化学稳定性、几乎无毒性、窄线宽、长荧光寿命、可调谐荧光发射波长等优势，是目前普遍看好且有望成为替代传统下转换荧光探针的新一代荧光生物标记材料。
然而，该类材料存在着荧光量子产率低的瓶颈问题，严重制约其实际应用。
如何提高材料的上转换发光效率并设计高效多功能的上转换纳米荧光探针从而实现对疾病标志物的高灵敏检测是当前该领域的研究热点。
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、中科院创新国际团队和战略性先导科技专项等支持下，中国科学院福建物质结构研究所中科院光电材料化学与物理重点实验室陈学元研究小组近日受邀在英国皇家化学会的旗舰刊物《化学会评论》发表了题为Lanthanide-Doped Upconversion Nano-Bioprobes: Electronic Structures, Optical Properties, and Biodetection 的综述论文(Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 1379-1415, Inside Front Cover)，并被选为内封面。
该综述系统阐述了稀土上转换纳米荧光探针（UCNP）的电子结构、发光物理及其生物医学应用的最新研究进展，尤其对肿瘤标志物的体外检测等进行了重点评述。
该综述不仅全面总结了该领域的国际前沿和最新成果，还根据该小组以往的研究成果对稀土上转换纳米荧光探针的未来发展方向和趋势进行了深入探讨，提出了自己的见解。
该工作有望加深国内外同行对稀土上转换纳米荧光探针的认识，同时，也对未来多功能纳米荧光生物探针的设计、开发以及稀土资源的高值利用等研究具有重要的指导意义。
此前，该研究小组在稀土纳米荧光探针的控制合成、光学性能研究以及肿瘤标志物检测应用方面取得了系列研究进展。
例如，基于LiLuF4:Yb,Er纳米荧光探针实现了对人绒毛膜促性腺激素β-hCG的上转换荧光检测（Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 1252, 卷首彩页）；发展了一种基于稀土纳米探针的溶解增强荧光免疫分析（DELBA）新方法并实现对癌胚抗原（CEA）的超灵敏检测（Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 12498；入选“2014年中国稀土十大科技新闻”）。
稀土材料在纳米领域的应用研究进展
稀土材料在纳米领域的应用研究进展引言纳米材料是指至少在一维、二维或三维空间中的至少一个方向上具有尺寸小于100纳米的材料。
由于其独特的尺寸效应和表面效应，纳米材料在许多领域具有广泛的应用潜力。
稀土元素由于其特殊的电子结构和磁性性质，在纳米领域也得到了广泛的关注和研究。
本文将介绍稀土材料在纳米领域的应用研究进展。
稀土材料的纳米制备方法稀土材料的纳米制备方法主要包括物理方法和化学方法两大类。
物理方法包括气相法、溅射法、磁控溅射法等，通过对稀土材料进行加热、蒸发或溅射等操作，使其在凝聚态下呈现纳米尺寸。
而化学方法包括溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀法等，通过调节化学反应条件，使稀土材料以纳米尺寸形式沉淀或合成出来。
稀土材料在纳米领域的应用1. 磁性材料稀土材料在纳米领域具有良好的磁性能，可以制备出高性能的磁性材料。
例如，通过控制稀土材料的纳米颗粒尺寸和形貌，可以制备出高强度、高饱和磁感应强度的永磁材料。
此外，稀土材料的纳米颗粒还可以用于制备磁记录材料、磁性流体等，具有广泛的应用前景。
2. 光学材料稀土材料在纳米领域也具有良好的光学性能，可以制备出具有特殊光学性质的材料。
例如，通过控制稀土材料的纳米颗粒尺寸和形貌，可以制备出具有发光性质的纳米材料。
这些纳米发光材料在生物医学领域具有广泛的应用，可以用于生物成像、光动力治疗等。
3. 催化材料稀土材料在纳米领域还具有良好的催化性能，可以制备出高效的催化剂。
例如，通过将稀土材料制备成纳米颗粒或纳米薄膜，可以提高其催化活性和选择性。
这些纳米催化剂可以应用于催化剂载体、催化剂反应器等领域，具有重要的应用价值。
4. 电子材料稀土材料在纳米领域还可以应用于电子材料领域。
通过控制稀土材料的纳米颗粒尺寸和形貌，可以制备出具有特殊电子性能的材料。
例如，稀土材料的纳米颗粒可以用于制备电子器件中的电极材料、存储介质等，在电子技术领域具有广泛的应用潜力。
稀土材料在纳米领域的挑战和展望尽管稀土材料在纳米领域具有广泛的应用潜力，但仍面临一些挑战。
稀土材料在纳米荧光探针中的应用研究进展
稀土材料在纳米荧光探针中的应用研究进展引言纳米荧光探针是一种能够发射特定波长的荧光信号的纳米颗粒，广泛应用于生物成像、药物递送、环境监测等领域。
稀土材料由于其特殊的发光性能，在纳米荧光探针中得到了广泛的应用。
本文将对稀土材料在纳米荧光探针中的应用研究进展进行综述。
稀土材料在纳米荧光探针中的发展历程稀土材料是指周期表中的锕系元素和稀土元素，其具有特殊的发光性能，包括长寿命发光、窄线宽、高荧光量子产率等特点。
在纳米荧光探针的研究中，稀土材料的应用可追溯到20世纪80年代。
早期的研究主要集中在稀土离子掺杂的磷光材料中，用于生物成像和光学传感。
随着纳米技术的发展，稀土材料被成功地制备成纳米颗粒，使其在纳米荧光探针中的应用更加广泛。
稀土材料在纳米荧光探针中的应用研究进展发光机制研究稀土材料的发光机制是研究纳米荧光探针的关键之一。
稀土离子的发光机制涉及到能级结构和晶体场效应等物理过程。
通过对稀土材料的能级结构和荧光衰减过程的深入研究，可以更好地理解稀土材料的发光机制，并设计出具有优异性能的纳米荧光探针。
稀土材料纳米颗粒的制备方法稀土材料纳米颗粒的制备方法对于纳米荧光探针的应用至关重要。
目前常用的制备方法包括溶剂热法、胶体化学法、热分解法等。
这些方法能够控制稀土材料纳米颗粒的形貌、尺寸和荧光性能，满足不同应用领域的需求。
纳米荧光探针的生物应用稀土材料在生物成像和分析中的应用是纳米荧光探针的主要应用之一。
稀土材料纳米荧光探针具有优异的荧光性能和稳定性，可以用于细胞内荧光成像、肿瘤标记、生物分子检测等方面。
同时，稀土材料纳米荧光探针对生物体的生物相容性和毒性也得到了广泛研究。
纳米荧光探针的环境应用稀土材料纳米荧光探针也被应用于环境监测领域。
稀土材料纳米荧光探针可以用于水质和空气污染监测，检测目标物质的存在和浓度。
同时，稀土材料纳米荧光探针也被应用于土壤污染和食品安全等方面，为环境保护和食品安全提供了新的手段。
结论稀土材料在纳米荧光探针中的应用研究取得了大量的进展。
稀土掺杂材料的光致发光性能研究
稀土掺杂材料的光致发光性能研究稀土元素在材料科学中起着重要的作用。
它们在许多领域中被应用，例如光电子学、荧光标记、光纤通信等。
其中，稀土掺杂材料的光致发光性能是研究的一个重点。
一、稀土元素的基本特性稀土元素是指周期表中镧系元素的总称，包括镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、俄罗斯(Eu)等。
它们的能级结构具有特殊的电子构型，使得它们在光激发下能够发生特定的跃迁，从而产生特定的光谱特性。
二、稀土掺杂材料的制备方法稀土掺杂材料的制备方法多种多样，常见的方法有共沉淀法、溶胶-凝胶法、燃烧法、固相反应法等。
其中，溶胶-凝胶法是一种常用的制备方法。
通过选择适当的稀土离子和基底材料，可以制备出具有优异光致发光性能的材料。
三、稀土掺杂材料的光致发光性能的研究稀土掺杂材料的光致发光性能主要由稀土离子的能级结构以及基底材料的晶体结构和化学组成所决定。
通过改变稀土离子的掺杂浓度、激发光源的波长等条件，可以调控材料的发光强度、发光波长和发光寿命等性能。
稀土掺杂材料的发光机理是一个复杂的过程。
通过能级结构和激发跃迁的分析，可以了解稀土离子在光激发下发生的电子跃迁过程，并揭示出材料的光致发光性质。
此外，还可以利用光谱研究技术，如紫外可见吸收光谱、激发光谱和发射光谱等，进一步分析材料的光致发光机制。
稀土掺杂材料的光致发光性能的研究不仅涉及到基础理论的研究，还需要从材料的应用角度出发，进行性能调控和优化。
例如，改变基底材料的晶体结构、掺杂其他元素或调控材料的尺寸和形态等方法，可以改善材料的光致发光性能。
四、稀土掺杂材料的应用前景稀土掺杂材料的研究具有广泛的应用前景。
一方面，稀土掺杂材料在光电子学领域中可以应用于光纤通信、发光二极管、液晶显示等领域，以满足高速通信和高清显示的需求。
另一方面，稀土掺杂材料在生物医学中可以应用于光学成像、荧光分析、荧光探针等领域，有助于提高生物检测和药物治疗的效果。
总之，稀土掺杂材料的光致发光性能研究有着重要的科学意义和工程应用价值。
稀土上转换发光纳米材料的研究
65k
210k -
氩离子泵浦
PA泵浦 PA泵浦
551nm绿光
红光 红蓝光
6
在室温下，在氧化物等晶体中也成功地获得了激光运转， 上转换发光效率超过了1％，高达1.4％。
年份 上转换材料 泵浦 双波长1540nm和 1054 nm泵浦 1054nm泵浦 810nm泵浦 上转换发光 670nm红光 649nm红光 551nm绿光
PEI／NaYF4：Yb3+，Er3+纳米微粒
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不同水热处理时间的产物比较
20
• 操作简单，反应条件温和、可制备的材料种类多， 液相法 产物通常纯度比较高、微粒的粒径和表面属性比 较容易控制。
13
3.2 比较常用的几种液相制各方法：
1）水热/溶剂热法 2）沉淀法 3）溶胶—凝胶法 4）微乳液法
14
3.2.1 水热/溶剂热法
在特制的密闭反应容器（如高压釜） 中，以水或有机溶剂作为反应介质， 在高温高压下进行化学反应的一种方 法。 样品的扫描电镜图 a、 55000倍 b、 220000倍
5
1、2
20世纪 90年代初： 在低温下(液氮温度) 在掺Er3+：CaF2晶体中上转换发光效率高达25%。
年份
上转换材料
温度 90K
泵浦 半导体LD 泵浦
上转换发光 850nm
1989 掺Er3+：LiYF4 晶体
1989 掺Er3+：LiYF4 晶体
1990 掺Er3+：CaF2晶体 1992 掺Pr3+：LaCl3 晶体
15
3.2.2 沉淀法
张俊文等制备的纳米上转换 发光材料Y2O2S：Yb，Er
16
稀土掺杂光电材料的发光特性研究
稀土掺杂光电材料的发光特性研究稀土掺杂光电材料，这听起来是不是有点高大上？但其实它就在我们身边，影响着我们的生活。
先来说说啥是稀土吧。
稀土可不是土里长出来的稀罕蔬菜哦！它是一组特殊的金属元素，包括镧系元素和钪、钇等一共 17 种元素。
这些家伙在自然界中的含量不算多，所以叫稀土。
可别小瞧它们，在光电材料领域，稀土元素那可是有着大作用。
咱来聊聊稀土掺杂光电材料的发光特性。
就像给一道普通的菜加入特别的调料，稀土元素掺杂进光电材料里，能让这些材料发出各种奇妙的光。
比如说，有些材料原本可能发的光很暗淡，掺杂了稀土之后，亮度一下子就上来了，就好像原本是个胆小不敢出声的孩子，突然变得大胆又活泼。
我记得有一次，我在实验室里捣鼓这些材料。
那是一个阳光明媚的下午，实验室里的仪器都安静地待在那里，仿佛在等待着我去唤醒它们。
我小心翼翼地把稀土元素掺入到光电材料中，然后进行各种测试。
当我打开电源，看到那一束束明亮而又色彩鲜艳的光时，心里别提多激动了！那种感觉就像是在黑暗中走了很久，突然看到了前方的曙光。
再说说发光的颜色。
稀土掺杂能让光电材料发出各种各样的颜色，红的、绿的、蓝的，简直就是一个五彩斑斓的光的世界。
这就好比一个画家的调色盘，稀土元素就是那神奇的颜料，能调出无数种绚丽的色彩。
而且这些颜色还特别纯正，不掺杂一点杂质。
还有发光的效率。
稀土掺杂之后，光电材料发光的效率也会大大提高。
这意味着什么呢？比如说我们用的一些发光设备，像手机屏幕、电脑显示屏，如果里面的光电材料经过稀土掺杂，就能更省电，显示效果还更好。
另外，稀土掺杂光电材料的发光稳定性也很重要。
有些材料发光时间长了，亮度会减弱，颜色也会变。
但有了稀土的加入，就像给材料穿上了一层坚固的铠甲，能让发光保持稳定，长时间都不变。
总之，稀土掺杂光电材料的发光特性研究可是个非常有趣且重要的领域。
它不仅让我们看到了更多美丽的光，还为各种高科技设备的发展提供了强大的支持。
说不定未来的某一天，我们的生活中到处都充满了这些由稀土掺杂光电材料带来的奇妙光芒，让我们的世界变得更加绚丽多彩！。
稀土纳米发光材料研究进展
第26卷 第3期2005年6月发 光 学 报C H I N ESE J OURNAL OF LUM I N ESCENCEV ol 126N o 13June ,2005文章编号:1000-7032(2005)03-0285-09稀土纳米发光材料研究进展张吉林,洪广言*(中国科学院稀土化学与物理重点实验室,吉林长春 130022)摘要:稀土纳米发光材料明显不同于体相发光材料的特性已经成为近年来的热点研究课题,为了更好地探索其特性,综述了稀土纳米发光材料的研究进展,特别是掺杂Eu 3+和T b 3+离子的稀土纳米发光材料。
首先,归纳总结了稀土纳米发光粒子不同于体相材料的光谱特性,如电荷迁移带的红移、发射峰谱线的宽化、猝灭浓度的升高、荧光寿命和量子效率的改变等等;其次,概述了一维稀土纳米发光材料的制备与光谱性质,介绍了二维稀土纳米发光薄膜的图案化和介孔模板组装;最后,对其未来的发展趋势进行了展望。
关 键 词:稀土;发光;纳米材料;Eu 3+;Tb 3+中图分类号:O 482.31 PACC :3250F;7860 文献标识码:A收稿日期:2004-04-20;修订日期:2004-11-05基金项目:国家自然科学基金资助项目(50473002)作者简介:张吉林(1963-),男,辽宁本溪人,副研究员,博士,主要从事无机纳米结构材料与稀土发光材料的研究。
*:通讯联系人;E-m ai:l gyhong @ciac .j.l cn,Te:l (0431)52620421 引 言纳米发光材料是指颗粒尺寸在1~100n m 的发光材料,它包括纯的和掺杂离子的纳米半导体复合发光材料和具有分立发光中心的掺杂稀土或过渡金属离子的纳米发光材料。
1994年Bhar -gava 等[1,2]首次报道了纳米ZnS B M n 的发光寿命缩短了5个数量级,而外量子效率仍高达18%。
尽管这是一个有争议的实验结果[3],但却引起了人们研究半导体纳米发光材料的极大兴趣,因为它预示了纳米发光材料可能有高的发光效率和短的荧光寿命等特性。
稀土掺杂纳米发光材料的研究发展
稀土掺杂纳米发光材料的研究开展XX：王林旭学号：5400110349 班级：经济107摘要：本文先介绍了关于稀土纳米发光材料的有关根本概念及根本用途，让读者有个根本认识。
文章重点对稀土氟化物纳米颗粒的上转换光学性能以及稀土磷酸盐纳米发光材料的研究进展方面做个简单的介绍关键词：稀土发光材料稀土磷酸盐纳米发光材料1．引言：短短半个学期的选修课学习，自己对纳米材料有了一定的了解，这篇论文的选题是“稀土掺杂纳米发光材料的研究开展〞，查阅跟搜索了相关资料后，主要从稀土氟化物纳米颗粒的上转换光学性能以及稀土磷酸盐纳米发光材料的研究进展方面给以论述。
首先，先来了解几个根本概念。
1.1什么是稀土元素？稀土元素包括钪、钇和５７到７１的镧系元素共１７种元素。
它们在自然界中共同存在，性质非常相似。
由于这些元素发现的比较晚又难以别离出高纯状态，最初得到的是元素的氧化物，它们的外观似土，所以称它们为稀土元素。
稀土元素的电子组态是［Ｘｅ］４ｆＤＩ１５ｓ２５￣ｓａｏ～６ｓ２。
镧系元素离子的吸收光谱或激发光谱，来源于组态内的电子跃迁，即ｆ—ｆ跃迁；组态间的能级跃迁，即４ｆ一５ｄ，４ｆ一６ｓ，４ｆ一６ｐ等跃迁：还有电荷迁移跃迁，即配体离子的电子向离子的跃迁，从高能级向低能级的跃迁就产生相应的发射光谱。
由于稀土的这些特性，所以它可以做发光材料。
发光材料包括半导体发光材料和稀土化合物发光材料两大类…１。
稀土荧光材料以应用铕、铽、钆、钇等高纯中稀土为主要特色２。
纳米稀土发光材料是指基质粒子尺寸在１—１ｏｏ哪的发光材料l３。
纳米粒子本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、外表效应和宏观量子隧道效应等。
受这些构造特性的影响，纳米稀土发光材料表现出许多奇特的物理和化学特性，从而影响其中掺杂的激活离子的发光和动力学性质，如光吸收、激发态寿命，能量传递，发光量子效应和浓度猝灭等性质。
在各种类型激发作用下能产生光发射的材料。
1.2什么是发光材料？在各种类型激发作用下能产生光发射的材料。
《铈掺杂氧化锌纳米管的制备及其发光性能研究》范文
《铈掺杂氧化锌纳米管的制备及其发光性能研究》篇一一、引言近年来，稀土掺杂的纳米材料因其在光电子、磁学和生物医学等领域的应用前景而受到广泛关注。
其中，铈掺杂的氧化锌纳米管（Ce-doped ZnO nanotubes）因其独特的物理和化学性质，在发光器件、光催化及生物传感器等领域具有潜在的应用价值。
本文旨在研究铈掺杂氧化锌纳米管的制备方法，并探讨其发光性能。
二、铈掺杂氧化锌纳米管的制备1. 材料与设备制备铈掺杂氧化锌纳米管所需的材料包括氧化锌、硝酸铈、氨水等化学试剂。
设备包括超声波清洗器、磁力搅拌器、电热鼓风干燥箱等。
2. 制备方法（1）将氧化锌和硝酸铈按照一定比例混合，加入适量的去离子水，进行磁力搅拌，使铈离子充分溶解于氧化锌溶液中。
（2）将得到的混合溶液在超声波清洗器中进行超声波处理，以获得均匀的溶液。
（3）将处理后的溶液转移到电热鼓风干燥箱中，进行热处理，使溶液中的物质发生化学反应，形成铈掺杂的氧化锌前驱体。
（4）将前驱体在高温条件下进行煅烧处理，使前驱体转化为铈掺杂的氧化锌纳米管。
三、铈掺杂氧化锌纳米管的发光性能研究1. 实验方法（1）采用X射线衍射（XRD）技术对制备的铈掺杂氧化锌纳米管进行物相分析。
（2）利用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察纳米管的形貌和结构。
（3）采用光谱分析技术测定纳米管的发光性能，包括激发光谱、发射光谱及发光寿命等。
2. 实验结果与讨论（1）通过XRD分析，证实了铈掺杂氧化锌纳米管的成功制备，且其晶体结构与纯氧化锌相似。
（2）SEM和TEM观察结果显示，制备的纳米管具有较高的纯度和良好的形貌，管壁均匀，无明显缺陷。
（3）光谱分析结果表明，铈掺杂的氧化锌纳米管具有明显的发光性能。
与纯氧化锌相比，铈掺杂的纳米管在可见光区域的发光强度有所增强，且发光峰位发生红移。
这可能是由于铈离子的引入导致了能级结构的改变，从而影响了纳米管的发光性能。
此外，铈离子的引入还可能增强了纳米管的光催化活性，有助于提高其在光催化领域的应用价值。
福建物构所稀土掺杂半导体纳米发光材料研究取得新进展
半导体 纳米 晶的激 子玻尔半 径要大 得多 ，因此量 比之下 ，铜 的含 量十分 丰富 ，可 比铟 或者 银充足 一千 余倍 ， 米 晶相 比， 价格 也 要便 宜大概 １ ０倍 ，每千 克仅为 ９ 元 。 ０ 美 子 限域 效 应对 掺杂 半导 体 纳米 晶 发光性 能 的影 响变得 很显
目前威 利参 与创建的 “ 米熔 炉”公司 已开始制造可商 “ 人计 划 ” 纳 百 、福 建省 杰青 项 目等支 持下 ，中科 院福 建 物质
米 粒子
日本北陆尖端科学 技术大学 院大学 日前宣布 ，该 校研究
潜力 ，亦 能 帮助 科学 家 构建 可折 叠 的 电子产 品 并提升 太 阳 人员研制 出金银纳米粒子 ，它可用于制作 高灵敏度生物传感
能 电池 的性 能 ，目前 已进入 商业 制造 阶段 。 关研究 报告 发 器 ，以帮助 医生 检查患者 的血液 、尿液或者基 因诊断等 。 相
三 薄膜 。 由于铜纳 米线 经常聚集 在一 起 ，当时制 成的薄膜 性 径 差异 大 ，电荷 不匹配 ， 价稀 土离子 一般很难 以替代 晶格 但 能 还未 达 到实 际应 用 的标 准 ，而此 次 采用 的新 方法 则解 决 位 置的 形式掺入 半导体 （ Ｚ Ｏ和 Ｔｉ ）纳米 晶 中。目前 ， 如 ｎ Ｏ，
福建物构所稀土掺杂半导体纳米发光材
料研 究取 得新 进展
稀 土 离子和 半导 体纳 米 晶 （ 或量 子点 ）本 身都是 很好
今年， 第一 款屏幕 由银 纳米线 制成 的手机将 会 面市 。 银与 的发光 材 料 ，二者 的有 效 结合 能否 生 出新型 高 效发光 或激 但
铟 类似 ，仍 然十分 昂贵 ，每 千克 价格 可达 ｌ ０ ４ ０美元 。而相 光 器件 这 一 问题一 直受 到 国 内外学 者 的关注 。与绝缘 体纳
稀土离子掺杂的发光材料制备及应用
稀土离子掺杂的发光材料制备及应用概述自从稀土离子发现以来，稀土离子掺杂的发光材料就开始进入人们的视野。
随着技术的不断发展，在现代科技领域，稀土离子掺杂的发光材料广泛应用于激光、显示器、LED灯等领域。
本文将着重探讨稀土离子掺杂的发光材料制备及其应用方面的研究进展与现状。
制备方法稀土离子掺杂的发光材料制备方法主要有物理法、化学法和生物法等几种。
物理法：包括溅射法、熔盐法、高能球磨法等。
其中，溅射法是一种常用的物理方法，它通过将目标材料置于真空室中，然后用氩气离子束轰击目标表面，使目标表面材料溅射到基底上形成薄膜。
化学法：包括共沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法等。
其中，共沉淀法是一种常用的化学方法，它通过在水溶液中混合沉淀剂和稀土盐，沉淀后经过退火，就可以得到稀土离子掺杂的材料。
生物法：包括生物合成法和生物转化法。
其中，生物合成法是一种常用的生物方法，它利用微生物或植物生长在含稀土离子的培养基中，通过代谢作用将稀土离子载入有机物质的体内，最终形成稀土离子掺杂的发光材料。
应用领域稀土离子掺杂的发光材料广泛应用于激光、显示器、LED灯等领域。
激光：激光器是利用能将许多光子促发出的光子放大程度达到相位同步的原理实现的。
而稀土离子掺杂的发光材料正是制造激光器材料的首选，例如铈离子掺杂锆石矾解淀粉体材料就是发展高功率激光器的材料之一。
显示器：随着显示技术的不断发展，液晶显示器、有机发光二极体显示器等已经逐渐成为人们眼中的主流显示技术。
而Luminescent Display Technology中需要的稀土离子掺杂的发光材料，能够将灯显直流电压转换成红、绿、蓝不同的光谱成分，现在广泛应用在大屏幕高清晰度电视、显示广告牌等场合。
LED灯：LED灯作为新一代照明技术，逐渐被大众所接受。
而使用稀土离子掺杂的发光材料能够使LED灯光谱更加均匀，提高其色纯度，同时还能提高光效和寿命。
结论稀土离子掺杂的发光材料是目前应用广泛的发光材料，其制备方法虽然有所不同，但无论是物理化学法还是生物法，都对提高人类生活带来了诸多实惠。
稀土掺杂氧化物纳米发光材料研究
管） 的研究得到 了人们 特别 的关注 。这种 卜 低维 材料 不 仅 能在 未来 的光 电器件 ＿ 、 ２ 数据 存 储 、 生物和化 学传感 器ｌ 等领域发挥重要作 ４ ２ 用， 而且可 以丰 富人们对量子效应 的基本认识。
在一 维稀 土纳米 材料 方面各 种不 同材料 体 系及其 发光 性质 也有 不 少 报 道 ｊ如 ＬＰ Ｒ Ｒ ＝ ， ａＯ ： Ｅ（ Ｅ Ｅ ，Ｔ ¨ ） 纳 米 线 ｌ 和 Ｌ ２ ３ Ｅ 纳 米 ｕ ｂ ４ ｎ０ ：Ｒ 管 堋 Ｊ 。我们 最 近 的研 究表 明与零 维纳 米颗 粒 、 微 米 颗粒 和微米 棒 相 比 ，ａＯ ： ｕ 纳米 线 的辐 ＬＰ Ｅ ¨
光学性质。Ｍ ｈｅ 等人用 光谱烧孔 技术研究 了 ｅｚ ｒ
Ｅ ｕＯ 纳米 晶 中电子一 子 的相 互 作 用 ， 出均 匀 声 得 线 宽与 温 度 之 间 存 在 （ ３＜Ｏ＜ ４） ／ 的依 赖 关 系 ，］他们 研究 组也 观察 到纳米 晶中 Ｅ ¨的辐 １２ ， ９０ ｕ 射跃迁 速率 与周 围介 质 的折射 率 有关 。Ｔｓｕ ｉ ｅ ｓ
．
子的辐射跃迁速率在一定的尺寸范 围内， 随颗粒
尺 寸减小 而增大 的现 象 卜 。 近年来 一维 纳米 结 构材 料 （ 纳 米 线 和纳 米 如
粒。人们采用各种不同的方法如溶胶一 凝胶法 、 水
解法、 燃烧 法 、 光热 蒸发来 制备 各种 不 同的纳 米 激
发 光粉 擂 。纳 米 发 光 粉 显 示 出 了一 些 特 有 的 ］
换发光的 电子 布居路径发 生 了很大变化 。 。 。
本课 题对 Ｙ Ｏ ： ｕ 和 Ｙ Ｏ ：ｂ 纳 米 晶的 紫外 Ｅ ¨ ３Ｔ ¨
光诱导发光变化现象进行 了系统研究 ， Ｙ Ｏ ： 在 Ｅ ¨中通过计算得 出 Ｄ － ， 和 ． ， 电 ｕ 。∑ Ｆ Ｄ。∑ Ｆ 的
稀土发光材料的研究与应用展望
稀土发光材料的研究与应用展望一、本文概述稀土发光材料作为一种独特的发光材料，在科技、工业、医疗、显示等众多领域具有广泛的应用前景。
本文将对稀土发光材料的研究现状进行概述，分析其在不同领域的应用及其优势，同时探讨当前存在的挑战与问题。
在此基础上，本文将展望稀土发光材料未来的发展趋势，探讨其在科技进步和社会发展中的重要作用。
通过本文的阐述，旨在为读者提供一个全面、深入的稀土发光材料研究与应用展望的参考。
二、稀土发光材料的研究现状稀土发光材料，作为一种重要的光学材料，在照明、显示、生物标记、激光技术等领域具有广泛的应用前景。
近年来，随着科技的不断进步和研究的深入，稀土发光材料的研究现状呈现出以下几个方面的特点。
在材料制备方面，研究者们不断探索新的合成方法，以期获得具有优异发光性能的稀土发光材料。
例如，通过溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀法等合成方法，可以制备出粒径均匀、结晶性好的稀土发光纳米材料。
同时，研究者们还通过表面修饰、掺杂改性等手段，进一步优化材料的发光性能，提高其在不同应用领域的适应性。
在发光性能方面，稀土发光材料的研究不断取得新的突破。
一方面，研究者们通过调控材料的组成、结构和形貌，实现了对材料发光颜色、发光强度、发光寿命等性能的精确调控。
另一方面，研究者们还探索了稀土发光材料在特殊环境下的发光性能，如高温、高压、强磁场等极端条件下的发光行为，为拓展其应用领域提供了更多可能性。
在应用研究方面，稀土发光材料在照明、显示、生物标记、激光技术等领域的应用研究取得了一系列重要进展。
例如，在照明领域，稀土发光材料被广泛应用于LED灯具、荧光灯等照明产品中，显著提高了照明效率和质量。
在显示领域，稀土发光材料被用于制造各种显示器件，如液晶显示器、有机发光二极管显示器等，为现代显示技术的发展做出了重要贡献。
稀土发光材料在生物标记、激光技术等领域的应用研究也取得了显著成果，为相关领域的发展提供了有力支持。
然而，尽管稀土发光材料的研究取得了显著进展，但仍存在一些挑战和问题。
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稀土掺杂纳米发光材料的研究发展姓名：王林旭学号：5400110349 班级：经济107摘要：本文先介绍了关于稀土纳米发光材料的有关基本概念及基本用途，让读者有个基本认识。
文章重点对稀土氟化物纳米颗粒的上转换光学性能以及稀土磷酸盐纳米发光材料的研究进展方面做个简单的介绍关键词：稀土发光材料稀土磷酸盐纳米发光材料1．引言：短短半个学期的选修课学习，自己对纳米材料有了一定的了解，这篇论文的选题是“稀土掺杂纳米发光材料的研究发展”，查阅跟搜索了相关资料后，主要从稀土氟化物纳米颗粒的上转换光学性能以及稀土磷酸盐纳米发光材料的研究进展方面给以论述。
首先，先来了解几个基本概念。
1.1什么是稀土元素？稀土元素包括钪、钇和５７到７１的镧系元素共１７种元素。
它们在自然界中共同存在，性质非常相似。
由于这些元素发现的比较晚又难以分离出高纯状态，最初得到的是元素的氧化物，它们的外观似土，所以称它们为稀土元素。
稀土元素的电子组态是［Ｘｅ］４ｆＤＩ１５ｓ２５￣ｓａｏ～６ｓ２。
镧系元素离子的吸收光谱或激发光谱，来源于组态内的电子跃迁，即ｆ—ｆ跃迁；组态间的能级跃迁，即４ｆ一５ｄ，４ｆ一６ｓ，４ｆ一６ｐ等跃迁：还有电荷迁移跃迁，即配体离子的电子向离子的跃迁，从高能级向低能级的跃迁就产生相应的发射光谱。
由于稀土的这些特性，所以它可以做发光材料。
发光材料包括半导体发光材料和稀土化合物发光材料两大类…１。
稀土荧光材料以应用铕、铽、钆、钇等高纯中稀土为主要特色２。
纳米稀土发光材料是指基质粒子尺寸在１—１ｏｏ哪的发光材料l３。
纳米粒子本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等。
受这些结构特性的影响，纳米稀土发光材料表现出许多奇特的物理和化学特性，从而影响其中掺杂的激活离子的发光和动力学性质，如光吸收、激发态寿命，能量传递，发光量子效应和浓度猝灭等性质。
在各种类型激发作用下能产生光发射的材料。
1.2什么是发光材料？在各种类型激发作用下能产生光发射的材料。
主要由基质和激活剂组成，此外还添加一些助溶剂、共激活剂和敏化剂1.3什么是稀土发光材料？稀土发光是由稀土4f电子在不同能级间跃出而产生的，因激发方式不同，发光可区分为光致发光(photoluminescence)、阴极射线发光(cathodluminescence)、电致发光(electroluminescence)、放射性发光(radiation luminescence)、X射线发光(X-ray luminescence)、摩擦发光(triboluminescence)、化学发光(chemiluminescence)和生物发光(bioluminescence)等。
稀土发光具有吸收能力强，转换效率高，可发射从紫外线到红外光的光谱，特别在可见光区有很强的发射能力等优点。
稀土发光材料已广泛应用在显示显像、新光源、X射线增光屏等各个方面。
1.4什么是纳米材料？纳米材料是指晶粒尺寸小于100ｎｍ的单晶体或多晶体,由于晶粒细小,使其晶界上的原子数多于晶粒内部的,即产生高浓度晶界,因而使纳米材料有许多不同于一般粗晶材料的性能,如强度和硬度增大、低密度、低弹性模量、高电阻、低热导率等。
1.5什么是稀土纳米发光材料？纳米稀土发光材料的颗粒尺度通常小于激发或发射光波的波长,因此光场在微粒范围内可以近似为均匀的,不存在对光波的限域作用引起的微腔效应,对超细颗粒而言,尺寸变小,其比表面积亦显著增加,产生大的表面态密度[8-9]。
这两方面的综合作用使稀土纳米发光材料表现出很多独特的性质,将更有利于发现新的发光材料和新的特点。
稀土纳米发光材料受纳米尺寸效应的影响,呈现出很多不同于体相材料的光谱特性。
如电荷迁移态的红移,发射峰谱线的宽化,猝灭浓度的升高,荧光寿命和量子效率的改变等等[11]。
目前对稀土纳米材料发光性质发生变化的机理还仍然是众说纷纭,还没有建立一套有指导意义的系统的理论,需要对这方面进行更加深入地研究以便为稀土纳米发光材料的应用提供理论和实验依据2.稀土发光材料的主要应用领域(1)光源：日光灯 Ca5(PO4)3(Cl,F):[Sb3+,Mn2+]; BaMg2Al16O27:Eu2+;MgAl11O16:[Ce3+, Tb3+]; Y2O3:Eu3+ 高压汞灯 Y(PV)O4:Eu; YVO4:Eu,Tb 黑光灯 YPO4:Ce,Th; MgSrBF3:Eu 固体光源 GaP;GaAs;GaN;InGaN;YAG:Ce(2)显示：数字符号显示发光二极管(LED) 平板图像显示 OLED(3)显像：黑白电视 Gd2O2S:Tb 彩色电视 Y2O3:Eu; Y2O2S:Eu 飞点扫描Y2SiO5:Ce X射线成像 (Zn, Cd)S:Ag; CaWO4; BaFCl:Eu2+; La2O2S:Tb3+;Gd2O2S:Tb3+(4)探测：闪烁晶体 CsI, TlCl(5)激光：固体激光材料 YAG:Nd3+; YAP:Nd3+; YLF:Nd3+ 玻璃激光材料掺Nd3+硅酸盐、硼酸盐和磷酸盐玻璃化学计量激光 PrCl3; NdP5O14; NdLiP4O12; NdKP4O12; NdK3(PO4)2; NdAl3(BO3)4; NdK5(MoO4)4 液体激光 Eu3+激活的苯酰丙酮(BA)、二苯酰甲烷(DBM)、三氟乙酰丙酮(TFA)和苯三氟丙酮(BTFA)等气体激光 Sm(I), Eu(I), Eu(II), Tm(I), Yb(I), Yb(II), Yb等金属气3.稀土掺杂氟化物纳米发光材料的研究成果3.1稀土氟化物纳米颗粒的上转换光学性能目前氟化物基质材料研究的主要是XLnF4 和LnF3 , 其中最为常见的NaYF4 和LaF 3 , 声子能均小于400 cm , 有利于提供合适的晶体场, 降低无辐射跃迁的几率, 同时激活剂容易进行掺杂。
稀土离子在氟化物中具有较长的寿命, 形成更多的亚稳能级, 产生丰富的能级跃迁。
掺杂离子对上转换的发光扮演着极为关键的角色, 当前研究主要集中在Er、T m、H o掺杂。
稀Yb 的激发光波长是980 nm, 吸收截面大, 是最为常用且有效的上转换敏化剂。
当Yb和其它稀土离子共掺杂到材料中, 激发Yb 离子, 能量传递引起光子叠加效应使得上转换发光效率大大提高。
3. 2 核壳结构提高上转换发光效率稀土纳米颗粒的发光不具有量子尺寸效应, 相对于尺寸较大的化合物, 纳米微粒具有更大的比表面积, 因此处于表面的激活离子比例也高于相应的体相材料。
由于纳米颗粒的边界阻断作用, 能量的共振传递也只发生在单个微粒内部, 所以高的猝灭浓度使其性能降低。
在稀土纳米颗粒外部包覆同质稀土层、二氧化硅以及聚合物是有效提高上转换发光效率以及量子产率的方法, 同时多层结构还可以丰富发光色彩。
异质壳稀土上转换纳米颗粒包覆异质壳主要是为了获取水溶性、稳定性和分散性更好的材料,同时还可以使其表面富有功能基团。
当有机配体是高能的C ) H 或者 C ) C, 振动就会对镧系离子的发光造成严重猝灭。
不同有机配体对稀土纳米颗粒的下转换发光略有影响, 但对上转换发光的影响尚未有报道。
异质材料对上转换氟化物纳米颗粒的包覆主要是二氧化硅、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚乙烯亚胺、聚丙烯胺、聚赖氨酸、聚乙二醇衍生物等等, 包覆后上转换荧光有小幅度增强或者没有明显变化。
3.3上转换多色发光Wang 等将 Yb、Er、T m 同时掺杂到 N aYF 4 纳米颗粒中, 在单一波长 980 nm 的激发下可以得到多色荧光材料。
通过调节掺杂离子的浓度和种类, 可以精确控制激发强度平衡, 从而实现从近红外到可见的复合多色光( 图 2) 。
此外, 在B2NaYF4 BYb, T m 外面包覆 B2NaYF4 BYb, Er 结构的纳米颗粒也可以获得从近红外到可见的上转换发光。
这种三明治结构的 B2NaYF4 BYb,Tm@B2NaYF4 BYb, Er @ B2NaYF4 BYb,Tm 不仅光谱丰富, 而且与单纯的 B2NaYF4 BYb, T m 以及B2NaYF4 BYb, Er 相比, 其量子产率和荧光效率都有所提高3.4多激发模式发光Li 等将油酸配位的LaF3 BCe, T b 和NaYF4 BYb, Er 两种纳米颗粒置于十二烷基硫酸钠微乳液中, 经过烷链自组装制备具有上转换和下转换双功能的纳米微球, 尺寸大约62 nm, 在254、396、980 nm 激发下可以得到不同发射的荧光, 但是颗粒的稳定性还有待研究。
H u 等通过二氧化硅包覆上转换纳米颗粒, 同时在二氧化硅纳米颗粒中掺杂异硫氰酸荧光素( F IT C) , 分别可以在980 nm 波长下激发上转换纳米颗粒, 488 nm 下激发F IT C, 获得上转换和下转换双模式的纳米颗粒, 尺寸仅20~ 22 nm, 而且二氧化硅提高了生物相容性和稳定性, 更适合生物应用。
4.稀土磷酸盐纳米材料的荧光性能稀土磷酸盐纳米荧光材料作为稀土纳米荧光材料的一个重要组成部分,人们已对它进行了大量的研究工作,希望能够找到量子产率、光谱能量分布等性质均明显优于已有磷光体的新材料。
目前,研究工作的热点开始着重于稀土磷酸盐荧光纳米材料的微观结构对其发光性质的影响4.1壳核结构对稀土磷酸盐纳米材料荧光性能的影响壳核结构材料能够有效地改善纳米发光材料的表面及形态结构,从而提高其荧光性能。
纳米发光材料在形态和性质上的特点使其具有体相材料不可比拟的优势,但是大量表面态的存在使其发光效率远远低于体相材料。
在纳米发光材料中,到达发光中心的激发有 3 种可能的猝灭途径:通过表面猝灭中心猝灭、通过体猝灭中心猝灭及同一微粒内激发和未激发的发光中心间的交叉驰豫。
后 2 种过程的影响随粒径减小而减小,而表面猝灭中心的作用将随粒径减小而加强。
纳米微粒随半径减小,越来越多的原子处于表面层,如半径为10 nm 的微粒,其表面原子占 2 0% ;当粒径下降到 4 nm ,就有40 %的原子位于表面;降到 1 nm 时,组成微粒的原子大约只有30 个,几乎全部集中在表面。
表面原子与内部原子所处的环境不同,内部原子四周都有其它原子配位,而表面原子配位严重不足,具有许多悬空键。
这些表面态对激发的吸收以及对基质的带间或带边激发的猝灭增大了损耗,虽然限域作用可能使传递效率增大,但纳米材料中的发光效率仍可能比体相材料低。
因此,减小表面态对激发光的吸收和对基质激发态的猝灭是应用纳米发光材料需要解决的关键问题。
核2结构是以一种纳米粒子为核,在其表面包覆生长另一种同类材料的壳层。
核2结构发光材料在发光方面显示出很大潜力,与未包覆的材料相比,核 2 结构材料的荧光量子效率得到很大的提高,其原因是纳米粒子表面的钝化效应抑制了无辐射复合,无机材料通过外延生长对纳米粒子的包覆比有机物质通过离子键或范德华键的包覆更有效。