Er3+/Yb3+共掺KLaF4纳米晶的上转换发光研究

"这篇科研论文主要探讨了Er3+/Yb3+共掺KLaF4纳米晶的制备方法及其上转换发光性质。通过水热法制备了不同Er3+与Yb3+浓度比例的KLaF4纳米晶，并在300°C的氩气氛围下进行退火处理。实验结果显示，样品呈现出六方相的纳米棒结构，其平均直径为28nm，长度约为130nm。进一步的研究发现，在保持Er3+浓度不变的情况下，增加Yb3+的掺杂量能够增强材料在973nm附近的光吸收。此外，这些纳米晶在980nm近红外光的激发下，能够实现上转换发光，产生强烈的绿光和红光。有趣的是，随着Yb3+掺杂浓度的增加，红光和绿光的强度以及2H11/2能级的平均荧光寿命均呈现下降趋势。该研究对于理解和优化上转换材料的性能具有重要意义，特别是对于光通信、生物标记和光能源转换等领域有着潜在的应用价值。" 这篇论文详细介绍了Er3+/Yb3+共掺KLaF4纳米晶的合成过程，首先采用水热法在特定的条件下制备纳米晶，这种方法通常涉及在高温高压的水中溶解金属盐，然后形成结晶。Er3+和Yb3+是作为掺杂剂加入，它们在材料中的比例对最终纳米晶的光学性质有显著影响。通过X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）等技术，研究人员分析了纳米晶的晶体结构和微观形态。漫反射谱和上转换发射光谱的测量则揭示了材料的光学特性。 实验观察到，当Yb3+掺杂浓度增加时，973nm光的吸收增强，这表明Yb3+在上转换过程中起到了关键作用，可能是因为Yb3+可以有效地捕获并传递能量给Er3+，从而增强上转换效率。此外，上转换发光现象中，980nm近红外光被转化为可见的绿光和红光，这种转换对于实现深组织成像、生物传感器和太阳能应用具有重要价值。然而，随着Yb3+浓度的增加，上转换发光的强度和荧光寿命下降，这可能是由于过度掺杂导致的非辐射能量转移增加，或是能量损耗途径的改变。 这项研究深入探讨了Er3+/Yb3+共掺KLaF4纳米晶的制备工艺和其独特的上转换发光特性，为设计和优化高性能上转换材料提供了理论依据和实践指导，对于推动纳米光学、光电子学和相关领域的科技进步具有重要意义。