Er^(3+)掺杂上转换发光材料的光谱调控

稀土掺杂上转换荧光粉作为一类重要的发光材料,凭借其低自发荧光、高稳定性和抗光漂白性的特点广泛应用于传感、防伪、生物成像、光动力和光热治疗等领域。但不同应用领域对材料光学特性的要求不尽相同,因此有必要根据需求对上转换发光材料的发射光谱进行有效调控。综述了Er^(3+)激活的上转换发光材料的光谱调控策略,其中通过改变基质种类,发光材料结构和掺杂浓度等传统的化学组分调控可以从根本上实现颜色的可调发射,但具有不可逆性故需要进行大量复杂实验。相比之下,外场调控通过改变外界的电磁场、温度、压力、激发光源参数等外部物理环境条件,改变发光材料所处外界环境改变稀土离子各能级上的电子布居,进而实现对荧光粉发光颜色的调控。此类方案可以实现对稀土掺杂上转换荧光材料光谱的连续调控,其颜色的转变具有较好的可重复性与可逆性。明确调控手段并对其中的机理进行分析有助于深入了解Er^(3+)上转换发射光谱调控的本质,为设计新型的光学调控手段奠定基础。

基于负热膨胀的热增强型ScF_(3):Nd^(3+)/Yb^(3+)/Er^(3+)高灵敏度温度探针

荧光强度比测温技术在生物组织内部实现了快速和无创的温度探测,但在实际应用中仍受荧光热猝灭及生物组织较大的吸收与散射的影响。本工作采用一步水热法制备了长方体ScF_(3):Yb^(3+)/Er^(3+)纳米晶,利用ScF_(3)特有的负热膨胀属性,提高了激活剂与敏化剂之间的能量传递效率,实现了上转换发光整体34倍的热增强。同时,引入Nd^(3+)构建了近红外-近红外高灵敏度的温度探针(Sa=0.1120 K^(-1)在400 K),并通过对测温曲线的矫正和离体实验,证明了样品在组织内部的测温性能,为解决上转换发光热猝灭和开发生物近红外发射温度探针提供了新的设计思路。