【摘 要】
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稀土离子共掺杂的发光上转换纳米粒子在三维显示、激光和生物标记、成像和光动力学治疗方面具有广泛地应用.然而,非常低的上转换发光效率一直是制约其应用发展的关键问题.尽管人们为提高上转换发光效率探索和发展了许多途径和方法,但是,上转换发光效率远不如人意.制约上转换发光效率的因素除了激发态多光子吸收效率低、表面缺陷以及敏化离子的吸收截面低之外,低的稀土发光离子掺杂浓度是重要的因素之一.例如,目前研究最多的
【机 构】
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中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室,长春 130033 中国科学院大
【出 处】
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首届国际微纳米体系发光及光电性质学术会议
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稀土离子共掺杂的发光上转换纳米粒子在三维显示、激光和生物标记、成像和光动力学治疗方面具有广泛地应用.然而,非常低的上转换发光效率一直是制约其应用发展的关键问题.尽管人们为提高上转换发光效率探索和发展了许多途径和方法,但是,上转换发光效率远不如人意.制约上转换发光效率的因素除了激发态多光子吸收效率低、表面缺陷以及敏化离子的吸收截面低之外,低的稀土发光离子掺杂浓度是重要的因素之一.例如,目前研究最多的Yb3+和Er3+离子共掺杂的NaYF4：Yb3+和Er3+纳米粒子,其中Er3+离子最高掺杂浓度为2％.由于浓度猝灭和交叉弛豫效应的限制,高于这个掺杂浓度,上转换发光将下强.在本项工作中,我们采用构建多壳层与核纳米结构,将稀土发光离子分区掺杂,同时也将Yb3+离子适当的分区掺杂,有效地抑制了浓度猝灭和交叉弛豫对高掺杂发光离子的影响,有效地提高了稀土发光离子的掺杂浓度,使稀土发光离子的最佳掺杂浓度达到了6％.同时观察到Er3+离子的上转换发光的650nm红带与540nm绿发光带强度比由2％掺杂时的0.87变为1.23,实验结果证明：稀土发光离子高掺杂样品的红绿光比大主要是由于高浓度掺杂引起的交叉弛豫效应加剧所引起的.本项研究对于通过提高稀土发光离子的掺杂浓度提高上转换发光效率具有重的指导意义.
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