Tm3+掺杂的NaYF4微米颗粒中强烈的单带下转换荧光发射

徐春龙 王晋国 张翔宇

引用本文: 徐春龙, 王晋国, 张翔宇. Tm3+掺杂的NaYF4微米颗粒中强烈的单带下转换荧光发射[J]. 物理化学学报, 2015, 31(11): 2183-2190. doi: 10.3866/PKU.WHXB201509142 shu
Citation:  XU Chun-Long, WANG Jin-Guo, ZHANG Xiang-Yu. Strong Single-Band Down-Conversion Emission in Tm3+-Doped NaYF4 Microparticles[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2015, 31(11): 2183-2190. doi: 10.3866/PKU.WHXB201509142 shu

Tm3+掺杂的NaYF4微米颗粒中强烈的单带下转换荧光发射

    通讯作者: 张翔宇
  • 基金项目:

    中央高校基本科研业务费专项资金(2013G1121085, 310812152001) (2013G1121085, 310812152001)

    国家自然科学基金(51101022)资助项目 (51101022)

摘要: 采用柠檬酸钠辅助的水热方法合成了一系列具有不同长径比的Tm3+掺杂的β-NaYF4 (NaYF:Tm3+)微米棒(盘). 通过X射线衍射(XRD), 扫描电子显微镜(SEM), 能量色散X射线荧光光谱(EDX), 傅里叶变换红外(FTIR)光谱和激光光谱学等手段对所制备的系列β-NaYF4微米棒(盘)进行了表征. XRD和SEM分析表明β-NaYF4微米棒(盘)的长径比依赖于前驱液的pH值, 随着前驱液的pH值的增加, 从长棒逐渐过渡到六角盘. 光谱测量结果表明: 一系列NaYF4:Tm3+微米晶体在656 nm脉冲激光选择激发下, 均获得了强烈的单带近红外下转换荧光发射. 系统研究了激发波长、环境温度和颗粒长径比对NaYF4:Tm3+微米晶体中单带近红外荧光强度的调控. 结果表明: 颗粒长径比越大, 荧光强度越强. 进一步探索了颗粒长径比调控的荧光增强机理, 并提出了基于长径比控制的缺陷空位机理.

English

    1. [1]

      (1) Chen, X. Y.; Liu, Y. S.; Tu, D. T. Lanthanide-doped Luminescent Nanomaterials: from Fundamentals to Bioapplications; Springer-Verlag Press: Heidelberg, 2014; pp 125-187.(1) Chen, X. Y.; Liu, Y. S.; Tu, D. T. Lanthanide-doped Luminescent Nanomaterials: from Fundamentals to Bioapplications; Springer-Verlag Press: Heidelberg, 2014; pp 125-187.

    2. [2]

      (2) MacDougall, S. K. W.; Ivaturi, A.; Marques-Hueso, J.; Krä mer, K. W.; Richards, B. S. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2014, No. 128, 18. doi: 10.1016/j.solmat.2014.05.004(2) MacDougall, S. K. W.; Ivaturi, A.; Marques-Hueso, J.; Krä mer, K. W.; Richards, B. S. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2014, No. 128, 18. doi: 10.1016/j.solmat.2014.05.004

    3. [3]

      (3) Chen, G. Y.; Qiu, H. L.; Prasad, P. N.; Chen, X. Y. Chem. Rev. 2014, 114 (10), 5161. doi: 10.1021/cr400425h(3) Chen, G. Y.; Qiu, H. L.; Prasad, P. N.; Chen, X. Y. Chem. Rev. 2014, 114 (10), 5161. doi: 10.1021/cr400425h

    4. [4]

      (4) Zheng, W.; Tu, D. T.; Liu, Y. S.; Luo, W. Q.; Ma, E.; Zhu, H. M.; Chen, X. Y. Scientia Sinica Chimica 2014, 44 (2), 168. [郑伟, 涂大涛, 刘永升, 罗文钦, 马恩, 朱浩淼, 陈学元. 中国科学: 化学, 2014, 44 (2), 168.] doi: 10.1360/N032013-00041(4) Zheng, W.; Tu, D. T.; Liu, Y. S.; Luo, W. Q.; Ma, E.; Zhu, H. M.; Chen, X. Y. Scientia Sinica Chimica 2014, 44 (2), 168. [郑伟, 涂大涛, 刘永升, 罗文钦, 马恩, 朱浩淼, 陈学元. 中国科学: 化学, 2014, 44 (2), 168.] doi: 10.1360/N032013-00041

    5. [5]

      (5) Wang, F.; Banerjee, D.; Liu, Y. S.; Chen, X. Y.; Liu, X. G. Analyst 2010, 135 (8), 1839. doi: 10.1039/C0AN00144A(5) Wang, F.; Banerjee, D.; Liu, Y. S.; Chen, X. Y.; Liu, X. G. Analyst 2010, 135 (8), 1839. doi: 10.1039/C0AN00144A

    6. [6]

      (6) Ge, X. Y.; Yuan, Q. J. Wuhan Univ. (Nat. Sci. Ed.) 2015, 61, 10. [葛雪莹, 袁荃. 武汉大学学报: 理学版, 2015, 61, 10.](6) Ge, X. Y.; Yuan, Q. J. Wuhan Univ. (Nat. Sci. Ed.) 2015, 61, 10. [葛雪莹, 袁荃. 武汉大学学报: 理学版, 2015, 61, 10.]

    7. [7]

      (7) Hampl, J.; Hall, M.; Mufti, N. A.; Yao, Y. M.; MacQueen, D. B.; Wright, W. H.; Cooper, D. E. Anal. Biochem. 2001, 288 (2), 176. doi: 10.1006/abio.2000.4902(7) Hampl, J.; Hall, M.; Mufti, N. A.; Yao, Y. M.; MacQueen, D. B.; Wright, W. H.; Cooper, D. E. Anal. Biochem. 2001, 288 (2), 176. doi: 10.1006/abio.2000.4902

    8. [8]

      (8) Zou, W. Q.; Visser, C.; Maduro, J. A.; Pshenichnikov, M. S.; Hummelen, J. C. Nat. Photonics 2012, 6 (8), 560. doi: 10.1038/nphoton.2012.158(8) Zou, W. Q.; Visser, C.; Maduro, J. A.; Pshenichnikov, M. S.; Hummelen, J. C. Nat. Photonics 2012, 6 (8), 560. doi: 10.1038/nphoton.2012.158

    9. [9]

      (9) Xie, X. J.; Liu, X. G. Nat. Mater. 2012, 11 (10), 842. doi: 10.1038/nmat3426(9) Xie, X. J.; Liu, X. G. Nat. Mater. 2012, 11 (10), 842. doi: 10.1038/nmat3426

    10. [10]

      (10) Kumar, R. A.; Arivanandhan, M.; Hayakawa, Y. Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials 2013, 59 (3), 113. doi: 10.1016/j.pcrysgrow.2013.07.001(10) Kumar, R. A.; Arivanandhan, M.; Hayakawa, Y. Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials 2013, 59 (3), 113. doi: 10.1016/j.pcrysgrow.2013.07.001

    11. [11]

      (11) Karaveli, S.; Zia, R. Phys. Rev. Lett. 2011, 106 (19), 193004. doi: 10.1103/PhysRevLett.106.193004(11) Karaveli, S.; Zia, R. Phys. Rev. Lett. 2011, 106 (19), 193004. doi: 10.1103/PhysRevLett.106.193004

    12. [12]

      (12) Wang, F.; Liu, X. Accounts Chem. Res. 2014, 47 (4), 1378. doi: 10.1021/ar5000067(12) Wang, F.; Liu, X. Accounts Chem. Res. 2014, 47 (4), 1378. doi: 10.1021/ar5000067

    13. [13]

      (13) Lu, Q.; Hou, Y.; Tang, A.; Wu, H.; Teng, F. Appl. Phys. Lett. 2013, 102 (23), 233103. doi: 10.1063/1.4811175(13) Lu, Q.; Hou, Y.; Tang, A.; Wu, H.; Teng, F. Appl. Phys. Lett. 2013, 102 (23), 233103. doi: 10.1063/1.4811175

    14. [14]

      (14) Gao, D.; Zhang, X.; Gao, W. J. Appl. Phys. 2012, 111 (3), 033505. doi: 10.1063/1.3681293(14) Gao, D.; Zhang, X.; Gao, W. J. Appl. Phys. 2012, 111 (3), 033505. doi: 10.1063/1.3681293

    15. [15]

      (15) Tian, D. P.; Gao, D. L.; Chong, B.; Liu, X. Z. Dalton Trans. 2015, 44 (9), 4133. doi: 10.1039/C4DT03735A(15) Tian, D. P.; Gao, D. L.; Chong, B.; Liu, X. Z. Dalton Trans. 2015, 44 (9), 4133. doi: 10.1039/C4DT03735A

    16. [16]

      (16) Deng, T. L.; Yan, S. R.; Hu, J. G. Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 30 (4), 773. [邓陶丽, 闫世润, 胡建国. 物理化学学报, 2014, 30 (4), 773.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201402201(16) Deng, T. L.; Yan, S. R.; Hu, J. G. Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 30 (4), 773. [邓陶丽, 闫世润, 胡建国. 物理化学学报, 2014, 30 (4), 773.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201402201

    17. [17]

      (17) Zhang, X. Y.; Li, L.; Gao, D. L.; Zheng, H. R. Spectrosc. Spect. Anal. 2009, 29, 2738. [张翔宇, 李林, 高当丽, 郑海荣. 光谱学与光谱分析, 2009, 29, 2738.](17) Zhang, X. Y.; Li, L.; Gao, D. L.; Zheng, H. R. Spectrosc. Spect. Anal. 2009, 29, 2738. [张翔宇, 李林, 高当丽, 郑海荣. 光谱学与光谱分析, 2009, 29, 2738.]

    18. [18]

      (18) Nasim, H.; Jamil, Y. Optics & Laser Technology 2014, 56, 211. doi: 10.1016/j.optlastec.2013.08.012(18) Nasim, H.; Jamil, Y. Optics & Laser Technology 2014, 56, 211. doi: 10.1016/j.optlastec.2013.08.012

    19. [19]

      (19) Wu, J.; Yao, Z.; Zong, J.; Jiang, S. Opt. Lett. 2007, 32 (6), 638. doi: 10.1364/OL.32.000638(19) Wu, J.; Yao, Z.; Zong, J.; Jiang, S. Opt. Lett. 2007, 32 (6), 638. doi: 10.1364/OL.32.000638

    20. [20]

      (20) Zheng, L. J.; Li, Y. X.; Liu, H. L.; Xu, W.; Zhang, Z. G. Acta Phys. Sin. 2013, 62 (24), 240701. [郑龙江, 李雅新, 刘海龙, 徐伟, 张治国. 物理学报, 2013, 62 (24), 240701.] doi: 10.7498/aps.62.240701(20) Zheng, L. J.; Li, Y. X.; Liu, H. L.; Xu, W.; Zhang, Z. G. Acta Phys. Sin. 2013, 62 (24), 240701. [郑龙江, 李雅新, 刘海龙, 徐伟, 张治国. 物理学报, 2013, 62 (24), 240701.] doi: 10.7498/aps.62.240701

    21. [21]

      (21) Zhang, X. Y.; Gao, D. L.; Zheng, H. R. Chin. Phys. B 2008, 17 (11), 4328. doi: 10.1088/1674-1056/17/11/061(21) Zhang, X. Y.; Gao, D. L.; Zheng, H. R. Chin. Phys. B 2008, 17 (11), 4328. doi: 10.1088/1674-1056/17/11/061

    22. [22]

      (22) Gao, D. L.; Tian, D. P.; Xiao, G. Q.; Chong, B.; Yu, G. H.; Pang, Q. Opt. Lett. 2015, 40 (15), 3580. doi: 10.1364/OL.40.003580(22) Gao, D. L.; Tian, D. P.; Xiao, G. Q.; Chong, B.; Yu, G. H.; Pang, Q. Opt. Lett. 2015, 40 (15), 3580. doi: 10.1364/OL.40.003580

    23. [23]

      (23) Krä mer, K. W.; Biner, D.; Frei, G.; Gü del, H. U.; Hehlen, M. P.; Lü thi, S. R. Chem. Mater. 2004, 16 (7), 1244. doi: 10.1021/cm031124o(23) Krä mer, K. W.; Biner, D.; Frei, G.; Gü del, H. U.; Hehlen, M. P.; Lü thi, S. R. Chem. Mater. 2004, 16 (7), 1244. doi: 10.1021/cm031124o

    24. [24]

      (24) Gao, D. L.; Gao, W.; Shi, P.; Li, L. RSC Adv. 2013, 3 (34), 14757. doi: 10.1039/C3RA40517F(24) Gao, D. L.; Gao, W.; Shi, P.; Li, L. RSC Adv. 2013, 3 (34), 14757. doi: 10.1039/C3RA40517F

    25. [25]

      (25) Gao, D. L.; Zhang, X. Y.; Zheng, H. R.; Shi, P.; Li, L.; Ling, Y. W. Dalton Trans. 2013, 42 (5), 1834. doi: 10.1039/C2DT31814H(25) Gao, D. L.; Zhang, X. Y.; Zheng, H. R.; Shi, P.; Li, L.; Ling, Y. W. Dalton Trans. 2013, 42 (5), 1834. doi: 10.1039/C2DT31814H

    26. [26]

      (26) Yi, G.; Lu, H.; Zhao, S.; Ge, Y.; Yang, W.; Chen, D.; Guo, L. H. Nano Lett. 2004, 4 (11), 2191. doi: 10.1021/nl048680h(26) Yi, G.; Lu, H.; Zhao, S.; Ge, Y.; Yang, W.; Chen, D.; Guo, L. H. Nano Lett. 2004, 4 (11), 2191. doi: 10.1021/nl048680h

    27. [27]

      (27) Gao, D.; Zhang, X.; Gao, W. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5 (19), 9732. doi: 10.1021/am402843h(27) Gao, D.; Zhang, X.; Gao, W. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5 (19), 9732. doi: 10.1021/am402843h

    28. [28]

      (28) Zhang, X. Y.; Gao, D. L.; Li, L. J. Appl. Phys. 2010, 107 (12), 123528. doi: 10.1063/1.3436569(28) Zhang, X. Y.; Gao, D. L.; Li, L. J. Appl. Phys. 2010, 107 (12), 123528. doi: 10.1063/1.3436569

    29. [29]

      (29) Gao, D. L.; Zhang, X. Y.; Zhang, Z. L.; Xu, L. M.; Lei, Y.; Zheng, H. R. Acta Phys. Sin. 2009, 58 (9), 6108. [ 高当丽, 张翔宇, 张正龙, 徐良敏, 雷瑜, 郑海荣. 物理学报, 2009, 58 (9), 6108.] doi: 10.7498/aps.58.6108(29) Gao, D. L.; Zhang, X. Y.; Zhang, Z. L.; Xu, L. M.; Lei, Y.; Zheng, H. R. Acta Phys. Sin. 2009, 58 (9), 6108. [ 高当丽, 张翔宇, 张正龙, 徐良敏, 雷瑜, 郑海荣. 物理学报, 2009, 58 (9), 6108.] doi: 10.7498/aps.58.6108

    30. [30]

      (30) Gao, D. L.; Zheng, H. R.; Tian, Y.; Cui, M.; Lei, Y.; He, E. J.; Zhang, X. S. J. Nanosci. Nanotech. 2010, 10 (11), 7694. doi: 10.1166/jnn.2010.2787(30) Gao, D. L.; Zheng, H. R.; Tian, Y.; Cui, M.; Lei, Y.; He, E. J.; Zhang, X. S. J. Nanosci. Nanotech. 2010, 10 (11), 7694. doi: 10.1166/jnn.2010.2787

    31. [31]

      (31) Miyakawa, T.; Dexter, D. L. Phys. Rev. B 1970, 1 (7), 2961. doi: 10.1103/PhysRevB.1.2961(31) Miyakawa, T.; Dexter, D. L. Phys. Rev. B 1970, 1 (7), 2961. doi: 10.1103/PhysRevB.1.2961

    32. [32]

      (32) Liu, G. K. Chem. Soc. Rev. 2015, 44 (6), 163. doi: 10.1039/c4cs00187g(32) Liu, G. K. Chem. Soc. Rev. 2015, 44 (6), 163. doi: 10.1039/c4cs00187g

    33. [33]

      (33) Zhang, S. Y. Spectroscopy of Rare Earth Ions: Spectral Property and Spectral Theory; Science Press: Beijing, 2008; pp 138-153. [张思远. 稀土离子的光谱学: 光谱性质和光谱理论. 北京: 科学出版社, 2008: 138-153.](33) Zhang, S. Y. Spectroscopy of Rare Earth Ions: Spectral Property and Spectral Theory; Science Press: Beijing, 2008; pp 138-153. [张思远. 稀土离子的光谱学: 光谱性质和光谱理论. 北京: 科学出版社, 2008: 138-153.]

    34. [34]

      (34) Fu, J. X.; Fu, X. H.; Wang, C. M.; Yang, X. F.; Zhuang, J. L.; Zhang, G. G.; Lai, B. Y.; Wu, M. M.; Wang, J. Eur. J. Inorg. Chem. 2013, 2013 (8), 1269. doi: 10.1002/ejic.201201278(34) Fu, J. X.; Fu, X. H.; Wang, C. M.; Yang, X. F.; Zhuang, J. L.; Zhang, G. G.; Lai, B. Y.; Wu, M. M.; Wang, J. Eur. J. Inorg. Chem. 2013, 2013 (8), 1269. doi: 10.1002/ejic.201201278

    35. [35]

      (35) Wu, Z.; Lin, M.; Liang, S.; Liu, Y.; Zhang, H.; Yang, B. Part. Part. Syst. Charact. 2013, 30 (4), 311. doi: 10.1002/ppsc.201200106(35) Wu, Z.; Lin, M.; Liang, S.; Liu, Y.; Zhang, H.; Yang, B. Part. Part. Syst. Charact. 2013, 30 (4), 311. doi: 10.1002/ppsc.201200106

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  72
  • 文章访问数:  489
  • HTML全文浏览量:  5
文章相关
  • 收稿日期:  2015-06-15
  • 网络出版日期:  2015-09-14
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章