發(fā)布時間：2021-01-09 16:52

　　本論文分別采用水熱法和熱分解法制備了形貌和粒徑可控的β-NaYF₄:Yb,Er納米顆粒,并對上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能進(jìn)行表征。采用粉末X射線衍射儀（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、紅外光譜儀（IR）和熒光分光光度計(jì)（PL）等技術(shù)對樣品進(jìn)行表征。在最佳的標(biāo)準(zhǔn)下對納米粒子進(jìn)行表面修飾,并將其應(yīng)用在HeLa細(xì)胞標(biāo)記中。具體研究工作如下:（1）以稀土硝酸鹽為原料,利用簡單的水熱法制備NaYF₄:Yb,Er顆粒。探討了反應(yīng)時間,反應(yīng)溫度,NaF用量對樣品的晶體結(jié)構(gòu),微觀形貌以及發(fā)光性能的影響。結(jié)果表明,當(dāng)反應(yīng)溫度為200℃,反應(yīng)時間為24 h,NaF為6 mmoL時,合成了尺寸為5×2μm的β-NaYF₄:Yb,Er六棱柱,同時還發(fā)現(xiàn)樣品的長徑比越低發(fā)光強(qiáng)度越高,即六棱柱的上下面越大發(fā)光強(qiáng)度越高。因此為了降低長徑比提高樣品的發(fā)光強(qiáng)度,還研究了在低NaF用量（4 mmoL）下Gd³⁺摻雜對樣品各個性能的影響。結(jié)果表明Gd³⁺摻雜不僅實(shí)現(xiàn)材料從六棱柱向六角盤狀轉(zhuǎn)變,而且降... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

激發(fā)態(tài)吸收上轉(zhuǎn)換機(jī)制示意圖

高發(fā)光效率的稀土上轉(zhuǎn)換納米材料的制備及其應(yīng)用4程后躍遷到激發(fā)態(tài)，然后從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)的這一過程為上轉(zhuǎn)換。如下圖1-1，處于基態(tài)G的一個電子，吸收一個hv光子后，躍遷到亞激發(fā)態(tài)E1上，如果下一個光子的震動能量剛好與E2和E1兩個能級之間的能量間隔相匹配的話，那么處于E1能級上的電子可以再吸收一個hv光子，然后該電子躍遷到E2能級上發(fā)生雙光子吸收，最后，一個高能量的光子隨著電子從E2能級躍遷回到G基態(tài)被獲得，形成了上轉(zhuǎn)換發(fā)光。激發(fā)態(tài)吸收不依賴于摻雜離子濃度，在低摻雜離子濃度系統(tǒng)中，也可以觀測到的上轉(zhuǎn)換發(fā)光現(xiàn)象[20]。圖1-1激發(fā)態(tài)吸收上轉(zhuǎn)換機(jī)制示意圖。Fig.1-1Theschematicdiagramoftheup-conversionmechanismofexcitedstate.1.2.3.2能量傳遞(ETU)能量傳遞上轉(zhuǎn)換是通過相鄰一對離子之間的能量轉(zhuǎn)移而發(fā)生的，其中一個離子充當(dāng)能量的施主，而第二個離子充當(dāng)能量的受體。施主離子濃度通常是受體濃度10-50倍。在ETU過程中，亞穩(wěn)態(tài)的存在是非常重要的，因?yàn)橹虚g能級充當(dāng)儲存層。如圖1-2所示，處于基態(tài)G的兩個相鄰的離子都分別吸取一個hv光子，從而兩個離子都躍遷到亞激發(fā)E1能級，隨后處于亞激發(fā)態(tài)的其中兩個任意的一個離子將能量轉(zhuǎn)移給另一個亞激發(fā)態(tài)的離子使其躍遷到激發(fā)態(tài)E2，其自己本身躍回到基態(tài)G，隨后一個高能量的光子隨處于激發(fā)態(tài)的離子從E2能級躍遷回G基態(tài)而被獲得，形成了上轉(zhuǎn)換發(fā)光。在這一上轉(zhuǎn)換發(fā)光過程中施主和受主離子的選擇以及它們各自的濃度都影響ETU機(jī)制效率[21]。圖1-2能量轉(zhuǎn)移上轉(zhuǎn)換機(jī)制示意圖。Fig.1-2Theschematicdiagramoftheenergytransferup-conversionmechanism.

青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文51.2.3.3光子雪崩(PA)光子學(xué)雪崩涉及了以上兩個發(fā)光機(jī)制，指一個基態(tài)離子吸取一個非共振的能量致使該離子躍遷到中間的亞穩(wěn)態(tài)能級，隨后該離子再吸收一個光子的能量致使其躍遷到更高能級，最后這個處于高能級的離子采取交叉馳豫的方式將能量傳遞給相鄰基態(tài)的離子，導(dǎo)致這兩個離子都處于中間能級，依次循環(huán)下去，中間能級的離子數(shù)以指數(shù)式增加的過程稱為光子雪崩。如圖1-3所示，處于基態(tài)G的離子吸收一個非共振激發(fā)能量躍遷到中間能級E1上，再吸收一個hv光子躍遷到發(fā)射能級E2上，然后再與相鄰基態(tài)G上的離子通過交叉馳豫方式進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移，致使亞穩(wěn)態(tài)E1上產(chǎn)生了兩個離子，然后這兩個離子再分別吸收一個hv光子躍遷到激發(fā)態(tài)E2能級上，以此循環(huán)下去，E1能級上的離子數(shù)以雪崩式增加，從而產(chǎn)生光子雪崩上轉(zhuǎn)換現(xiàn)象[22]。圖1-3光子學(xué)雪崩上轉(zhuǎn)換機(jī)制示意圖。Fig.1-3Theschematicdiagramofthephotonavalancheup-conversionmechanism.1.3稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備方法1.3.1熱分解法熱分解是將有機(jī)或無機(jī)前驅(qū)體在高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑中的熔化再合成的過程，它是用于制備無機(jī)納米晶體的傳統(tǒng)方法。以稀土三氟乙酸鹽和三氟乙酸鈉為前驅(qū)體采用熱分解法制備稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料是普遍應(yīng)用的制備方法。主要的制備過程由以下幾個部分組成：（1）RE(CF3COO)3和CF3COONa前驅(qū)體的合成；(2)將定量的前驅(qū)體加入到油酸(OA)、1-十八烯(OD)和油胺(OM)的混合物中；（3）在氬氣保護(hù)下，將溶液強(qiáng)磁力攪拌同時加熱至110℃并保持30min，以除水除氧；（4）在同樣氣氛下將溶液加熱至高溫（>290℃）保溫一段時間，然后在冷卻至室溫后從反應(yīng)混合物收集納米晶。Yan[23,24]以La(CF3COO)3和Sm(CF3COO)3作為前驅(qū)體的采用熱分解方法首

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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