Ho3+离子掺杂单颗粒氟化物微米核壳结构的上转换发光特性

• 作者: 高伟 孙泽煜 郭立淳 韩珊珊 陈斌辉 韩庆艳 严学文 王勇凯 刘继红 董军
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 上转换发光 微米核壳结构 发光调控 能量传递 单颗粒
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学|ELECTROMAGNETISM,OPTICS,ACOUSTICS,HEAT TRANSFER,CLASSICAL MECHANICS,AND FLUID DYNAMICS
• 页码范围: 163-174
• 页数: 12页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.71.20211719

摘要

构建核壳结构可有效降低材料的表面缺陷及实现掺杂离子的可控区域分布,已成为目前增强及调控材料发光特性的有效手段之一.为此,本文以外延生长技术,构建了一系列NaLnF4(Ln=Y,Yb,Ho)@NaLnF4(Ln=Y,Yb)核壳微米结构,并实现了Ho3+离子上转换发光的增强及可控调节.借助共聚焦显微光谱测试系统,在980 nm近红外激光激发下,研究Ho3+离子在不同单颗粒核壳结构中的上转换发光特性.结果表明,当包覆NaYF4惰性壳时,NaYF4:Yb3+/Ho3+及NaYbF4:Ho3+微米棒的上转换发射强度均得到了明显增强,而NaHoF4@NaYF4微米核壳结构的发射强度却没有发生明显的变化.当在其NaYF4惰性壳中引入Yb3+离子时,NaYF4:Yb3+/Ho3+,NaYbF4:Ho3+及NaHoF4微米核壳结构的发射强度及红绿比均再次得到了明显增强.基于对其光谱特性及动力学过程的研究,其发射增强主要由于壳层中的Yb3+离子通过能量迁移及传递过程有效地提高Ho3+离子激发,进而在双向协同的作用下实现其发光有效增强及色彩调控.由此可见,对于微米晶体而言,构建其不同的核壳结构不仅可实现其发光有效增强,且可根据掺杂离子的不同及其区域分布实现光谱的精准调控,为拓展高效发光特性的微米晶体在防伪、微纳光电器件等领域的应用提供新途径.