上转换发光

摘要： 采用CO_(2)激光区熔法制备了Lu_(2)O_(3)∶0.5%Er^(3+)/x%Yb^(3+)(x=1,3,5)上转换荧光材料。X射线衍射结果表明,所制备的Lu_(2)O_(3)∶Er^(3+)/Yb^(3+)荧光材料具有纯Lu_(2)O_(3)晶相。在980 nm激光激发下,样品发出明亮的上转换荧光。光谱测试结果表明,样品上转换荧光强度和荧光中绿光与红光比例随Yb^(3+)离子浓度改变,当Er^(3+)和Yb^(3+)离子浓度分别为0.5%和3%时,样品上转换荧光强度最强。通过荧光强度比(FIR)技术研究了样品Lu_(2)O_(3)∶0.5%Er^(3+)/3%Yb^(3+)在298~873 K温度范围内上转换荧光温度传感特性,在532.8 K时最大绝对灵敏度为0.0060 K^(-1),在298 K时最大相对灵敏度为0.0090 K^(-1)。结果表明,Lu_(2)O_(3)∶Er^(3+)/Yb^(3+)荧光材料非常适合用于宽温度范围荧光温度传感。

摘要： 利用共沉淀法制备了六角相NaScF_(4)∶20%Yb^(3+)/2%Er^(3+)纳米颗粒,该纳米颗粒的尺寸约为35 nm且具有较好的分散性。在980 nm激发下,该纳米颗粒可以产生较强的上转换红光发射及较弱的上转换绿光发射,红绿比约为6。与此同时,在纳米颗粒中,Er^(3+)热耦合的绿光能级^(2)H_(11/2)与^(4)S_(3/2)具有较好的温度感测特性,利用其荧光强度比可实现较为准确的光学温度测量,最大相对灵敏度约为1.17%·K^(-1)。另外,在近红外区,非热耦合的Yb^(3+):^(2)F_(5/2)→^(2)F_(7/2)跃迁与Er^(3+):^(4)I_(13/2)→^(4)I_(15/2)跃迁的荧光强度比也表现出较好的光学测温性能,其相对灵敏度随着温度升高而逐渐增大,并在333 K时达到最大值0.73%·K^(-1)。以上结果表明,NaScF_(4)∶20%Yb^(3+)/2%Er^(3+)纳米颗粒是一种高效的上转换红光材料,且在可见区及近红外区均具有较好的光学测温表现。

摘要： 具有单(纯)色上转换荧光发射特性的发光材料,有望在三维显示、照明、生物成像、促进植物生长以及提高太阳能电池光电转换效率等领域得到应用,受到研究人员的广泛关注.本研究通过玻璃热处理析晶的方法,在稀土离子Yb^(3+)/Er^(3+)共掺的氟硅酸盐玻璃中原位生长出了钙钛矿型的KMnF_(3)氟化物纳米晶体,并观测到了显著增强的高单色性上转换红色发光.采用具有高分辨率的透射电子显微测试分析技术和第一性原理计算相结合,研究了稀土离子在KMnF_(3)纳米晶复合微晶玻璃中的掺杂机制,并讨论了稀土离子微观分布和能量传递效应对其上转换发光性能的影响.实验结果表明:稀土离子将通过优先取代KMnF_(3)晶体中K^(+)格位的方式选择性富集在具有低声子能量的氟化物纳米晶体中,并由此获得显著增强的上转换发光强度.

摘要： 以油酸和十八烯为反应溶剂,采用溶剂热法制备上转换纳米颗粒Na_(3)ZrF_(7):Yb/Er。通过改变反应温度得到一系列样品,这些样品经X-射线粉末衍射仪(XRD)、荧光光谱仪和扫描电子显微镜(SEM)进行测试。XRD测试结果表明:样品为纯的四方相Na_(3)ZrF_(7);SEM测试结果表明样品的形貌均匀,结晶性较好;荧光测试结果表明当反应温度为220°C时样品发光最强且为红光,这种材料可应用于生物组织成像由于红光在生物组织中深的穿透力。所以,该样品有好的应用前景。

摘要： 光子上转换是一种重要的非线性反斯托克斯发光现象,在激光、显示、光伏、信息安全以及生物成像与诊疗等领域具有应用前景。与研究较多的有机分子三重态-三重态湮灭和稀土掺杂纳米颗粒上转换发光材料相比,上转换量子点可以在宽光谱激发范围内实现上转换发光,具有频谱吸收宽、发光效率高、近红外可吸收、能带可调、尺寸小以及稳定性高等特点,引起了领域内的关注。本文介绍了上转换发光的种类及机理,对近年来上转换发光量子点的研究进展进行了总结,重点分析了基于激发态吸收的半导体双量子点的类型和设计原理,探讨了上转换发光量子点在发光二极管(LED)、光电探测、生物标记、太阳能电池等方面的应用潜力,特别是未来发展面临的挑战和前景。

摘要： 采用溶剂热法,以乙二胺四乙酸(EDTA)为络合剂合成粗细均匀、六棱柱形的六方相Al^(3+)掺杂NaGdF_(4):Er^(3+)/Yb^(3+)纳米棒,并研究了掺杂Al^(3+)离子的上转换纳米材料性能.结果表明,适量Al^(3+)掺杂对NaGdF_(4)的晶相没有产生影响,但使主衍射峰的位置发生偏移.在980 nm激光激发下,与未掺杂的纳米晶相比,当Al^(3+)的掺杂浓度为15%时,红绿光发光最大强度分别增强了5.7倍和5倍,且^(4)F_(9/2)能级的荧光寿命被延长.Al^(3+)掺杂对上转换发光的改善是因Er^(3+)附近局部对称性的降低和粒子表面吸附基团的减少所致.

摘要： 采用高温固相法制备一系列不同浓度Li^(+)离子(0.00,0.03,0.05,0.07,0.09和0.11 mol)掺杂NaY(WO_(4))_(2):0.07Yb^(3+)/0.025Er^(3+)上转换荧光粉。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光发射光谱及荧光衰减曲线等表征所制备样品物相、形貌及发光性能。结果表明,晶体结晶度较高,为纯相结构。在980 nm激发波长下,随着Li^(+)离子的含量增加,光谱发射强度先增强后减小,当掺杂量达到0.09 mol时,光谱发射强度达到最大,样品发出绿色光。对比发现掺杂Li^(+)离子的上转换荧光粉发射强度及荧光寿命均显著强于未掺杂Li^(+)离子的荧光粉,这主要是由于Li^(+)的离子半径小,可以较好地溶入基质晶格中,对基质晶格的电荷具有良好的补偿效果,Li^(+)的掺杂改变了Er^(3+)和Yb^(3+)离子周围的局域晶场环境,导致活性离子周围的局部位置对称性降低,使上转换发光增强。在531、553 nm处出现绿光发射,存在Er^(3+)的能级跃迁:^(2)H_(11/2)→^(4)I_(15/2)、^(4)S_(3/2)→^(4)I_(15/2)。在650~680 nm之间产生红光发射,存在Er^(3+)的能级跃迁:^(4)F_(9/2)→^(4)I_(15/2)。绿光与红光的发射均属于双光子过程。

摘要： 上转换光致发光属于反斯托克斯发光过程,可以将低能量(低频率、长波长)的激发光转变成高能量(高频率、短波长)的发射光,实现频率或能量的“上转换”光致发光。文章介绍了上转换光致发光的基本原理,并概述了上转换发光在不同领域中的应用研究进展,包括生物医学、太阳能电池、光学超分辨成像、传感与检测、指纹提取、防伪印刷、作物种植等。随着科学技术的发展和相关研究工作的深入,上转换发光有望扩展到更宽广的应用领域中去。

摘要： 采用水热合成法,以外延生长技术制备了一系列Er^(3+)和Ho^(3+)离子掺杂的NaYF_(4)微米核壳晶体,并借助SEM及XRD对其微米核壳晶体的结构及形貌进行了表征。在近红外光980 nm激发下,以共聚焦显微光谱装置,对单颗粒NaYF_(4):Yb^(3+)/Er^(3+)及NaYF_(4):Yb^(3+)/Ho^(3+)核壳微米棒的上转换发射特性进行研究。实验结果表明:当包覆NaYF_(4)惰性壳时,其核壳生长方向沿纵轴,且其上转换发射强度明显增强,主要原因是NaYF_(4)惰性壳可有效抑制微米颗粒的表面猝灭效应,即有效地降低无辐射跃迁概率。然而,当其包覆NaYbF_(4)活性壳时,微米核壳沿横轴方向生长,且其上转换发射强度也增强,但与NaYF_(4)包覆惰性壳相比,其增强效果较差。同时研究发现,包覆不同核壳结构,Er^(3+)和Ho^(3+)离子上转换发射的红绿比不同,当包覆NaYbF_(4)活性壳时,Er^(3+)离子的红绿比明显增加,而Ho^(3+)离子的红绿比则明显降低。构建不同核壳结构不仅增强微米晶的发光,且可实现发射的有效调控。

摘要： 随着光通信、集成电路以及光电器件的飞速发展,对微纳光波导的性能提出了更高的要求,因而寻找更加合适的光波导制作材料成为光学材料领域的热点问题。由制作光波导材料的分类出发,分别介绍了由聚合物、有机晶体分子、半导体等材料制作的光波导的优势及应用。重点分析了影响稀土掺杂微纳光波导性能的因素:一方面,通过改变激发功率、调整光传输距离等手段,在对发射光红绿比调控的同时,有效提升光的耦合效率;另一方面,讨论了不同形貌的稀土掺杂光波导的传导模式,通过改变激发方式(激发光入射角度等)分析其特有的发射模式。最后展望了稀土掺杂微纳光波导在降低光损耗、提升耦合效率、调控发射模式等方面的前景。

摘要： 通过三氟乙酸金属前驱体的热分解法制备了Er3+/Yb3+和Tm3+/Yb3+共掺杂的β-KYF4胶体纳米晶,所制备的胶体分散液在980nm半导体激光器的激励下显示了从紫外到近红外区域的多光谱性能,并发射出明亮的上转换发光.通过调节(Yb3+、Er3+或Tm3+)掺杂离子浓度实现了β-KYF4纳米晶从蓝色到红色的可见光输出.

摘要： 采用气动悬浮法制备五氧化二铌为基质的上转换发光玻璃,并研究氧化镧添加含量和试样热处理温度对上转换发光性能的影响.研究表明,氧化镧的加入对材料的网络结构产生影响,当氧化镧摩尔分数为10％时,其具有优良的热稳定性、最强的上转换发光;NZL系列玻璃试样的上转换发光强度随热处理温度的变化关系,并不是单调递增或递减,在较低温度热处理或明显晶化后上转换发光更强.

摘要： 用固相法制备了以Yb3+/Er3+共掺AlF3为主要基质材料一系列上转换发光样品，研究了其蓝光波段的发光性能，结果表明：在蓝光波段存在波长为489nm和448nm两个主光峰，且发现两个主光峰的相对光强依赖于Yb3+/Er3+浓度比的变化。本文研究了其变化规律，分析了两个波段的上转换机制。

摘要： 本文采用共沉淀法制备了氧化物La2O3:Yb,Er 前驱体,高温硫熔法煅烧后得到了硫氧化物La2O2S:Yb3+,Er3+粉体.分别采用XRD 和SEM 对合成的粉体进行晶体结构和微观形貌的分析,利用荧光光谱仪测 试样品的上转换发光性能.研究结果表明:共沉淀的温度为40-60°C 时,草酸过量5%,草酸的浓度为2.34%,且pH 值在5.53-6.45 之间,热处理温度为800°C时可以得到理想的前驱体产物.在1250°C下煅烧3 个小时 后得到了单一均相的La2O2S 六方晶体,Yb3+和Er3+的掺杂并没有改变La2O2S 基质本身的结构.样品颗粒 呈现不规则多边形,颗粒尺寸在1μm 左右.在980nm的LD 激发下,样品呈现绿色和红色上转换发光.

摘要： 用共沉淀法合成出Yb3+离子掺杂的Y2O3粉体,采用纳米粒度分析仪表征后,其粒径主要分布在40～80 nm;由于Yb3+的4f13电子易于与近邻离子发生相互作用,该粉体在波长为980 nm的半导体激光器激发下发射出中心波长为540 nm的绿色上转换荧光.由于这种材料具有上转换发光性能以及发射光谱的红移现象,有望应用于荧光标记或者红外探测方面.

摘要： 上转换光学现象是一种反斯托克斯现象，利用稀土离子制作的固体上转换发光材料的研究与应用已引起关注．将这一内容普物化引入能级教学，有助于帮助学生进一步掌握能级的概念，提高逻辑推理能力和创新意识．

摘要： 采用脉冲激光沉积(PLD)法分别在(100)、(111)取向Nb掺杂SrTiO3衬底上制备了层状钙钛矿结构(001)、(104)取向Bi3.95Er0.05Ti3O12(BErT)薄膜.X射线衍射结果显示,薄膜呈高度择优取向生长.用原子力显微镜和光致发光谱分别对薄膜的表面形貌和光学性能进行表征.结果发现,(104)取向BErT薄膜的表面比(001)取向薄膜的更加粗糙;而其上转换荧光强度有较大的差异,(104)取向薄膜的上转换荧光绿光强度约为(001)取向薄膜的25倍.结果表明,薄膜的取向对其表面形貌、光致发光性能有较大的影响.

摘要： 以LnOX（Ln=La，Y，Gd；X=F，Cl，Br）为代表的稀土卤氧化物是一种兼具卤化物较低声子能量和氧化物较好稳定性的新型发光材料基质。本文采用传统高温固相方法，研究了NH4X 过量比例与产物相结构的关系，在较温和的条件下分别制备出三方或立方相LaOF，四方相LaOCl和四方相LaOBr。光谱研究表明，Eu3+在LaOX（X=F，Cl，Br)基质中均产生特征的红色光致发光。Er3+或Yb3+/Er3+共掺LaOCl，可分别实现黄绿色和红色上转换发光，由此探讨了其可能的上转换发光机理。最近的结果还表明，通过在LaOCl 体系中共掺杂Nd3+和Yb3+离子，可产生有效的能量传递，产生高亮度的近红外发光，可作为一类很有应用前景的太阳能电池光谱转换材料。

摘要： 采用传统的高温熔融工艺制备了铒镱共掺铅硅酸盐玻璃.测量了样品的吸收光谱、荧光光谱和折射率,利用McCumber理论和Judd-Ofelt理论计算了该玻璃系统中Er3+离子4I13/2→4I15/2能级跃迁受激发射截面和荧光寿命.该玻璃在1 536 nm处受激发射截面σemi为8.62x10-21cm2;荧光寿命长达11.32ms(实验测量值为9.26ms);在1536 nm附近有很强的荧光发射,荧光有效线宽为46.5nm;样品存在中心波长为580 nm的4S3/2→4I15/2跃迁的上转换荧光.结果表明,该样品荧光寿命长,受激发射截面大,同时具有较弱的上转换发光等特性,是制作高能脉冲光纤激光器的理想材料.

摘要： 用熔融技术制备了Er3+/Yb3+双掺氟氧化物微晶玻璃,通过实验确定了掺稀土离子微晶玻璃的配比、熔化温度和退火温度.采用ACTO～2758光谱仪测得样品的喇曼光谱,并讨论基质成分的声子能对发光效率的影响.采用日本产的Hitachi F-4500荧光光度计,激发波长为980 nm激光器测定了样品的发射光谱.通过对光谱的分析,建立了上转换发光机制.测量了发光强度与抽运功率的关系,通过非线性拟合得出斜率,确定了样品的528 nm,542nm和655nm发射均为双光子过程.

摘要： 本发明提供一种上转换率可控的AB2O4基上转换发光材料及其制备方法和应用。所涉及上转换发光材料Zn(AlxGa1‑x)2O4:Yb3+,Er3+具有良好的发光强度，所发荧光均为肉眼可见。同时，上转换发光材料可以通过控制Al3+离子的掺杂量，实现发光材料上转换率不同程度的提高，在Zn(Al0.5Ga0.5)1.96O4:Yb0.0353+,Er0,0053+达到最高。这种通过控制B位离子的掺杂，提高上转换率的方法，可以直接有效地增加材料吸收能量的利用率，增加上转换发光强度，提高材料在防伪材料、荧光漆、发光染料等领域的可实现性。因此本发明提供的提高AB2O4基上转换发光材料极具实际应用之价值。

摘要： 本发明公开了一种发光颜色可变的上转换发光复合纳米粉体，属于稀土上转换发光材料技术领域，其由化学表达式分别为NaY0.98‑mF4:mYb3+,0.02Ho3+@NaY1‑xF4:xYb3+和NaY0.99‑nF4:nYb3+,0.01Tm3+@NaY1‑yF4:yNd3+的两类核壳结构上转换纳米晶按质量比1:0.8～1:1.5混合而成；其中，化学表达式中0.1≤m≤0.5，0.1≤x≤1，0.1≤n≤0.5，0.1≤y≤1；两种上转换纳米晶的直径为38～45nm。本发明还公开其制备方法。该纳米复合粉体在808nm和980nm近红外激光的激发下呈现不同的发光颜色，而在980nm和808nm近红外激光共同激发下，该复合纳米粉体的上转换发光颜色会随着温度的升高而发生改变。该上转换发光复合纳米粉体可用于防伪领域，用于构建更安全的防伪图案。

摘要： 一种基于上转换发光纳米材料和金纳米棒之间发光共振能量转移检测赭曲霉毒素A的方法，用于小麦及其制品等中赭曲霉毒素A(OTA)含量的检测。通过将上转换发光材料(NaYF4:Yb0.286,Er0.0286)与赭曲霉毒素A核酸适配体连接形成能量供体探针，再通过碱基互补配对原则与适配体互补寡核苷酸单链修饰的金纳米棒(纵横比为2.5左右)能量受体探针形成纳米复合物，发生发光共振能量转移现象(LRET)，达到上转换发光淬灭的目的。当检测体系中存在OTA时，OTA与OTA适配体特异性结合，从而使双链解链，通过监控657nm处的上转换发光信号强度，能够定量检测OTA，线性范围为0.05‑100ng/mL，检出限为0.027ng/mL。本发明用于OTA检测具有灵敏度高、快速简便的优点。并应用于啤酒、小麦样品的检测，结果准确可靠。

摘要： 本发明公开了一种能提高发光强度的上转换发光结构及其制备方法，其由衬底、金属薄膜层、介电层和上转换发光层组成，是将Ag或Au采用真空蒸发法或直流溅射法沉积在玻璃或硅衬底上形成金属薄膜层，然后采用射频磁控溅射法溅射一层氧化锌薄膜，最后在其上旋涂一层稀土离子掺杂的氟化镧钾制备而成。本发明以稀土离子掺杂的氟化镧钾作为上转换发光材料，以增强上转换发光结构的发光强度，并通过控制介电层氧化锌薄膜的厚度，进而调控所得上转换发光结构的发光强度，实现上转换发光强度的增强。本发明所得上转换发光结构可应用于生物医学、发光器件和太阳能电池等领域中，且其制备工艺简单，易操作，具有广泛的应用前景。

摘要： 一种铽镱共掺杂七铝酸十二钙基上转换发光材料，其化学式为12CaO·7Al

摘要： 本发明涉及一种上转换发光的纳米材料及其制备方法，以及一种兼具上转换发光和下转换长余辉发光的核‑壳型荧光纳米材料及其制备方法，内核为上转换发光的纳米材料，其结构通式为Ba

摘要： 本发明提供了这一种上转换发光选择性增强的上转换发光材料，属于上转换发光材料技术领域。本发明提供的上转换发光选择性增强的上转换发光材料的制备选用微米光纤玻璃芯作为基底，在其表面沉积金纳米薄膜作为等离激元结构，将上转换纳米颗粒均匀分散在金纳米薄膜表面，形成上转换发光选择性增强的上转换发光材料。本发明提供的上转换发光选择性增强的上转换发光材料通过波导激发，利用入射光、金纳米薄膜、上转换纳米颗粒之间的相互作用，实现上转换发光的选择性增强。

摘要： 本发明涉及一种热致变色MoO3：Yb，Er上转换荧光粉、制备方法及其上转换发光可逆调控方法，属于热致变色荧光粉制备应用技术领域。该热致变色MoO3：Yb，Er上转换荧光粉，化学式为MoO3：Yb，Er。将浅黄色MoO3：Yb，Er上转换荧光粉在H2和N2还原气氛，在温度为300°C~700°C保温2h，冷却到室温后得到蓝色MoO3：Yb，Er荧光粉，再次将蓝色MoO3：Yb，Er荧光粉在空气气氛下加热，冷却到室温后又变换成浅黄色MoO3：Yb，Er上转换荧光粉；在980nm光源激发下，黄色MoO3：Yb，Er上转换荧光粉发出绿色的荧光，而蓝色MoO3：Yb，Er荧光粉发光减弱或直至不发光，通过实现MoO3：Yb，Er荧光粉颜色“浅黄色‑蓝色”的多次重复变换进行上转换发光可逆调控。

摘要： 本发明公开一种具有电调控发光响应的准固态离子型上转换发光材料，制备及应用。所述上转换发光材料包括光敏剂、离子型湮灭剂以及准固态基质；其中，所述离子型湮灭剂选自二苯基蒽的离子型衍生物，蒽的离子型衍生物，芘的离子型衍生物或苝的离子型衍生物中的一种或多种；所述准固态基质为二氧化硅和粘性溶剂组成的凝胶基质。在准固态基质的作用下，不仅达到了较好的除氧隔氧效果，摆脱了无氧环境的限制条件，降低了上转换发光材料对氧气的敏感度，并且还为离子型湮灭剂提供了离子运动的通道，便于上转换发光材料对电场的调控响应。

摘要： 本发明公开了一种发光颜色可变的上转换发光复合纳米粉体，属于稀土上转换发光材料技术领域，其由化学表达式分别为NaY0.98‑mF4:mYb3+,0.02Ho3+@NaY1‑xF4:xYb3+和NaY0.99‑nF4:nYb3+,0.01Tm3+@NaY1‑yF4:yNd3+的两类核壳结构上转换纳米晶按质量比1:0.8～1:1.5混合而成；其中，化学表达式中0.1≤m≤0.5，0.1≤x≤1，0.1≤n≤0.5，0.1≤y≤1；两种上转换纳米晶的直径为38～45nm。本发明还公开其制备方法。该纳米复合粉体在808nm和980nm近红外激光的激发下呈现不同的发光颜色，而在980nm和808nm近红外激光共同激发下，该复合纳米粉体的上转换发光颜色会随着温度的升高而发生改变。该上转换发光复合纳米粉体可用于防伪领域，用于构建更安全的防伪图案。