稀土摻雜α-NaYbF4@CaF2核殼納米晶的制備及上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能的研究.pdf

1、近年來，由于稀土摻雜的無機(jī)上轉(zhuǎn)換納米晶具有大的反斯托克斯位移、高的光學(xué)穩(wěn)定性、成像背景低、生物毒性低，以及激發(fā)光生物組織穿透深度較深等優(yōu)點(diǎn)，而受到了持續(xù)關(guān)注。稀土摻雜納米晶的可控合成對于調(diào)控材料發(fā)光性質(zhì)的特異性至關(guān)重要，同時(shí)可以通過構(gòu)筑外延核殼結(jié)構(gòu)體系處理內(nèi)核納米晶的表面，從而減少其表面稀土離子由于暴露而產(chǎn)生的表面淬滅效應(yīng)。本文利用熱裂解法合成不同摻雜離子的單核氟化物納米晶，并在其基礎(chǔ)上進(jìn)行外延復(fù)合核殼結(jié)構(gòu)納米晶的制備，研究相關(guān)上轉(zhuǎn)換發(fā)

2、光性能及其物理機(jī)制。
　　本文以α-NaYbF4納米晶為基質(zhì)材料，通過對反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、前驅(qū)體的量、原材料的量及溶劑OM的量進(jìn)行調(diào)節(jié)，精細(xì)調(diào)控納米晶體成核以及生長過程，制備出單分散性較好的、尺寸均一(20-25nm)的單核α-NaYbF4：Er納米晶，成功實(shí)現(xiàn)對α-NaYbF4：Er納米晶形貌和尺寸的可控合成。研究發(fā)現(xiàn)納米晶產(chǎn)物尺寸與體系的反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、以及稀土前驅(qū)體的用量關(guān)系密切。實(shí)驗(yàn)確定最佳合成單核納米晶產(chǎn)物的條件為

3、：反應(yīng)溫度280oC、前驅(qū)體量1mmol、三氟乙酸鈉2mmol、反應(yīng)時(shí)間30min和OM的用量為16ml。
　　另外，本論文選擇晶格匹配度高、光學(xué)透明性好、以及生物兼容性好的CaF2物質(zhì)對合成出的α-NaYbF4：Er納米晶核進(jìn)行外延包覆，構(gòu)筑α-NaYbF4：Er@CaF2核殼納米晶。利用透射電鏡(TEM)、X射線衍射儀(XRD)和光致發(fā)光光譜儀等手段對所合成的核殼納米晶的形貌、晶相和光譜圖進(jìn)行表征。上轉(zhuǎn)換光致發(fā)光光譜的研究表明

4、核殼結(jié)構(gòu)納米晶α-NaYbF4：Er@CaF2的發(fā)光強(qiáng)度要高于單核α-NaYbF4：Er納米晶74倍左右，同時(shí)高于常規(guī)α-NaYbF4：Er@NaYF4核殼納米晶5倍，證明CaF2作為外延殼層材料具有極大的優(yōu)越性。另外，論文進(jìn)一步測量上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度對激發(fā)功率依賴關(guān)系，并分別取雙對數(shù)進(jìn)行線性擬合，研究各個(gè)波段發(fā)射光發(fā)出所需要的有效光子數(shù)。發(fā)光強(qiáng)度-功率依賴關(guān)系研究表明α-NaYbF4：Er@CaF2核殼結(jié)構(gòu)納米晶雙對數(shù)曲線斜率遠(yuǎn)小于裸核α