荧光热增强型稀土掺杂上转换发光材料研究进展

赵皎印， 索 浩*， 李磊朋， 郭崇峰

(1. 河北大学 物理科学与技术学院， 河北 保定 071002；2. 西北大学 光子学与光子技术研究所， 陕西 西安 710069)

1 引 言

荧光材料因其独特的光学性质被广泛应用在显示、照明、食品检测、温度传感等领域[1-4]。相较于有机荧光材料，稀土掺杂无机荧光材料凭借低细胞毒性以及优异的荧光特性引起了科研人员的广泛研究与关注。其中，稀土掺杂上转换发光材料是一种可以吸收两个或多个低能光子(近红外光)并发射出一个高能光子(可见或紫外光)的非线性光学材料[5]。随着纳米技术的快速发展，稀土掺杂上转换发光材料凭借尺寸可调、生物相容性良好、背景荧光干扰小、生物组织穿透性深、发光可调谐等特点，在三维显示、光学防伪、光学温度传感等光子学以及生物医学领域展现出了巨大的应用价值[6-7]。

热猝灭一直被认为是不可避免地，且严重制约了稀土发光材料在温度传感、防伪、显示等方面的实际应用[8-11]。热猝灭是指在温度升高的过程中发光强度降低的现象，导致这种现象的主要原因为：随着温度不断升高，基质晶格的振动增强，导致电子-声子相互作用增强以及无辐射跃迁速率增大，从而造成发光强度以及寿命减小，这就是通常所说的热猝灭现象[12]。近年来，科研人员开展了大量工作以提高稀土掺杂发光材料的热稳定性，并发现了荧光发射的零猝灭现象[13-16]。随着研究的进一步深入，上转换发光热增强这一现象被大量报道，研究者们发现这种现象与能量传递过程密切相关[17-18]。……