稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料的研究

稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的研究樊瀟15S0070202主要內(nèi)容稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的發(fā)展1稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的組成2稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備33稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料（upconversionnanoparticles，UCNPs）是指材料吸收能量較低的光子時(shí)卻能夠發(fā)出較高能量的光子的材料，或者也可以說(shuō)是受到某種光激發(fā)時(shí)，材料可以發(fā)射比激發(fā)光波長(zhǎng)短的熒光材料。本質(zhì)：反Stokes發(fā)光。UCNPs1、稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的發(fā)展45

1.11959年，Bloembergc用960nm的紅外光激發(fā)多晶ZnS，觀察到了525nm的綠色發(fā)光。1962年，此種現(xiàn)象又在硒化物中得到了進(jìn)一步的證實(shí)。

1966年，法國(guó)科學(xué)家Auzel在研究鎢酸鐿鈉玻璃時(shí)，意外發(fā)現(xiàn)，當(dāng)基質(zhì)材料中摻入Yb3+

離子時(shí)，Er

3+、Ho3+和Tm3+離子在紅外光激發(fā)時(shí)，可見(jiàn)發(fā)光幾乎提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，由此正式提出了“上轉(zhuǎn)換發(fā)光”的概念。1.2620世紀(jì)90年代初：

在低溫下(液氮溫度)，摻雜Er3+后，CaF2晶體中上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率高達(dá)25%。年份上轉(zhuǎn)換材料溫度泵浦上轉(zhuǎn)換發(fā)光1989摻Er3+：LiYF4晶體90K半導(dǎo)體LD泵浦850nm1989摻Er3+：LiYF4晶體65k氬離子泵浦551nm綠光1990摻Er3+：CaF2晶體210k

PA泵浦紅光1992摻Pr3+：LaCl3晶體-PA泵浦紅藍(lán)光在室溫下，在氧化物等晶體中也成功地獲得了激光運(yùn)轉(zhuǎn)，上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率超過(guò)了1％，高達(dá)1.4％。7年份上轉(zhuǎn)換材料泵浦上轉(zhuǎn)換發(fā)光1987Yb3+，Er3+：BaF2晶體雙波長(zhǎng)1540nm和1054

nm泵浦670nm紅光1987Yb3+，Tm3+：BaF2晶體1054nm泵浦649nm紅光1994Er3+：LiYF4晶體810nm泵浦551nm綠光1995

Er3+：LiYF4晶體969nm泵浦551nm綠光8

1.3

近幾年來(lái)，納米材料的小尺寸效應(yīng)、高比表面效應(yīng)、量子效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)使納米材料成為稀土離子上轉(zhuǎn)換發(fā)光領(lǐng)域中一個(gè)新的研究熱點(diǎn)，尤其是鑭系摻雜發(fā)光材料的研究最多。大量文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)了鑭系摻雜發(fā)光氧化物、復(fù)合氧化物、氟化物等微粒的合成與光譜性能研究。2、鑭系摻雜發(fā)光納米微粒的組成9102.1上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的組成NaYF4:Yb3+，Er3+納米顆粒最有效的基質(zhì)材料：NaYF4常用的敏化劑為：Yb3+激活劑通常是：Er3+、Ho3、Tm3+等。激發(fā)光源：近紅外連續(xù)激光器（980nm）3、鑭系摻雜發(fā)光納米微粒的制備方法11123.1合成方法13

1）水熱/溶劑熱法

2）沉淀法3）溶膠—凝膠法

4）微乳液法3.2比較常用的幾種液相制各方法143.2.1水熱/溶劑熱法

在特制的密閉反應(yīng)容器（如高壓釜）中，以水或有機(jī)溶劑作為反應(yīng)介質(zhì)，在高溫高壓下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的一種方法。樣品的掃描電鏡圖a、

55000倍b、

220000倍153.2.2沉淀法張俊文等制備的納米上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料Y2O2S：Yb，Er163.2.3

溶膠—凝膠法

基本原理是將金屬醇鹽或無(wú)機(jī)鹽水解，然后使