Lantanide (Ln 3+ Le nanoparticelle di upconversion (UCNP) a valanga di fotoni (PA) drogate possono essere applicate nel bioimaging a super risoluzione, nei laser miniaturizzati, nel tracciamento di singole molecole e nell'ottica quantistica.
Tuttavia, rimane difficile realizzare una valanga di fotoni nel Ln 3+ colloidale UCNP drogati a temperatura ambiente a causa del deleterio effetto di spegnimento associato agli OH superficiali e reticolari – difetti.
Un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Chen Xueyuan del Fujian Institute of Research on the Structure of Matter dell'Accademia cinese delle scienze ha sviluppato un nuovo approccio basato sulla pirolisi di KHF2 per la sintesi controllata di Ln 3+ -drogato KMgF3 UCNP, che possono proteggere efficacemente Ln 3+ dall'estinzione della luminescenza mediante OH superficiale e interno – difetti e quindi aumentare la luminescenza di conversione.
Lo studio è stato pubblicato su Nano Letters l'8 settembre.
I ricercatori hanno dimostrato che il KHF2 il precursore potrebbe prevenire efficacemente la generazione di OH – difetti durante la crescita degli UCNP, che hanno prodotto una luminescenza di conversione altamente efficiente in Yb 3+ /Ehm 3+ e Yb 3+ /Ho 3+ co-drogato KMgF3 UCNP, con rese quantiche di upconversion rispettivamente di ～3,8% e ～1,1%, sotto eccitazione a 980 nm con una densità di potenza di 20 W cm -2 .
Nello specifico, a causa dell'OH – soppresso difetti e aumento del tasso di rilassamento crociato tra Tm 3+ ioni nell'aliovalente Tm 3+ -sistema drogato, i ricercatori hanno realizzato un'efficiente luminescenza a valanga di fotoni da Tm 3+ a 802 nm in KMgF3 :Tm 3+ UCNP su eccitazione di 1.064 nm a temperatura ambiente, con una non linearità gigante di ～27,0, un tempo di salita della valanga di fotoni di 281 ms e una soglia di 16,6 kW cm -2 .
Inoltre, i ricercatori hanno rivelato i vantaggi distintivi di KHF2 per la sintesi controllata di KMgF3 :Ln 3+ UCNP, che dotavano gli UCNP di dimensioni regolabili, migliore cristallinità, un numero ridotto di difetti superficiali e reticolari (tipicamente OH – ) e contemporaneamente sono state migliorate le efficienze della luminescenza di conversione verso l'alto e del downshifting nel vicino infrarosso II.
Questo studio fornisce un approccio per lo sviluppo di UCNP a valanga di fotoni altamente efficienti con enormi non linearità attraverso Ln aliovalente 3+ doping e ingegneria del reticolo cristallino.
Ulteriori informazioni: Meiran Zhang et al, Nanoparticelle di upconversion KMgF3 drogate con lantanidi per luminescenza a valanga di fotoni con non linearità giganti, nanolettere (2023). DOI:10.1021/acs.nanolett.3c02377
Informazioni sul giornale: Nanolettere
Fornito dall'Accademia cinese delle scienze
