稀土掺杂NaYF4纳米颗粒的控制合成及上转换发光性质研究

田月星, 刘松涛, 王建勋, 武 微, 王莎莎,2, 德格吉呼,2

(1.内蒙古师范大学 化学与环境科学学院,内蒙古 呼和浩特 010022; 2.内蒙古自治区功能材料物理与化学重点实验室,内蒙古 呼和浩特 010022)

目前,上转换纳米颗粒合成和光谱学性质的研究已引起广泛关注。上转换(UC)发光是指发光中心的基态离子(激活剂离子)通过连续吸收两个或多个低能量光子后跃迁至亚稳态的高能量状态,经过无辐射弛豫、辐射弛豫等过程返回至基态时发射高能光子的一种反斯托克斯非线性过程[1]。因为镧系离子具有独特的4f电子构型,所以镧系离子(Ln3+)掺杂的纳米晶体(NCs)被认为是高效UC材料之一[2-3]。UC氟化物纳米材料与半导体量子点(QDs)和有机染料相比,具有被生物组织吸收少、自发荧光干扰低、低毒性、较长的荧光衰减寿命、较强的穿透组织细胞的能力等优点[4-9]。所以,它在光动力治疗、生产功能性光学器件、自组装、生物探针、生物标记等领域具有广泛的应用前景[10-11]。

近年来,关于制备高质量的上转换纳米颗粒(UCNCs)研究较多。如Chen的团队采用热分解法合成油溶性单分散的β-NaYF4:Yb,Er纳米片,发现在固-液界面晶体结晶速率慢并更有利于形成β-NaYF4纳米晶[12-14]; Yan课题组采用热分解法在OA/ODE/OM体系中合成了β-NaYF4,并通过调控晶体的尺寸和结构制备出了高效的多色UC发光材料[15]; 2019年,本课题组采用溶剂热法在OA/HA体系中制备了高质量的钆基氟化物纳米晶,并对其详细的发光机理进行了解释[16]。研究认为溶剂热法具有简单高效、温和易操作等优点,且制备的纳米颗粒形貌均一、分散性好,是较为理想的合成方法之一。……