NaYF4:Er3+和NaYF4:Yb3+/Er3+上转换荧光纳米晶的制备与表征

以EDTA为螯合剂,采用络合共沉淀法合成了NaYF4:Er3+和NaYF4:Yb3+/Er3+纳米晶.分别采用XRD、SEM、荧光分光光度计对合成的样品进行了结构、形貌和上转换荧光分析.XRD结果表明,制备的NaYF4:Er3+和NaYF4:Yb3+/Er3+均为纯立方相;SEM结果显示,制备的NaYF4:Er3+和NaYF4: Yb3+/Er3+晶粒粒径都在100nm左右,与NaYF4:Er3+相比,NaYF4:Yb3+/Er3+晶粒尺寸分布更均匀,分散性更好,符合作为荧光标记材料的要求;上转换荧光分析表明,在980nm激光器激发下,NaYF4:Yb3+/Er3+的发光强度比NaYF4:Er3+提高了1个数量级.     

PEG修饰YF_3微米晶的溶剂热合成及Y_(1.2)F_3:Yb_(0.18)~(3+)/Er_(0.01)~(3+)上转换荧光性质

采用溶剂热方法,乙醇和乙二醇的混合溶剂中,150℃条件下,反应12h,成功制备了YF3:Yb3+/Er3+晶体,和PEG-6000修饰的YF3:Yb3+/Er3+晶体。通过X射线粉末衍射,扫描电镜(SEM),红外光谱(IR)和荧光分光光度计对样品的组成、结构和荧光性质进行了表征和分析。结论为:YF3:Yb3+/Er3+晶体与YF3标准卡PDF#74-0911相符,而PEG-6000修饰的YF3:Yb3+/Er3+晶体的标准卡为PDF#32-1431,说明PEG的修饰导致晶体结构的变化。室温下,以980nm为激发光源,YF3:Yb3+/Er3+晶体和PEG修饰的YF3:Yb3+/Er3+晶体的荧光发射峰位置均为551nm、666nm和832nm,其分别对应于Er3+离子的4S3/2→4I15/2,4F9/2→4I15/2和4S3/2→4I13/2跃迁。但荧光强度不同。讨论了表面活性剂聚乙二醇的加入对YF3:Yb3+/Er3+晶体形貌,尺寸及荧光性质的影响,并对Yb3+/Er3+上转换发光机理进行了讨论。     

YF_3∶Yb,Er,Tm纳米晶:低温固相制备及上转换发光性能

采用低温固相法制备了镱离子(Yb~(3+))、铒离子(Er~(3+))、铥离子(Tm~(3+))共掺杂的氟化钇(YF3)纳米晶,研究了煅烧温度及时间对样品微结构和发光性能的影响。结果表明:煅烧温度对YF3纳米晶的晶相结构、形貌进而发光性能具有重要的影响。随着煅烧温度的上升,样品晶化完全,可获得纯正交相的YF3纳米晶,样品颗粒变大,发光强度增大,但过高的煅烧温度会使样品产生杂相,颗粒急剧增大,发光强度反而降低。在相同的煅烧温度下,煅烧时间对样品的微结构和发光性能的影响甚微。在980nm红外光激发下,样品的可见光发射由478nm的蓝光带、548nm的绿光带及657nm的红光带组成。通过样品发光强度与激发功率的关系,分析了其可能的上转换发光机制。     

Sr2YF7∶Yb,Tm纳米晶的水热制备及上转换发光性能研究

采用温和水热法制备了七氟钇锶(Sr_2YF_7):镱(Yb),铥(Tm)纳米晶(Sr2YF7∶Yb,Tm纳米晶),并对其微结构、形貌、粒径、发光性能进行了表征。结果显示,制备的Sr_2YF_7:Yb,Tm纳米晶为四方晶相结构,其形貌为类球型,平均粒径34nm;在980nm红外光激发下,其发射峰分别位于463nm、480nm、650nm处,I_蓝/I_红≈43,无紫外及红外发射峰出现,获得了上转换单色蓝光。依据发光强度与激发功率的关系,确定样品的蓝光与红光发射均为三光子过程,并分析了其上转换发光机制。     

高分子网络凝胶法制备YAG:Er~(3+)纳米晶粉体及其光谱性质

采用高分子网络凝胶法,在较低温度下制备了YAG:Er~(3+)纳米晶粉体.分别用热重-差热分析(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及激发和发射光谱对样品进行了表征.结果表明:石榴石晶相的形成温度为880℃,与YAG纳米晶粉体相比,用Er~(3+)代替Y~(3+)后,YAG:Er~(3+)纳米晶粉体还是以石榴石晶相为主,未发生明显变化;YAG:Er3~(3+)纳米晶粉体有丰富的吸收谱线,并且在260nm激发光激发下YAG:Er~(3+)纳米晶粉体可以发射出377nm紫光,可以作为紫光光源的考虑对象.     

稀土掺杂上转换发光玻璃陶瓷的制备及性能

实验制备了一类含有SrF2∶Yb3+,Tm3+及SrF2∶Yb3+,Er3+的透明发光玻璃和玻璃陶瓷,对比研究了热处理工艺对玻璃陶瓷相组成、微观结构和光谱性能的影响规律。研究表明,玻璃陶瓷具有立方SrF2纳米晶相均匀分布于玻璃基体的复相结构,利用HRTEM可观测到SrF2纳米晶相的(111)晶面,其晶粒尺度在10~30nm之间,且该析晶相中富集有Yb3+/Tm3+和Yb3+/Er3+。基于此,玻璃陶瓷在980nm LD激光激发下的上转换发光强度较玻璃样品有较大提高。其上转换发光机制分别主要为Yb3+-Yb3+之间的合作上转换,Yb3+-Tm3+和Tm3+-Tm3+之间的交叉弛豫能量传递过程,以及Yb3+-Er3+之间的能量传递上转换。     

NaYF4∶Yb,Er-Fe3O4纳米复合颗粒的制备与表征

以NaYF4:Yb,Er纳米颗粒作为种晶,选用二氨基十二烷等双官能团配体作为偶联剂,采用直接偶联法制备了NaYF4;Yb,Er-Fe3O4纳米复合颗粒.通过透射电镜、X射线衍射仪和能量色散X射线光谱仪对NaYF4∶Yb,Er-Fe3O4纳米复合颗粒的结构、形貌以及组成进行了表征,比较了不同双官能团配体对纳米复合结构形成的影响.结果表明,双官能团配体的使用对纳米复合结构的形成至关重要;配体所具有官能团的种类以及NaYF4∶Yb,Er种晶粒径会影响NaYF4:Yb,Er与Fe3O4纳米颗粒之间的偶联作用.     

NaYF_4:Yb,Er-Fe_3O_4纳米复合颗粒的制备与表征

以NaYF4∶Yb,Er纳米颗粒作为种晶,选用二氨基十二烷等双官能团配体作为偶联剂,采用直接偶联法制备了NaYF4∶Yb,Er-Fe3O4纳米复合颗粒。通过透射电镜、X射线衍射仪和能量色散X射线光谱仪对NaYF4∶Yb,Er-Fe3O4纳米复合颗粒的结构、形貌以及组成进行了表征,比较了不同双官能团配体对纳米复合结构形成的影响。结果表明,双官能团配体的使用对纳米复合结构的形成至关重要;配体所具有官能团的种类以及NaYF4∶Yb,Er种晶粒径会影响NaYF4∶Yb,Er与Fe3O4纳米颗粒之间的偶联作用。     

Er3+掺杂GdVO4纳米粒子的制备及发光性能研究

用水热法制备了Er3+掺杂GdVO4纳米荧光粉,通过X射线衍射(XRD)、荧光(FL)光谱、红外光谱仪(FTIR)对合成样品的结构和发光性能进行表征。探讨了焙烧温度、pH值以及络合剂对GdVO4∶Er3+纳米晶的结构和发光的影响。在760nm近红外光和380nm紫外光激发下激发样品,出现了较强的525nm、553nm特征绿光上转换和下转换发射。其中525nm和553nm分别来自于Er3+离子的2 H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2跃迁产生。     

球形SrSnO3∶Eu3+纳米晶的水热合成及其发光性能研究

采用水热合成法,以四水钨酸钠(Na_2SnO_3·4H_2O)和氯化锶(SrCl_2)为原料,酒石酸钾钠为表面活性剂,在pH=12、温度为200℃条件下,通过调控反应时间制备出球形锡酸锶(SrSnO_3)∶Eu~(3+)纳米晶。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及荧光光谱仪对水热反应时间不同条件下制备的产物物相、形貌以及荧光性质进行了表征,考察了反应时间对产物形貌及发光性能的影响。结果表明:不同水热反应时间下制备的产物均为纯相钙钛矿结构SrSnO_3∶Eu~(3+)纳米晶;球形SrSnO_3∶Eu~(3+)纳米晶的最佳合成条件为pH=12、反应温度200℃、水热反应时间24h;球形SrSnO_3∶Eu~(3+)纳米晶在393nm波长激发下,在614nm处均有很强发射峰。     

热解法制备KY3F10∶Yb3+、Tm3+纳米晶荧光标记材料

采用热分解法制备了yb3+和Tm3+共掺杂的KY3F10∶Yb3+、Tm3+纳米晶,用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和上转换光谱对样品进行了表征.研究了Tm3+浓度对样品的上转换发光性能的影响.结果表明制备的样品为类球形立方相KY3F10∶yb3+、Tm3+纳米晶,粒子尺寸分布均匀,平均粒径约为13nm左右....     

稀土掺杂TiO2在1064nm激光激发下的上转换发光

为研究TiO2材料的上转换发光特性,采用溶胶-凝胶与共沉淀法制备了La3+、Yb3+和Er3+稀土离子掺杂的TiO2粉末.利用SEM和XRD表征发光材料的结构,探讨了试样在1064nm激发光源常温激发作用下,稀土氧化物的掺杂比例、煅烧温度对上转换发光特性的影响.实验表明,1064nm激光常温激发TiO2基掺杂稀土La2O3、Yb2O3、Er2O3的最佳比例为39∶ 10∶1,经1300℃煅烧可制备出明亮绿色发光的上转换材料.     

硫酸盐还原法制备La_2O_2S∶Yb,Er及其上转换发光性能

采用硫酸盐还原法制备了Yb、Er双掺的La2O2S粉体,考察了柠檬酸用量、前驱体煅烧温度、碳还原温度、Er3+离子浓度和Yb3+离子浓度对粉体的影响。分别采用X-射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积分析(BET)、紫外可见光分光光度计(UVPC)和荧光光谱分析(PL)对粉体的相组成、形貌、颗粒尺寸、反射率和上转换发光性能进行表征。研究结果表明,800℃时可以得到纯相的La2(SO4)3;碳还原温度为900℃以上可以得到纯相的结晶较好的La2O2S;样品的粒径大约为100～200nm,颗粒存在一定的团聚;柠檬酸与硝酸盐的最佳摩尔比为1.5∶1;Er3+离子掺杂浓度为2mol%、Yb3+离子掺杂浓度为12mol%时粉体的上转换发光强度最强。     

离子注入制备掺Er富硅氧化硅材料光致发光

利用离子注入方法制备了掺Er富硅氧化硅材料,用XRD,TEM方法研究材料微观结构,并测量了样品的光致发光(PL),研究了发光强度随测量温度的变化。试验表明:在1173K以上退火,注入硅集聚,形成φ(2-4)nm的纳米晶硅(nc-Si),纳米晶硅外面包裹非晶硅(a-Si),注入的Er离子分布在非晶硅中。通过非晶硅与硅纳米晶相耦合,非晶硅吸收部分硅纳米晶对Er的激发能量,降低了Er的激发效率;在T>150K时,激发态Er与非晶硅间的能量背迁移降低了Er的发光效率。     

高纯多晶LaB6纳米块体阴极材料的制备及表征

采用放电等离子烧结技术, 以氢直流电弧法制备的La-LaH₂纳米粉末为原料, 制备了高纯LaB₆多晶纳米块体热阴极材料. 系统研究了LaH₂的脱氢反应、SPS合成LaB₆的烧结反应式, 并用XRD、SEM、TEM和AFM对LaB₆烧结块体的相与结构进行了表征. 实验结果表明, LaH2在796.4℃时发生脱氢反应; SPS制备得到了单相LaB₆纳米多晶块体, 纯度达到99.867%, 相对密度达到99.2%, 和其他烧结方法相比, 样品显微硬度及抗弯强度等性能显著提高. 晶体为大小均匀, 形态规则完整的等轴晶, 50MPa, 烧结温度1250～1350℃范围内平均晶粒尺寸为120nm, 随烧结温度的升高, 晶粒尺寸逐渐增大.     

CdS及其稀土掺杂纳米带的制备与发光性质的研究

采用热蒸发法制备CdS及其稀土掺杂的纳米带(CdS∶Ce3+、CdS∶Er3+)。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和荧光光谱仪(PL)对纳米带的形貌、晶体结构和发光性质进行了表征和分析。结果表明,所制备的纳米带的外形规则,表面光滑、平整,纳米带的厚度大约在20～60nm范围内;纳米带具有六方结构,晶格常数a=0.414nm、c=0.671nm;CdS纳米带的光致发光谱的谱峰位于405nm左右;CdS∶Ce3+纳米带的光致发光谱的谱峰位于523和535nm处;CdS∶Er3+纳米带的光致发光谱中观察到3个强的发光峰,分别位于525、556和582nm处。     

NaYF_4:Yb,Pr微晶的水热制备及上转换发光性能

水热制备了掺镱离子(Yb~(3+))、镨离子(Pr~(3+))的氟化钇钠(NaYF4∶Yb,Pr)微晶,采用XRD、SEM、FA对其微结构、形貌、发光性能进行了表征。结果表明,溶液pH的变化会造成样品的相变,在碱性条件下,F-与稀土离子RE~(3+)的摩尔数比从4∶1增大到8∶1,样品晶相也由立方相变为六方相。立方相微晶为球状,六方相微晶为六方柱状。在980nm红外光激发下,Pr~(3+)的发光主要由484nm的蓝光带、541nm的绿光带、609nm的橙光带组成。分析了其上转换发光机制。     

花状ZnO微/纳米结构的水热法制备及其发光性质

以Zn(Ac)2、NaOH为初始原料,采用水热法在较低温度下合成了由纳米棒紧聚而成的花状ZnO微/纳米结构。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、光致发光谱(PL)对样品进行了表征和分析,讨论了反应温度、反应时间对样品物相和形貌的影响,分析了其生长机制。XRD和SEM测试结果表明,ZnO纳米晶为六方纤锌矿结构,反应温度和时间对产物晶相及形貌有重要影响。室温下PL谱显示,样品在346nm和384nm处有较强的紫外发射,在450nm和468nm处有较弱的蓝光发射,在475～650nm出现强而宽的可见光发射带。该研究为探讨ZnO微/纳米材料的制备技术及在发光方面的应用提供了可行的方法。     

水溶性NaYF4:Yb,Er纳米颗粒的溶剂热合成及其上转换发光性能

稀土上转换发光纳米材料具有极好的生物应用前景,但其应用的前提是能制备出水溶性、发光效率高的稀土纳米材料.以乙二醇为溶剂、稀土氯化物和NaP为反应物,采用简易的溶剂热法一步制备出水溶性的NaYF4:Yb,Er纳米颗粒.NaYF4:Yb,Er样品以粒径为25~40nm的球形颗粒为主,同时含有少量直径为25~40nm、长度为50～100nm的虫状纳米颗粒.该样品具有立方相结构,样品表面上的乙二醇配体使其能够很好地分散于水中.在980nm激光器激发下,NaYF4:Yb,Er纳米颗粒水溶液展现了强的黄绿色上转换发光.因此该样品拥有良好的生物应用潜力.     

CeO2∶Er3+纳米晶的合成及上转换发光特性研究

采用燃烧法制备得到CeO2∶Er3+纳米晶粉末.用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和荧光分光光度计等对CeO2∶Er3+纳米晶的结构、形貌和上转换发光特性进行了研究.结果表明:所得到的纳米晶粒度均匀、结晶完好,属于立方萤石结构.上转换发光光谱的研究表明:在980nm红外光激发下,可以发现上转换荧光,分别来自于Er3+离子的2H11/2,4S3/2→4 I15/2和4 F9/2→4I15/2跃迁.