一維NaYF4∶Er/Yb微米棒中上轉(zhuǎn)換熒光的輸運特性

王 丹，高當(dāng)麗*，戴會利，趙 丹，梁玉倩，吳佳玲，趙 瑾，張春玲

1. 西安建筑科技大學(xué)理學(xué)院，陜西 西安 710055 2. 武警工程大學(xué)物理實驗中心，陜西 西安 710086

引 言

稀土上轉(zhuǎn)換熒光材料具有線狀光譜、長熒光壽命和無背底熒光等特征，使其在熒光標(biāo)簽[1]、生物醫(yī)學(xué)成像[2]、三維顯示[3]、溫度傳感器[4-5]及其他光子器件[6-7]領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用價值，成為21世紀(jì)化學(xué)化工領(lǐng)域的重要研究課題。 其中，NaYF4∶Yb3+/Ln3+(Ln=Er, Tm和Ho)微/納晶體是具有最佳上轉(zhuǎn)換功能的材料之一，其相關(guān)的上轉(zhuǎn)換發(fā)光機(jī)理、制備方法、光譜調(diào)制以及實際應(yīng)用方面均已被廣泛研究[8-10]。 但是低的熒光效率依然是制約其實際應(yīng)用的瓶頸問題。 而隔離顆粒間相互作用，研究單顆粒NaYF4∶Yb3+/Er3+微/納晶體中熒光的產(chǎn)生、增強、輸運和空間模式及耦合特性等將有助于從物理本質(zhì)上理解熒光的機(jī)理而進(jìn)一步提高效率。

本文選取水熱法合成的長徑比可控的一維NaYF4∶Er3+/Yb3+微米棒和稀土離子分區(qū)域摻雜的一維NaYF4∶Yb3+/Er3+@NaYF4∶Yb3+/Tm3+核-殼三明治棒作為研究對象。 采用激光共聚焦光譜技術(shù)，研究了在單顆粒NaYF4∶Yb3+/Ln3+微/納晶體中熒光的產(chǎn)生、增強、輸運和空間模式及耦合特性。

1 實驗部分

水熱法制備NaYF4∶Yb3+/Er3+微米棒樣品的具體制備過程見參考文獻(xiàn)[11]。

水熱法制備NaYF4∶Yb3+/Er3+微米短棱柱樣品的基本過程和制備NaYF4∶Yb3+/Er3+微米棒樣品的過程基本相同，僅將前驅(qū)物的pH值調(diào)至11.5，最后獲得的產(chǎn)物為NaYF4∶Yb3+/Er3+微米短棱柱。 制備NaYF4∶Yb3+/Er3+@NaYF4∶Yb3+/Tm3+核-殼長棒結(jié)構(gòu)和制備NaYF4∶Yb3+/Er3+微米棒樣品的過程基本相同，僅將前驅(qū)物中種子核和殼材料的摩爾比按1∶1.5配比，其他步驟保持不變，所得產(chǎn)物為外延生長制得的核-殼長棒微米結(jié)構(gòu)。……