文档介绍：第33卷,第11期光谱学与光谱分析畅 33 , 畅 11 , 2917‐2920
2 0 1 3 年 1 1 月 Vol No p,p2013
Spectroscopy and Spectral Analysis November
3 + 3 +
Yb /Er 共掺 NaYF4 的晶体结构和上转换发光性能的研究
姚丽丽,罗莉倡,董国帅,王银海
广东工业大学物理与光电工程学院,广东广州 510006
摘要以乙二胺四乙酸( )为螯合剂,用一种改进的共沉淀法制备了 3 + / 3 + 共掺的立方相
3 + 3 + 3 + EDTA Yb Er
4 和/ / 三掺的六角相 4 纳米晶。用透射电子显微镜、射线衍射、荧光光谱等测
NaYF Yb Er Gd NaYF 3 + X
量手段对样品的形貌、晶相和发光性能进行了表征。结果表明,通过掺杂,实现了 4 基质从立方
Gd NaYF
相到六角相的相变。虽然据报道六角相的 4 比立方相的 4 上转换效率高,但是相变对上转换荧光
NaYF NaYF
光谱的影响还不清楚。本文着重研究了相变对晶格场能级分裂、发光强度和发光颜色的调控作用,提出了荧
光增强和发光颜色可调的机理。用 10 ,980 二极管激光激发,在立方相和六角相样品中均观察到肉
mW nm 2 4 4
眼可见的上转换荧光发射,分别是 525/550 附近 H11/2 / S3 /2 → I15 /2 跃迁引起的绿光发射和 657 附近
4 4 nm nm
F9/2 → I15/2 跃迁引起的红光发射。与立方相样品相比,六角相样品荧光发射谱线变窄,荧光强度增强了一
2 4
个量级,出现了 H9 /2 → I13 /2 跃迁引起的新发射峰,红绿比由 2 ∶ 1 增大到 3 ∶ 1 ,这是因为六角相基质的晶格
场对称性降低,于是增强了上转换荧光强度,同时六角相的晶胞体积变小,提高了掺杂离子周围的晶格场强
度,导致发射谱线变锐,表明相变可以调节晶格场能级分裂,发光强度和发光颜色。
关键词稀土;上转换发光;共沉淀法;相变
中图分类号: 482畅 3 文献标识码: DOI :10畅3964/畅畅1000‐0593(2013)11‐2917‐04
O A j issn
定性好和发光寿命长等优点,可用于制备超灵敏的生物探针
[6 ,10‐13] 3 + 3 +
进行生物检测。因而 4 ∶, 纳米晶上转
引言 NaYF Yb Er
换发光材料受到人们的广泛研究,而 4 纳米晶的晶相、
NaYF
以 4 为基质的上转换发光材料被认为是迄今为止尺寸、微结构对其光电性质、物理、化学性质以及在生物方
NaYF
上转换效率最高的材料体系之一,近年来受到广泛的关注和面的应用都有较大影响。许多学者都致力于研究 4 纳
[1‐9] NaYF
研究。上转换发光材料是指在材料受到光激发时,能基米晶的上转换发光性能,并提高其应用价值。合成 4 纳
NaYF
于双光子或多光子机制,吸收低光子能量的长波辐射,发射米晶颗粒的方法有多种,而共沉淀法具有操作简单,安全可
出高光子能量的短波辐射,即材料受到光激发时可以发射出靠,条件温和及重现性好等优点。本