具有光热转换能力的近红外光学测温材料BaY_(2)O_(4)∶Nd^(3+)

光热治疗亟需一种准确、高效、分辨率高且适用于深层生物组织的测温手段以辅助其治疗过程。本文以高温固相法合成了BaY_(2)O_(4)∶Nd^(3+)材料,并基于Nd^(3+):^(4)F_(3/2)的Stark劈裂能级实现了较为精准的光学测温。数据表明,其测温的绝对灵敏度、相对灵敏度及分辨率的最佳值可分别达到0.09%·K^(-1)、0.69%·K^(-1)和0.05 K,优于大多数同类型温度计的相应数值。与此同时,因该光学温度计的激发和发射波长均位于生物窗口之内,使其在生物组织中的穿透深度可达到8 mm。另外,该材料还具有一定的光热转换能力。上述结果表明,Nd^(3+)单掺的Ba Y_(2)O_(4)在深层组织的光热治疗方面具备一定的应用潜力。

NaScF_(4)∶Yb^(3+)/Er^(3+)纳米颗粒荧光温敏特性

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。