电信频激光三光子激发单分散Na3ZrF7:Er纳米粒子纯红色可见光发射

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"Pure red visible emission via three-photon excitation of colloidal Na3ZrF7:Er nanoparticles using a telecom-band laser" 这篇研究论文报道了一项创新性成果,即通过电信波段激光的三光子激发在单分散的Na3ZrF7:Er纳米颗粒中实现了纯红色可见光发射。这一发现首次展示了在可见光区域,特别是在红色光谱部分,通过三光子激发技术所产生的纯净发光现象。实验中,研究人员合成了一种直径约为22纳米的Na3ZrF7:Er纳米粒子,采用的是260°C下的热分解方法。 Na3ZrF7:Er纳米颗粒的核心在于它们的掺杂离子Er3+。Er3+离子在特定的能级之间跃迁时,可以发出红色荧光。通常,这些荧光发射是在多光子吸收过程中发生的,而在这个研究中,研究人员使用了1480纳米波长的激光进行激发,这个波长处于电信波段,对光纤通信非常友好。选择这样的激发源不仅因为其低的非线性吸收,还因为它能有效地激发Er3+离子的能级。 实验结果表明,Na3ZrF7:Er纳米粒子在1480纳米激光激发下显示出纯红色发射,且发射强度显著受Er3+离子浓度的影响。Er3+离子的浓度调控是控制这种红色发射的关键因素,因为它直接影响到粒子内能级间的跃迁概率和能量转移效率。此外,纳米颗粒的尺寸和形状也可能对发光性能产生影响,因为这会改变粒子的光学性质和光吸收效率。 这项工作对于开发新型的光电子材料和设备具有重要意义,特别是在光学通信、生物成像、光子学传感器以及高效照明等领域。三光子激发技术为实现低能量消耗、高灵敏度的光学探测提供了新的可能,同时,这种纯红色发射的纳米颗粒可能被用于设计高效率的红色发光二极管(LED)和激光器,以满足对红色光源日益增长的需求。此外,由于其电信波段的激发特性,这些纳米颗粒还有可能在光纤通信系统中找到应用,实现长波长光信号的转换或处理。