上转换发光材料论文-黄一男,李娟,李慧玲,李蓝苹,陈雪羽

导读:本文包含了上转换发光材料论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:La_2Sn_2O_7,Er~(3+),Yb~(3+)共掺杂,水热法,上转换性能,双光子发光

上转换发光材料论文文献综述

黄一男,李娟,李慧玲,李蓝苹,陈雪羽^[1]（2019）在《Yb~(3+)共掺杂La_2Sn_2O_7:Er~(3+)上转换发光材料的水热合成与性能》一文中研究指出利用水热法合成Yb~(3+)共掺杂La_2Sn_2O_7:Er~(3+)上转换发光材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis)和上转换发光光谱(UPL)对Yb~(3+)掺杂量对合成样品的上转换性能及反应体系pH对合成样品的物相结构进行分析。结果表明,反应体系的pH和Yb~(3+)掺杂量分别影响着所制备样品的物相结构和上转换性能。反应体系pH为13的水热环境下制备的样品为单一相烧绿石结构的La_2Sn_2O_7样品。上转换图谱分析结果表明,所制备的Yb~(3+)共掺杂La_2Sn_2O_7:7%(原子分数)Er~(3+)在980 nm的近红外光激发下在529, 550和665 nm处分别出现了Er~(3+)的上转换发射特征峰,并对Yb~(3+)共掺杂La_2Sn_2O_7:7%Er~(3+)样品的上转换敏化发光机制进行了分析,其中位于529 nm处的绿色光发射属于双光子吸收发光机制,且当Yb~(3+)掺杂量高于14%时观察到浓度猝灭现象。(本文来源于《中国稀土学报》期刊2019年04期）

郭春芳^[2]（2019）在《稀土掺杂上转换发光纳米材料的研究进展》一文中研究指出简要介绍了稀土掺杂上转换发光材料的研究进展。概述了稀土掺杂上转换发光纳米材料在制备和发光性能方面的改善性研究,以及在多色发光、白光材料、生物环境检测、光动力学治疗、太阳能电池、多功能纳米探针和医学成像等方面的最新成果。阐述了核壳型上转换纳米材料的最新研究动态。最后,展望了稀土掺杂上转换发光纳米材料的市场前景,总结性地评述了上转换纳米材料在研究和改性过程中依然存在的问题和不足。(本文来源于《广东石油化工学院学报》期刊2019年04期）

强琴平^[3]（2019）在《叁种典型稀土离子掺杂微/纳米氟化物上转换发光材料的制备与发光性质研究》一文中研究指出镧系元素掺杂的上转换发光材料是一种可以将低能量的近红外光转化为高能量的紫外或可见光的无机晶体材料。由于其独特的光学性质,在3D显示技术、温度传感器、上转换(UC)激光器、生物医学成像等领域有潜在的应用,而引起了广泛关注。然而,较低的上转换发光效率限制了这些材料在诸多领域的应用。与氧化物基体系相比,氟化物具有低声子能量,从而降低稀土离子激发态的猝灭。本博士论文针对上述问题,以稀土掺杂的叁种典型的氟化物BaLiF_3、NaLuF_4和NaGdF_4为研究对象,以提高上转换发光强度为切入点。从而推进上转换材料在多色显示、温度传感、光学加热等方面的应用。本文的主要研究结果如下:1通过湿化学合成了一系列xmol%Yb,1mol%Ho/1mol%Er/1mol%Tm共掺BaLiF_3微晶,研究不同反应条件对基质成相、形貌尺寸和发光性能等特性的影响。研究在不同pH值下样品的溶解再结晶的过程及其对形貌的影响。研究其可能的生长机理。研究Yb~(3+)浓度掺杂对BaLiF_3:xmol%Yb,1mol%Ho上转换发光的影响。并研究Li~+离子掺杂增强Er~(3+)-Yb~(3+)共掺的BaLiF_3微晶的上转换发光机制。为BaLiF_3微晶在生物以及多色发射的微米器件领域的应用打下基础。2研究Li~+掺杂对NaLuF_4:Ln(Ln=Yb,Ho,Er and Tm)纳米/微米晶体、形貌和尺寸的影响。探究通过Gd~(3+)离子的掺杂和制备工艺两条路径,合成良好的NaLuF_4:10mol%Yb,1mol%Ho,xmol%Li(0≤x≤20)单相样品。研究NaLuF_4:10mol%Yb,1mol%Tm,xmol%Li(0≤x≤20)样品的发光强度与温度的依赖关系,探究异常增强的红光(695nm)发射机制。在Li~+掺杂的NaLuF_4:10mol%Yb,1mol%Er,xmol%Li(0≤x≤18)晶体中,探究占据位点的情况和对样品形貌的影响,Li~+掺杂浓度对提高稀土离子上转换发光效率的机制。3.研究了Mn~(2+)离子掺杂对基质形貌尺寸、发光性能、温度传感和光学加热等特性的影响。主要包括NaGdF_4:20mol%Yb,1mol%Tm,xmol%Mn、NaGdF_4:20mol%Yb,1mol%Er,xmol%Mn与NaGdF_4:20mol%Yb,1mol%Ho,xmol%Mn样品,其发光颜色覆盖了从蓝光到近红外光的区域。系统研究了Mn~(2+)对这叁种材料上转换发光性能的影响。同时,探究其能量传递的机制。研究由激发功率引起的FIR变化和光学加热性能,为上转换纳米颗粒在光谱调控,多色输出、温度传感中的应用提供了有效的指导。(本文来源于《兰州大学》期刊2019-06-01）

高鹏^[4]（2019）在《上转换发光材料制备及其温度性能研究》一文中研究指出本文利用高温固相法法合成了CaLaAl_3O_7,La_2(MoO_4)_3,Ba_3Y(BO_3)_3和Na_3YSi_2O_7荧光粉,制备方法操作简单,成本低,相对绿色环保,合成产物具有较好的荧光性能。利用FIR(发光强度比技术)原理计算了材料的温度性能,并利用XRD图谱,SEM图,荧光发射光谱,变温发射光谱,UV-vis吸收光谱等对所得荧光粉进行了表征。依据上述合成及表征手段,具体内容如下:(1)通过高温固相法,成功合成了Er~(3+)/Yb~(3+)离子共掺的CaLaAl_3O_7上转换新型荧光粉。通过探究该荧光粉在980 nm激发光源下的发光性质,探究发光性能最佳时对应的Er~(3+)/Yb~(3+)离子共掺的掺杂浓度。探究Yb~(3+)的掺杂量对CaLaAl_3O_7荧光粉的发光颜色及发光强度的变化规律。通过特定Er~(3+)/Yb~(3+)离子共掺的CaLaAl_3O_7上转换发光强度与激发光泵浦功率之间的双对数关系,解释了该型荧光粉上转换发光和发光机理。同时,利用Er~(3+)离子两个绿光发射峰(热耦合能级)的FIR技术,探究了313 K-573 K的温度灵敏度。通过添加不同助溶剂来改善发光性质,探究了添加不同助溶剂对荧光粉发射光谱的影响。(2)通过高温固相法,成功合成了Er~(3+)/Yb~(3+)离子共掺的La_2(MoO_4)_3上转换新型荧光粉。通过测试不同Er~(3+)/Yb~(3+)掺杂浓度的荧光粉在980 nm激发光源下的发射光谱,探究发光性能最佳时对应的Er~(3+)/Yb~(3+)离子共掺的掺杂浓度。通过改变Yb~(3+)的掺杂量,探究Yb~(3+)对该荧光粉发光性质的影响。通过发光强度与泵浦功率的双对数关系,研究了该型上转换发光和发光机理。同时,通过两个绿光发射峰(热耦合能级)的FIR技术,探究了313 K-573 K的温度灵敏度。探究了掺杂不同助溶剂对发光强度的影响,并探究了添加特定助熔剂后荧光粉的温度灵敏度变化。(3)通过高温固相法,成功合成了Er~(3+)/Yb~(3+)离子共掺的Ba_3Y(BO_3)_3上转换新型荧光粉。观测了该荧光粉在980 nm激发光源下的发射光谱,探究发光性能最佳时对应的Er~(3+)/Yb~(3+)离子共掺的掺杂浓度。通过引入Yb~(3+)作为敏化剂,改善Ba_3Y(BO_3)_3荧光粉的发光性能。通过探究特定Er~(3+)/Yb~(3+)离子掺杂浓度的上转换发光强度与泵浦功率的双对数关系,解释了上转换发光和发光机理。同时,通过Er~(3+)离子两个绿光峰(热耦合能级)的FIR技术,探究了333 K-513 K的温度灵敏度。(4)通过高温固相法,成功合成了Er~(3+)/Yb~(3+)离子共掺的Na_3YSi_2O_7上转换新型荧光粉。在980 nm激发光源下激发下,观察了不同Er~(3+)/Yb~(3+)掺杂浓度下该荧光粉的发射光谱,探究发光性能最佳时对应的Er~(3+)/Yb~(3+)离子共掺的掺杂浓度。并探讨了引入Yb~(3+)对Na_3YSi_2O_7荧光粉发光性质的影响。通过测试特定Er~(3+)/Yb~(3+)离子共掺的上转换发光强度与泵浦功率的双对数关系,解释了上转换发光和发光机理。通过测量不同温度下的发射光谱,利用Er~(3+)两个绿光峰(热耦合能级)的FIR技术,探究了333K-513K的温度灵敏度。(本文来源于《河北大学》期刊2019-06-01）

刘雪^[5]（2019）在《808nm红外光响应氧化物上转换发光材料及其荧光增强研究》一文中研究指出稀土掺杂上转换发光材料在显示防伪、温度传感、生物医药等领域具有广泛的应用前景。然而,传统的980 nm激发光与水分子的吸收峰相重迭,水分子对激发光能量的吸收造成的能量损失和产热影响限制了上转换材料在生物医药等水含量丰富环境中的应用。此外,较低的光转换效率也限制着上转换材料的生产发展。因而,本文选用了水分子吸收截面小的808 nm激光作为激发源,在上转换发光材料的生物医药和光学温度传感应用背景下,选取稳定性好且声子能量相对较低的氧化物材料MIn_2O_4(M=Ca,Sr,Ba)、Lu_2O_3、SrTiO_3为基质,Nd~(3+)、Yb~(3+)为敏化剂,Er~(3+)为激活剂,以提高样品的光转换效率为目的,通过液相合成技术制备了一系列发光性能良好的上转换微纳米材料。从基质材料选择着手,通过敏化剂共掺杂、调节掺杂稀土离子浓度进行了发光性能优化,阐明了掺杂稀土离子间的能量传递过程,研究了基于Er~(3+)离子热耦合能级荧光强度比的温度传感性能。通过共掺金属离子的方式实现了808 nm激发下的上转换发光增强,系统分析了发光增强的作用机理。主要研究内容如下:采用溶胶-凝胶法制备了MIn_2O_4:Nd~(3+)/Yb~(3+)/Er~(3+)(M=Ca,Sr,Ba)荧光粉。808 nm激发下,CaIn_2O_4:Nd~(3+)/Yb~(3+)/Er~(3+)样品具有位于524 nm和551 nm的绿光以及位于657 nm的红光上转换发射。通过改变敏化剂掺杂浓度,优化了样品发光性能并实现了由绿光到橙光直至纯红光的可调发光。利用荧光寿命测试证明了Nd~(3+)→Yb~(3+)→Er~(3+)的能量传递过程。利用Er~(3+)离子两个热耦合能级~2H_(11/2)和~4S_(3/2)通过荧光强度比技术研究了样品在290~490 K温度范围内的光学测温性能。样品的测温灵敏度始终遵循S_A(BaIn_2O_4)>S_A(CaIn_2O_4)>S_A(SrIn_2O_4)的变化规律。通过分析样品的晶格结构、M~(2+)离子所处的格位对称性以及M-O键的特征(包括:键长、配位数、共价性,等)对样品的温传性能差异进行了深入分析,结果表明:RE~(3+)离子掺杂进入键共价性大或化学键长、配位数多的基质格位更趋向于带来优异的光学测温性能。以尿素为沉淀剂,通过共沉淀法制备了不同尺寸的Lu_2O_3:Nd~(3+)/Yb~(3+)/Er~(3+)和Lu_2O_3:Nd~(3+)/Yb~(3+)/Er~(3+)/Li~+纳米球。808 nm激发下获得了分别位于521 nm和564 nm处的上转换绿光和位于660 nm处的红光发射,优化了Nd~(3+)、Yb~(3+)离子的掺杂浓度,并通过共掺Li~+离子进一步实现了样品的颗粒尺寸和发光性能(包括:发光绿红比和发光强度)调控。结果表明:低掺杂浓度下Li~+离子取代Lu~(3+)离子格位由于电荷补偿作用产生的氧空位和高掺杂浓度下Li~+离子填隙占据带来的晶格膨胀造成了纳米球尺寸生长,同时降低的样品比表面积减少了表面吸附的猝灭基团(CO_3~(2+)、OH~-)并带来了增大的发光绿红比和发光强度。系统分析了Li~+掺杂后,Nd~(3+)/Yb~(3+)/Er~(3+)离子间的能量传递效率变化以及发光中心离子周围局域晶体场对称性变化对发光增强的贡献,结果表明:Li~+离子在晶格中的取代占据方式可以有效促进Nd~(3+)→Yb~(3+)→Er~(3+)的能量传递同时降低稀土离子所处格位的局域晶体场对称性,最终也可以提高样品的发光性能。进一步推断出Li~+离子在晶格中的取代掺杂相比于填隙占据更有利于实现发光增强。运用水热法合成了一系列SrTiO_3:Er~(3+)/Zn~(2+)钙钛矿结构上转换荧光粉。优化了Er~(3+)、Zn~(2+)以及Yb~(3+)和Nd~(3+)离子的掺杂浓度,分析了Er~(3+)单掺样品在808 nm激发下的上转换发光机理。放大的XRD图谱表明:低浓度Zn~(2+)离子掺杂时,其主要以取代Sr~(2+)离子格位的方式存在于基质晶格。Zn~(2+)离子的引入使SrTiO_3:Er~(3+)荧光粉的绿光和红光发射分别增强了6.3和3倍。利用近红外区荧光衰减曲线和Eu~(3+)离子的荧光探针作用对Zn~(2+)离子引起的发光增强机理进行了探究,结果表明:低的Zn~(2+)离子掺杂浓度下,材料对激发光吸收的增强以及Er~(3+)离子周围局域晶体场对称性的降低可能是发光增强的主要原因。(本文来源于《西北大学》期刊2019-06-01）

成圆^[6]（2019）在《镓酸盐基光色可调上转换发光及长余辉发光材料的设计制备与性能研究》一文中研究指出光致上转换发光是指材料吸收两个或两个以上长波长光子,发射一个短波长光子的现象,因此又被称为反斯托克斯发光。余辉发光是指材料先被激发光辐照一段时间,在辐照停止后,仍有光发射的现象。将上述两种特殊的发光现象结合起来,可以形成一种新型发光形式—上转换余辉发光,即:被低能激发光辐照后,发射高能余辉光的现象。在同一基体材料中实现上述叁种特殊的发光现象,不仅具有挑战性,而且具有非常深远的研究意义与非常广泛的应用前景。为了更好地满足生产、应用需求,通常需要材料具有多种颜色的发光以丰富荧光漆、发光标识等的多样性,因此如能提供一种发光材料,可以实现规律可控的多色荧光,势必能拓展其生产及应用范围。稀土Er~(3+)离子作为上转换发光中最常用的激活剂离子之一,分别调节发光材料的绿色上转换发射强度与红色上转换发射强度的大小,从而间接评估Er~(3+)离子发生不同能级跃迁的难易度,也具有一定的研究意义。除此以外,由于发光材料在装饰、军事、生物成像等领域展现出的巨大应用潜力,开发制备多种上转换及余辉发光材料仍是目前发光领域的研究热点,具有很大的研究空间。综上,本论文选择了镓酸盐材料作为发光的同一基体材料,通过调整基体中的阳离子(包括二价阳离子Zn~(2+)、Mg~(2+),叁价阳离子Ga~(3+)、Al~(3+)以及四价阳离子Sn~(4+)、Ge~(4+)),设计、制备了稀土离子Yb~(3+)、Er~(3+)、Tm~(3+)与过渡金属离子Cr~(3+)掺杂的一系列荧光粉,并研究了荧光粉的上转换发光性能、余辉发光性能以及上转换余辉发光性能,主要研究概括如下:(1)分别用高温固相法与溶胶-凝胶法合成了Y~(3+)-Er~(3+)双掺杂镓酸盐基上转换荧光粉,发现通过控制稀土离子的掺杂比以及基体中掺杂的不同价态阳离子,荧光粉的上转换发光绿红比(GRR)可调。在980nm近红外激光激发下,所有Yb~(3+)-Er~(3+)双掺杂镓酸盐材料均具有明显的524nm、549nm左右绿色与659nm左右红色上转换发射,分别由Er~(3+)离子的~2H_(11/2)→~4I_(15/2)、~4S_(3/2)→4~I_(15/2)能级跃迁与~4F_(9/2)→~4I_(15/2)能级跃迁产生。材料掺杂稀土离子Yb~(3+)-Er~(3+)摩尔比的增大与基体中二价阳离子Mg~(2+)的掺杂,都会降低材料的上转换发光强度和GRR,使GRR小于1.0,材料的红色上转换发光强于绿色上转换发光,Er~(3+)离子更易由~4S_(3/2)能级无辐射弛豫至~4F_(9/2)能级,~4F_(9/2)→~4I_(15/2)能级跃迁增加;但在基体中掺杂叁价阳离子Al~(3+)或者四价阳离子Sn~(4+)、Ge~(4+),则可以大大提高材料的上转换发光强度和GRR,使GRR大于1.0,材料的绿色上转换发光更强,Er~(3+)离子由~4S_(3/2)能级至~4F_(9/2)能级的无辐射弛豫减少,~4S_(3/2)→~4I_(15/2)能级跃迁增加。溶胶-凝胶法制备的荧光粉颗粒尺寸可减小至纳米级,但其上转换发光强度比高温固相法制备的荧光粉低。(2)通过高温固相法制备得到了 Yb~(3+)-Er~(3+)-Tm~(3+)叁掺杂镓酸盐基上转换荧光粉,发现调整稀土离子的掺杂比以及在基体中掺杂不同价态的阳离子,荧光粉的上转换发光颜色可控。在980nm近红外光激发下,Yb~(3+)-Er~(3+)-Tm~(3+)叁掺杂镓酸盐材料除了具有Er~(3+)离子的绿色、红色上转换发射以外,还具有由Tm~(3+)离子~1G_4→~3H_6与~3F_3→~3H_6能级跃迁产生的477nm左右蓝色与694nm左右红色上转换发射,即在一种荧光粉中同时出现了蓝、绿、红叁基色光。根据材料掺杂稀土离子Tm~(3+)-Er~(3+)摩尔比的不同,ZnGa_2O_4:3.%Yb~(3+),0.33%Er~(3+),0.0165%Tm~(3+)发射红紫色可见光,ZnGa_2O_4:3.5%Yb~(3+),0.25%Er~(3+),0.25%Tm~(3+)发射紫粉色可见光,ZnGa_2O_4:3.5%Yb~(3+),0.165%Er~(3+),0.33%Tm~(3+)发射紫色可见光。控制基体中叁价阳离子A1~(3+)的掺杂量,当Al~(3+)-Ga~(3+)离子摩尔比小于1/1时,在基体B位增加Al~(3+)离子的掺杂,材料上转换发光会由粉色区逐渐向蓝色区移动;而当Al~(3+)-Ga~(3+)离子比大于1/1时,继续增加基体B位Al~(3+)离子掺杂量则会使材料上转换发光逐渐返回粉色区。在基体中掺杂不同的四价阳离子Sn~(4+)、Ge~(4+),也会导致材料呈现不同颜色的发光,具体地,Zn_3Ga_2SnO_8:Yb~(3+),Er~(3+),Tm~(3+)呈现蓝绿色发光,Zn_3Ga_2GeO_8:Yb~(3+),Er~(3+),Tm~(3+)呈现蓝紫色发光,Zn_3Ga_2Ge_(0.5)Sn_(0.5)O_8:Yb~(3+),Er~(3+),Tm~(3+)呈现蓝色发光;但在基体A位共掺杂二价阳离子Mg~(2+)则不会改变材料的发光颜色。(3)通过高温固相法与溶胶-凝胶法制备了 Cr~(3+)离子掺杂的镓酸盐基长余辉发光材料。高温固相法制备得到的发光材料,在被260nm氙灯辐照15min后,发射峰值在689nm左右的长余辉发光,且余辉时间都可超过60min;当Cr~(3+)离子掺杂摩尔比为0.5%时,制备得到的ZnGa_2O_4:0.5%Cr~(3+)荧光粉的余辉发光强度衰减最慢;只有在材料的基体B位共掺杂叁价Al~(3+)离子,并控制Al~(3+)-Ga~(3+)离子的掺杂摩尔比为1/9时,可以减缓材料余辉发光强度的衰减速度,增加材料的余辉时间;除此以外,在基体掺杂二价Mg~(2+)离子与四价Ge~(4+)-Sn~(4+)离子,都会加快余辉衰减速度,导致材料的余辉时间变短;而且相对高温固相法,溶胶-凝胶法制备的发光材料虽然尺寸可减小至纳米级,但余辉衰减速度更快。(4)通过高温固相法制备了Y~(3+)-Er~(3+)-Cr~(3+)共掺杂镓酸盐基上转换余辉发光材料,被260nm左右氙灯及980nm近红外激光激发15min后,荧光粉均可产生700nm左右的余辉发光。Yb~(3+)离子和Er~(3+)离子的掺杂加速了材料的余辉强度衰减速度,随着Yb~(3+)离子和Er~(3+)离子掺杂量的增加,材料的余辉时间越来越短;在基体共掺杂四价Ge~(4+)-Sn~(4+)离子后,控制Ge~(4+)-Sn~(4+)离子的掺杂摩尔比,可以使荧光粉的光致发光强度、余辉时间与上转换余辉时间都得到提高,具体地:Zn_3Ga_2Ge_(0.3)Sn_(0.7)O_8:Yb~(3+),Er~(3+),Cr~(3+)和Zn_3Ga_2Ge_(0.7)Sn_(0.3)O_8:Yb~(3+),Er~(3+),Cr~(3+)的余辉衰减速度均比ZGO:Cr还要缓慢,且其上转换余辉时间也比其他荧光粉长。综上,我们设计并制备了双掺杂上转换荧光粉ZGO:Yb,Er、叁掺杂上转换荧光粉ZGO:Yb,Er,Tm、长余辉荧光粉ZGO:Cr以及上转换余辉荧光粉ZGO:Yb,Er,Cr。而且,在上述荧光粉基体中掺杂不同价态的阳离子(包括二价Mg~(2+)离子、叁价Al~(3+)离子以及四价Sn~(4+)、Ge~(4+)离子)后,在上转换发光材料中实现了对稀土离子不同能级跃迁的调控,得到了颜色可控的多色上转换发光,在长余辉发光材料中减缓了材料的余辉衰减速度。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-24）

刘国锋^[7]（2019）在《稀土上转换发光材料的温度传感特性及其生物应用研究》一文中研究指出基于大的反斯托克斯位移,在近红外(near infrared,NIR)光激发下,镧系离子掺杂的上转换纳米粒子(upconversion nanoparticles,UCNPs)在光学上展现出独一无二的特性。由于物理、化学、生物等领域中对非接触式温度探测的迫切需求,UCNPs的光学测温备受关注。利用稀土离子的热耦合能级对(thermal coupled levels,TCLs),我们详细探究了影响UCNPs温度传感灵敏度的因素,进一步我们将合成的纳米粒子用于液态环境下测温并结合光动力治疗(photodynamics therapy,PDT)和化疗实现了小鼠体内肿瘤的有效抑制。主要研究工作如下:1.利用溶胶-凝胶方法合成了Yb~(3+)/Er~(3+)共同掺杂的Y_2O_3,Y_3Al_5O_(12),LaAlO_3:荧光粉,通过实验确定了Yb~(3+)/Er~(3+)的优化掺杂浓度,利用Er~(3+)的TCLs(~2H_(11/2)/~4S_(3/2))探究了几种材料的温度传感性质以及灵敏度随温度的变化规律,找出了取得最大灵敏度的最佳温度,最终利用复杂晶体化学键介电理论探究了灵敏度和共价键之间的关系及规律。2.利用溶胶-凝胶方法合成了Y_2O_3,Y_3Al_5O_(12),LaAlO_3:Yb~(3+)/Tm~(3+)荧光粉,由于Tm~(3+)TCLs(~1G_(4(1))/~1G_(4(2)))之间的能级差较小(~315 cm~(-1)),我们利用荧光强度比(fluorescence intensity ratio,FIR)在较低温度下得到了荧光粉的最大灵敏度,并进一步计算了980 nm激光对荧光粉内部的加热作用,为生物体内测温离子和材料的选择提供了方向。3.利用溶剂热法一步合成了生物相容性好、荧光强的CaF_2:Yb~(3+)/Er~(3+)纳米粒子,探究了其温度传感性质,并进一步用于生物成像,进而研究了Hela细胞对纳米粒子的吞噬作用。4.利用溶剂热法合成了小粒径、高荧光强度的CaF_2:Yb~(3+)/Er~(3+)@NaGdF_4:Yb~(3+)@NaGdF_4核壳结构的UCNPs,通过表面修饰加载了光敏剂孟加拉红-溴己酸(rose-bengal-hexanoate,RBHA)和四价铂药(Pt(IV))。最终实现了液体测温、活体成像以及体内PDT和化疗协同治疗的目的。5.首次通过一步共沉淀法合成了SiO_2包裹的强荧光、均匀分散的Gd_2(WO_4)_3:Yb~(3+)/Ho~(3+)纳米粒子;利用双亲性聚合物PEI将Pt(IV)加载于其表面,并将这种纳米级氧化物用于液体测温和化疗,为上转换氧化物材料的应用拓宽了方向。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-05-01）

李盼盼^[8]（2019）在《基于荧光强度比的稀土掺杂上转换发光材料的温度传感机理研究》一文中研究指出在物质光学响应温度传感方面,稀土发光材料凭借其卓越的发光性质、稳定性及生物安全性能脱颖而出。其中稀土离子荧光强度比温度传感方法因其非侵入模式、响应快、自参考、灵敏度高等优点而备受关注,这些独特的优势也使荧光强度比测温方法在科学研究以及生产生活中的应用逐渐增多。但是为满足如精密设备、临床医学等一些领域高精准的测温需求,提高温度传感灵敏度势在必行。为此,我们将从稀土离子荧光强度比温度传感出发,基于YbPO_4、BaTiO_3、NaYb(MoO_4)_2、LaAlO_3和Y_2O_3分别讨论了热耦合能级荧光强度比温度传感以及非热耦合能级荧光强度比温度传感。通过理论分析以及实验验证,探索提升测温精确度的方法,并且讨论了相关应用,对荧光强度比温度传感在生物体系中的应用进行了初步探索。具体研究内容如下:(1)成功合成了YbPO_4纳米粒子并掺杂了Tm~(3+)-Yb~(3+)、Er~(3+)-Yb~(3+)、Ho~(3+)-Yb~(3+)离子对。通过理论分析以及实验验证讨论了绝对灵敏度S_a和相对灵敏度S_r的区别与联系,通过推导它们的定义公式得到了S_r、S_a和能级差△E之间的关系。利用这一关系,我们可以预判给定基质材料的最佳温度传感范围,或者根据目标测温范围选择最佳测温基质。这一研究将有利于热耦合能级测温方法更好的应用于实际。(2)应用Arrhenius方程讨论了非热耦合能级辐射强度的温度依赖特性,并且提出了非热耦合能级荧光强度比温度传感模型。该温度传感模型具有极低的温度不确定度(~0.27 K)、超高的温度灵敏度(>10%K~(-1))和令人满意的信号识别能力。与传统的热耦合能级荧光强度比温度传感模型相比,非热耦合能级荧光强度比温度传感模型的最大绝对灵敏度S_a值提高了2个数量级,在573 K时达到44.90%K~(-1),非热耦合能级荧光强度比温度传感模型的最大相对灵敏度S_r值提高了近10倍,达到1.85%K~(-1)。此外,非热耦合能级荧光强度比温度传感模型不局限于单发光中心的温度传感,也适用于双发光中心的情况。我们还将提出的非热耦合能级模型应用于NaYF_4:Tm~(3+),Yb~(3+)@NaYF_4核壳结构液体温度测量系统中。这表明,我们所提出的非热耦合能级温度测量方法具有可观的应用前景。它不仅对改善温度检测性能有着重要的意义,而且为稀土离子温度检测器的实际发展提供了启示和参考。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-05-01）

赵飞飞^[9]（2019）在《稀土上转换发光材料以及新型半导体纳米复合光催化剂的制备及其性能研究》一文中研究指出近年来,镧系元素掺杂的上转换纳米粒子(UCNPs)的研究引起了人们的广泛关注。由于其独特的上转换发光性能,UCNPs在多个领域展示了潜在的应用前景,包括太阳能电池、细胞标记、生物成像、以及光动力治疗等。尽管有这些优点,但仍存在着一些缺陷,限制了传统UCNPs的应用。首先,由于敏化剂Yb3+在近红外区域的吸收较弱,使得能量转换效率较低。其次,由于980 nm激光是最常用的产生上转换发光(UCL)的近红外激发光源,而使用980 nm激光作为光源会产生过热效应,导致细胞和组织损伤,并且使得激发光对深层组织成像的穿透能力受到限制。为了克服这些问题,本论文设计和制备了含淬灭盾夹层结构的UCNPs,采用有机染料和Nd3+共敏化的方法,实现了 808 nm激发下显着增强的上转换发光。另一方面,全球环境和能源危机的持续恶化已成为一个严重的问题,引起世界各国的普遍关注。基于半导体的光催化通过光催化水裂解产生清洁能源氢气,以及利用太阳能降解有机污染物,是解决该问题的一种潜在策略。然而,目前应用最广泛、最具代表性的半导体光催化剂,如Ti02、ZnO等,在太阳光照射下只能对紫外光产生响应,并且量子效率较低,这极大地限制了它们的实际应用。因此,开发低毒、稳定性好、活性高的的新型光催化剂成为光催化领域的一个热点问题。本论文设计和制备了几种新型的g-C3N4基纳米复合光催化剂和多元金属硫化物光催化剂,采用多种手段对他们进行表征和性能测试,并研究了他们的光催化降解有机污染物和光催化制氢的性能,提出了可能的光催化活性增强的机理。上述工作为开发新型上转换发光纳米材料以及高效的半导体光催化剂提供了有用的参考资料。本论文的主要研究内容如下:(1)首先设计和制备了由Nd3+敏化的含淬灭盾夹层结构的UCNPs,合成了夹层结构的稀土上转换纳米粒子NaLuF4:Gd,Yb,Tm@NaLuF4:Gd,Yb@NaNdF4:Yb。该结构中在核层NaLuF4:Gd,Yb,Tm和壳层NaNdF4:Yb之间引入了过渡层NaLuF4:Gd,Yb作为阻止敏化剂Nd3+和激活剂Tm3+之间淬灭作用的保护盾,可以有效消除二者的交叉驰豫,同时通过以Yb3+为媒介的核-壳-壳界面,发生从敏化剂Nd3+到激活剂之间有效的能量转移。研究过渡层厚度对发光强度的影响,发现当过渡层厚度为5 nm时,发光强度达到最大,明显大于传统的以Yb3+为敏化剂的纳米晶的发光强度。(2)设计和制备了染料IR-820和Nd3+共敏化的含淬灭盾夹层结构的稀土上转换纳米粒子IR-820/UCNPs。固定在UCNPs表面的染料分子可以作为“天线分子”强烈吸收近红外光,进而有效地将激发能传递给Nd3+。含淬灭盾夹层结构的UCNPs可有效消除激活剂和敏化剂之间的交叉驰豫,同时最外壳层的Nd3+可以在808 nm激发下有效敏化UCNPs的上转换发光。结果表明,在808 nm激 发 下,IR-820 敏 化 的 上 转 换 纳 米 粒 子NaLuF4:Gd,Yb,Tm@NaLuF4:Gd,Yb@NaNdF4:Yb的上转换发光强度是纯上转换纳米粒子 NaLuF4:Gd,Yb,Tm@NaLuF4:Gd,Yb@NaNdF4:Yb 的 6 倍,并且是 980 nm 相同激光功率下激发的 NaLuF4:Gd,Yb,Tm@NaLuF4:Gd,Yb@NaLuF4:Yb 的10倍。该方法不仅可以提高对光的吸收和增强纳米晶的上转换发光,而且利用808 nm代替980 nm作为激发光源可以增加对生物组织的穿透深度,避免过热效应。(3)通过将UCNPs,纳米银和g-C3N4纳米片巧妙地组装到一个纳米结构中,成功制备了含有不同银负载量的UCNPs@SiO2@Ag/g-C3N4纳米复合物光催化剂。由于上转换纳米晶和银纳米粒子对g-C3N4的协同增强效应,拓宽了光谱响应范围并促进了光生电子空穴对的快速分离。实验结果表明,和单独的g-C3N4相比,所制备的复合物光催化剂在光催化降解RhB和光催化制氢上表现出明显增强的活性,其光催化降解RhB的速率常数和制氢速率分别是纯g-C3N4的10和12倍。本研究为同时利用上转发光和等离子体增强效应改性半导体光催化剂提供了一种可行的策略。(4)通过金属有机框架(MOFs)ZIF-67衍生得到Co9S8十二面体,然后在Co9S8十二面体表面生长ZnAgInS纳米片,设计和制备了不同Co9S8含量的新型异质结构纳米复合物C09S8@ZnAgInS。结果表明,Co9S8@ZnAgInS复合物的光催化活性明显高于单独的组分,当Co9S8的含量为5%时,CZ5%复合物具有最高的光催化活性,制氢速率为9395.3μmogl g-1 h-1,是ZnAgInS的4.3倍。复合物增强的光催化活性归因于这种具有空心结构和表面生长纳米片的异质结构可以促进电子空穴对的分离和转移,提供大的比表面积和大量的活性位点。本研究为利用MOFs材料设计制备高效纳米复合光催化剂提供了一种有效方法。(5)通过采用简便的水热法合成了银掺杂的新型量子点ZAGS,研究了银的掺杂量对ZAGS量子点的性能以及光催化降解RhB的活性的影响。结果表明,银含量的增加可以提高ZAGS量子点的可见光利用率,当摩尔比Zn:Ag:Ga=1:0.2:2时,光催化活性最高,进一步增加银的掺杂量,光催化活性降低。本研究为开发高效四元金属硫化物光催化剂提供了有价值的参考资料。(本文来源于《上海大学》期刊2019-04-01）

王慧慧^[10]（2019）在《基于NaGdF_4：Yb,Er@NaYF_4上转换发光纳米材料构建酶和小分子传感体系》一文中研究指出自上个世纪90年代末以来,上转换纳米粒子(UCNPs)作为一种新型的发光纳米材料因其良好的抗光漂白性、深的组织穿透能力、低毒性以及低自体荧光背景等而备受科学工作者的关注。本文合成了单分散、小粒径的NaGdF_4:Yb,Er@NaYF_4上转换纳米粒子,并对其进行表面功能化修饰,建立了叁种上转换发光传感体系,实现了对辣根过氧化物酶(HRP)、抗坏血酸(AA)、酪胺(tyramine)以及酪氨酸酶(TYR)的传感。(1)利用共沉淀法合成NaGdF_4:Yb,Er@NaYF_4上转换纳米粒子,并用油胺接枝的聚琥珀酰亚胺(PSI_(OAm))对NaGdF_4:Yb,Er@NaYF_4上转换纳米粒子进行水溶性修饰,使NaGdF_4:Yb,Er@NaYF_4上转换纳米粒子具有良好的水溶性和稳定性。当对苯二胺(PPD)和HRP、H_2O_2共同存在时,PPD被氧化,主要氧化产物的结构被认为是2,5-二氨基-N,N'-双(对氨基苯基)-1,4-苯醌二亚胺(即PPDox),PPDox的吸收光谱和NaGdF_4:Yb,Er@NaYF_4上转换纳米粒子发射光谱发生有效的重迭,上转换纳米粒子发光猝灭。基于此构建检测HRP的发光传感体系。在最佳的条件下,检测HRP的线性范围:1.2-360 mU/mL,最低检出限为0.41 mU/mL。(2)利用十六烷基叁甲基溴化铵(CTAB)对NaGdF_4:Yb,Er@NaYF_4上转换纳米粒子进行表面修饰,以改善其水溶性和稳定性。当PPD和纳米模拟氧化酶CoOOH纳米薄片添加到NaGdF_4:Yb,Er@NaYF_4上转换纳米粒子溶液中时,PPD作为氧化酶的典型底物,可被氧化成PPDox。PPDox作为能量受体,使上转换纳米粒子的发光猝灭。当AA加入上述混合物溶液中时,CoOOH纳米薄片氧化酶特性被破坏,NaGdF_4:Yb,Er@NaYF_4上转换纳米粒子发光恢复。基于此,构建了一种基于NaGdF_4:Yb,Er@NaYF_4上转换纳米粒子和氧化酶样CoOOH纳米薄片的发光传感体系用于检测抗坏血酸(AA)。在最佳的条件下,检测AA的线性范围:0.8-280μM(R=0.995),最低检测限为0.25μM。(3)采用共沉淀法合成NaGdF_4:Yb,Er@NaYF_4上转换纳米粒子,然后利用反胶束法进行水溶性修饰。当NaGdF_4:Yb,Er@NaYF_4 UCNPs加入到酪胺和酪氨酸酶混合溶液中,上转换纳米粒子作为电子供体,酪胺和酪氨酸酶形成的黑色素样聚合物作为电子受体,基于光电子诱导机制(PET)使上转换纳米粒子发光猝灭。基于此构建检测酪胺和酪氨酸酶发光传感体系。在最佳的条件下,检测酪胺的线性范围:0.167-33.3μΜ,最低检出限为0.026μΜ。检测酪氨酸酶的线性范围为:0.0033-1 U·mL~(-1),最低检出限为0.003 U·mL~(-1)。(本文来源于《安徽师范大学》期刊2019-04-01）

上转换发光材料论文开题报告

（1）论文研究背景及目的

此处内容要求：

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例：

简要介绍了稀土掺杂上转换发光材料的研究进展。概述了稀土掺杂上转换发光纳米材料在制备和发光性能方面的改善性研究,以及在多色发光、白光材料、生物环境检测、光动力学治疗、太阳能电池、多功能纳米探针和医学成像等方面的最新成果。阐述了核壳型上转换纳米材料的最新研究动态。最后,展望了稀土掺杂上转换发光纳米材料的市场前景,总结性地评述了上转换纳米材料在研究和改性过程中依然存在的问题和不足。

（2）本文研究方法

调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

上转换发光材料论文参考文献

[1].黄一男,李娟,李慧玲,李蓝苹,陈雪羽.Yb~(3+)共掺杂La_2Sn_2O_7:Er~(3+)上转换发光材料的水热合成与性能[J].中国稀土学报.2019

[2].郭春芳.稀土掺杂上转换发光纳米材料的研究进展[J].广东石油化工学院学报.2019

[3].强琴平.叁种典型稀土离子掺杂微/纳米氟化物上转换发光材料的制备与发光性质研究[D].兰州大学.2019

[4].高鹏.上转换发光材料制备及其温度性能研究[D].河北大学.2019

[5].刘雪.808nm红外光响应氧化物上转换发光材料及其荧光增强研究[D].西北大学.2019

[6].成圆.镓酸盐基光色可调上转换发光及长余辉发光材料的设计制备与性能研究[D].山东大学.2019

[7].刘国锋.稀土上转换发光材料的温度传感特性及其生物应用研究[D].吉林大学.2019

[8].李盼盼.基于荧光强度比的稀土掺杂上转换发光材料的温度传感机理研究[D].吉林大学.2019

[9].赵飞飞.稀土上转换发光材料以及新型半导体纳米复合光催化剂的制备及其性能研究[D].上海大学.2019

[10].王慧慧.基于NaGdF_4：Yb,Er@NaYF_4上转换发光纳米材料构建酶和小分子传感体系[D].安徽师范大学.2019

标签：La_2Sn_2O_7;  Er~(3+);  Yb~(3+)共掺杂;  水热法;  上转换性能;  双光子发光;