Nd3+離子敏化NaLa(MoO4)2上轉(zhuǎn)換熒光粉的合成及熒光調(diào)控研究.pdf

1、稀土摻雜的上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料在3D彩色顯示、信息存儲(chǔ)、光電子器件以及生物成像等各個(gè)領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用。以其低光漂白、非自發(fā)熒光、光子損傷小以及在生物組織內(nèi)穿透能力強(qiáng)等許多優(yōu)點(diǎn)，上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料在生物標(biāo)記方面也得到了越來(lái)越多的關(guān)注。傳統(tǒng)的上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料通常采用Yb3+離子作為敏化劑，采用980nm紅外激光器作為激發(fā)光源。但是，由于生物體內(nèi)的水對(duì)980nm的吸收能力強(qiáng)，980nm的激發(fā)不僅會(huì)造成生物體熱損傷，還會(huì)減低激發(fā)光在生物體內(nèi)的穿透深度，

2、無(wú)法達(dá)到預(yù)想的效果。研究發(fā)現(xiàn)利用808nm激光器為激發(fā)光源取代980nm激光器可以有效避免上述問(wèn)題。隨著激光波長(zhǎng)的改變，敏化劑Yb3+被在808nm附近有較大的吸收截面的Nd3+離子所替換。因此，Nd3+敏化的上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的研究在生物醫(yī)學(xué)等方面具有重要意義。
　　采用溶膠-凝膠法合成了一系列NaLa(MoO4)2:Nd3+，Yb3+，Ho3+上轉(zhuǎn)換熒光粉，通過(guò)分析X射線衍射和上轉(zhuǎn)換熒光光譜對(duì)其晶體結(jié)構(gòu)和上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能進(jìn)行了研究。

3、在808nm近紅外光激發(fā)下，分別在543nm、658nm和1187nm處監(jiān)測(cè)到發(fā)射峰，這些峰與Ho3+離子的5F4/5S2→5I8、5F5→5I8和5I6→5I8的輻射躍遷相對(duì)應(yīng)。通過(guò)對(duì)比Ho3+單摻、Nd3+-Ho3+，Nd3+-Yb3+雙摻和Nd3+-Yb3+-Ho3+三摻的熒光光譜以及壽命分析，闡明了Nd3+，Yb3+，Ho3+之間的能量傳遞過(guò)程，證明了Yb3+離子在能量傳遞過(guò)程中的橋梁作用。
　　通過(guò)溶膠-凝膠法合成了Nd

4、3+，Yb3+，Tm3+三摻的NaLa(MoO4)2上轉(zhuǎn)換熒光粉，在808nm近紅外光激發(fā)下，得到了與Tm3+離子的1G4→3H6、1G4→3F4和3F3→3H6的輻射躍遷相對(duì)應(yīng)的478nm、653nm和692nm處的發(fā)射峰。分析了Tm3+單摻、Nd3+-Tm3+雙摻和Nd3+-Yb3+-Tm3+三摻的熒光光譜以及Nd3+和Yb3+粒子在三摻體系中熒光壽命，證明了Nd3+和Tm3+之間以及Nd3+，Yb3+，Tm3+之間的能量傳遞的存在

5、并且在此過(guò)程中Yb3+離子起著重要的能量傳遞橋梁作用。
　　最后還在NaLa(MoO4)2∶Nd3+，Yb3+，Ho3+體系的基礎(chǔ)上，通過(guò)改變Yb3+摻雜濃度、改變激發(fā)光源脈寬以及摻雜Ce3+離子的方法對(duì)其光譜進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)控制材料發(fā)光顏色的有效方案。無(wú)論哪種方法，都是通過(guò)改變紅光和綠光的相對(duì)強(qiáng)度比來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)熒光顏色的控制，只是它們的機(jī)理有所不同。其中，改變濃度和脈寬的方法是通過(guò)改變Ho3+離子紅光和綠光發(fā)射能級(jí)的布局路徑來(lái)達(dá)到由橘