【技术实现步骤摘要】
一种利用界面传能实现多离子纳米光子雪崩发光的方法
[0001]本专利技术涉及非线性光学和纳米光子学的
，具体涉及一种基于界面传能的多离子的纳米光子雪崩发光的方法。
技术介绍
[0002]稀土掺杂上转换纳米颗粒是一种新兴的非线性荧光媒介。与传统发光材料相比，稀土掺杂上转换纳米颗粒具有极高的光稳定性、长的中间激发态寿命、大的反斯托克斯位移、窄的发射带和低的光化学毒性等优势，在超分辨率成像、生物医学、单粒子追踪、传感与检测、防伪印刷等方面具有广阔的应用前景。由于具有独特的4f电子构型，镧系离子具有丰富的能级，因此其上转换发射带的光谱范围可以从近红外光覆盖到紫外光。
[0003]光子雪崩是上转换发光的一种重要机制，在1979年首次被发现。光子雪崩作为一种特殊的正反馈上转换机制，可以提供高效的上转换发光。但目前，由于纳米粒子随温度升高而减小的吸收、发射界面，以及它较为明显的表面淬灭效应，在纳米尺度下实现光子雪崩现象十分困难，有关光子雪崩的研究主要集中在块状固体材料和聚合物中，并且大部分研究都是在低温环境下进行的。更重要的...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用界面传能实现多离子纳米光子雪崩发光的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1通过构建多层核壳纳米结构，将光子雪崩供体离子与受体离子分隔在不同的结构层，其中，供体离子处于核层，受体离子处于壳层；S2构建纳米结构核层，选择自身能发生光子雪崩效应的离子Tm
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作为核壳结构体系中的光子雪崩引擎离子，即供体离子，将其掺杂在纳米晶体中；供体离子在波长为1064nm或1470nm的激光照射下发生能级跃迁，经过一定能量循环传导，雪崩离子激发态能级粒子数呈现雪崩式增长，辐射出高效稳定且对激发光强度具有高阶非线性依赖关系的光子雪崩荧光；S3构建纳米颗粒中间壳层，由受体离子X
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掺杂在纳米晶体组成，该受体离子包括但不限于Er
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、Ho
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离子；当近红外光束激发供体离子产生光子雪崩荧光时，能量从供体雪崩引擎体离子通过界面能量传递转移到位于壳层的受体离子X
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，受体离子Er
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、Ho
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等离子接受雪崩能量后经过逐级上转换跃迁至高能级，继而辐射出光子雪崩荧光；S4在实现中间壳层纳米离子的雪崩后，构建更多壳层，以界面传能的方式将中间壳层纳米离子的雪崩能量传递给除雪崩引擎和中间层离子外的第三种级联离子，该级联离子包括但不限于Ce
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、Yb
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离子；级联离子接受雪崩能量后经过逐级上转换跃迁至高能级，辐射出上转换光子雪崩荧光，实现了单种激发波长条件下的多离子级联光子雪崩效应。2.根据权利要求1所述的基于界面传能的多离子的纳米光子雪崩的实现方法，其特征在于，选择Tm
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作为光子雪崩引擎，即作为供体离子A
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，使用一束近红外激光激发,该激光的光子能量不完全匹配Tm
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从3H6到3H5的基态吸收,但能匹配Tm
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从3F4到3F2的激发态吸收；同时两个相邻的Tm
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离子之间产生交叉弛豫，产生光子雪崩荧光辐射；当近红外光束激发供体离子产生光子雪崩荧光时，部分能量从Tm
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转移到位于壳层的受体离子X
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,受体离子接受雪崩能量后经过逐级上转换跃迁至高能级,辐射出上转换光子雪崩荧光。3.根据权利要求1所述的基...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹求强，王探旖，文紫照，朱志旻，赵琪，吴蕙，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：
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