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约19纳米Sc2O3:Er3+,Yb3+纳米颗粒的水热合成与上转换性能及能量传递机制的详细研究

DOI：10.1186/s11671-018-2794-9 期刊：Nanoscale Research Letters 出版年份：2018 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 通过简单的油酸介导水热(HT)法合成了尺寸约19纳米的Sc2O3:Er3+,Yb3+纳米颗粒(NPs)。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、上转换发光(UCL)光谱及衰减曲线对样品进行表征。与相同优化稀土离子浓度下溶剂热(ST)法制备的样品相比，HT法制备的Sc2O3:Er3+,Yb3+NPs展现出更强的UCL，其中红色UCL强度提升4倍。这种增强效应可归因于表面基团减少和更长的发光寿命。在980 nm波长激发下，Sc2O3:Er3+,Yb3+NPs样品中Er3+的(2H11/2,4S3/2)→4I15/2和4F9/2→4I15/2发射衰减曲线相近，这是由于Er3+向Yb3+发生交叉弛豫能量传递，随后在同一Er3+-Yb3+对内发生能量反向传递所致。此外，在较低功率密度下，红光与绿光发射的log(I)与log(P)线性图斜率分别为2.5和2.1，表明存在三光子过程。结果表明Sc2O3:Er3+,Yb3+NPs是生物领域实现小尺寸强上转换发光的优异材料。
作者： Fen Li，Jing Li，Li Chen，Yuxin Huang，Yaru Peng，Yongshi Luo，Ligong Zhang，Jiajia Mu
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究Sc2O3:Er3+,Yb3+纳米颗粒的水热合成及其上转换性能，并详细探究能量传递机制。

研究成果

通过简单的油酸介导水热法合成了粒径约19纳米的Sc2O3:Er3+,Yb3+纳米颗粒。该纳米颗粒展现出更强的上转换发光性能，其红色上转换发光强度较溶剂热法制备的样品提升了4倍。这种增强效应归因于表面基团减少及荧光寿命延长。该材料在生物领域实现小尺寸强上转换发光方面展现出应用潜力。

研究不足

该研究聚焦于Sc2O3:Er3+,Yb3+纳米颗粒的合成与表征，除生物领域外对潜在应用的讨论有限。实验条件和材料组成具有特定性，这可能限制研究结果的普适性。

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