Dy3+掺杂对NaLaF4_Yb3+/Er3+纳米晶上转换发光与顺磁性的影响

"本文主要探讨了Dy3+离子在NaLaF4:Yb3+/Er3+/Dy3+双功能纳米晶中的上转换发光和顺磁性调制效应。通过热溶剂法制备了这种光磁双功能纳米晶，并分析了Dy3+的6FJ和6HJ能级与Er3+之间的能量传递机制，以及它对光发射和顺磁性质的影响。" 这篇研究论文深入研究了Dy3+掺杂对NaLaF4基纳米晶的上转换发光和顺磁性的影响。NaLaF4:Yb3+/Er3+/Dy3+纳米晶是一种具有光磁双重功能的材料，其中Yb3+和Er3+负责上转换发光过程，而Dy3+则扮演着调节这一过程以及影响材料顺磁性的关键角色。 在能量传递方面，论文指出Dy3+的6FJ和6HJ能级可以有效地与Er3+的能级相互作用，实现能量的非辐射转移。这种能量传递导致了在980nm红外光激发下，纳米晶发出中心波长为522nm和547nm的绿色光。当激发光功率增加时，绿光发射强度也随之增强，这表明能量传递效率提高。 此外，Dy3+的掺杂浓度对纳米晶的光学性能和顺磁性有显著影响。随着Dy3+摩尔百分比从0增加到5%，522nm发光相对于547nm发光峰逐渐增强，显示了Dy3+掺杂对发光强度的调制作用。然而，当Dy3+的摩尔百分比进一步提高到10%时，522nm发光的相对强度反而减弱，表明存在一个最佳掺杂比例，超过这个比例可能会导致发光效率下降。 另一方面，Dy3+的顺磁性调制效应表现为，随着Dy3+摩尔百分比从0增加到10%，样品的顺磁性增强。这表明Dy3+的掺杂不仅影响光发射，还直接影响材料的磁性质。然而，顺磁性的提升伴随着总体发光强度的衰减，这可能是因为过度的Dy3+掺杂破坏了纳米晶的结构完整性或能量传递效率。 总结来说，该研究揭示了Dy3+在NaLaF4:Yb3+/Er3+/Dy3+纳米晶中复杂的光子能量转移机制和顺磁性调控机理，为设计新型光磁材料提供了理论基础和实验依据。这种光磁双功能纳米晶在未来可能会应用于光电子、生物标记、磁共振成像等多个高科技领域。