非稀土掺杂协同核壳包裹对氟化物纳米晶上转换发光性能的增强

马丹阳， 丁明烨， 戴建斌， 胡琪唯， 潘雅静， 李雨亭， 陈大钦， 季振国

(杭州电子科技大学 材料与环境工程学院， 浙江 杭州 310018)



非稀土掺杂协同核壳包裹对氟化物纳米晶上转换发光性能的增强

马丹阳， 丁明烨*， 戴建斌， 胡琪唯， 潘雅静， 李雨亭， 陈大钦*， 季振国

(杭州电子科技大学 材料与环境工程学院， 浙江 杭州 310018)

为提高上转换纳米晶的发光效率，提出协同增强的策略，将核壳包裹和非稀土离子掺杂两种方式进行有效的结合，使上转换纳米晶的发光效率实现“1+1>2”的增强效果。以NaGdF4作为基质材料，Yb3+和Er3+分别作为敏化离子和发光离子，以Li+离子和NaGdF4作为非稀土掺杂离子和包裹壳层来构建核/壳纳米结构，研究两种增强方式的协同作用对NaGdF4∶Yb3+/Er3+纳米晶的上转换发光性能的影响。结果表明，Li+离子掺杂与包裹NaGdF4壳层共同作用使得β-NaGdF4∶Yb3+/Er3+纳米晶的上转换发光增强了39倍，明显优于单一方式的增强效果。通过一系列的优化实验结果发现，Li+离子的最佳掺杂摩尔分数为4%。基于以上实验结果，给出了非稀土离子掺杂核壳纳米晶协同增强上转换发光效率的机理。

非稀土离子掺杂； 核壳包裹； β-NaGdF4∶Yb3+/Er3+； 上转换发光

1 引 言

近年来，上转换发光因在固态激光、三维立体显示、太阳能电池、光催化及生物诊疗等领域展现出潜在的应用前景[1-4]，特别是以上转换纳米颗粒为基的肿瘤诊疗剂成为癌症治疗领域的研究热点。因为这类新型的诊疗剂不仅可以作为纳米荧光探针，还能通过光热和光电等转换实现局部治疗肿瘤的效果。同……