一种能级重叠策略增强双波长激发的稀土光转换材料光学性能的方法技术

技术编号：40958796 阅读：2 留言：0更新日期：2024-04-18 20:36

本发明专利技术属于稀土光转换材料领域，公开了一种能级重叠策略增强双波长激发的稀土光转换材料光学性能的方法。该材料是基于Er<supgt;3+</supgt;和Ho<supgt;3+</supgt;共掺杂的稀土光转换材料NaYF<subgt;4</subgt;:Er<supgt;3+</supgt;/Ho<supgt;3+</supgt;，该材料通过热共沉淀的方法制备。在1532纳米激发下，稀土光转换材料NaYF<subgt;4</subgt;:Er<supgt;3+</supgt;/Ho<supgt;3+</supgt;的红光发光强度和绿光发光强度比NaYF<subgt;4</subgt;:Er<supgt;3+</supgt;增加了41倍和1.7倍。在1150纳米激发下，稀土光转换材料NaYF<subgt;4</subgt;:Er<supgt;3+</supgt;/Ho<supgt;3+</supgt;的发光强度明显比NaYF<subgt;4</subgt;:Ho<supgt;3+</supgt;的发光强度增加。这种双波长激发下稀土光转换材料光学性能的增加主要是由于Er<supgt;3+</supgt;和Ho<supgt;3+</supgt;能级重叠，二者很容易发生能量传递。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于稀土光转换材料领域，具体涉及一种能级重叠策略增强双波长激发的稀土光转换材料光学性能的方法。

技术介绍

1、虽然稀土掺杂的上转换材料在温度探测、深层组织生物成像、治疗诊断联合技术、三维显示、超分辨率纳米显微镜和激光等方面具有巨大潜力，但其固有的低光子上转换效率严重限制了它们的实际应用。近年来，人们已经付出了相当大的努力，以提高上转换发光的方法，如表面等离子耦合、设计具有最佳晶体参数的晶格结构、能量传递调控、核壳纳米结构的制备，以及有机染料敏化等。

2、然而，制备上述稀土光转换材料通常需要复杂的结构设计、多步骤的化学反应和繁琐的合成操作。因此，具有简化的光子上转换设计和易于获取性的策略，能够提高稀土光转换材料的上转换发射，是非常期望的。由于er3+位于2h11/2(19256cm-1)、4s3/2(18462cm-1)和4f9/2(15245cm-1)的能级与ho3+的5f3(20673cm-1)、5f4/5s2(18612cm-1/18354cm-1)和5f5(15519cm-1)的能级完美重叠，因此在适当的激发下，优化共掺杂的er3+和ho3+离子易发生能量传递过程，从而增强上转换发射。

技术实现思路

1、一种能级重叠策略增强双波长激发的稀土光转换材料光学性能的方法，包括如下步骤：

2、(1)按比例称取y(ch3co2)3，er(ch3co2)3，ho(ch3co2)3，然后加入油酸和十八烯混合溶剂中，置于三口烧瓶中溶液加热到120-150℃反

3、(2)按照比例称取nh4f和naoh加入到步骤(1)所得的稀土-油酸络合物中，在20-50℃搅拌30-120分钟，随后在280-300℃的反应1.5-3h；

4、(3)反应完成后将三口烧瓶冷却到室温，加入乙醇离心分离，用环己烷和乙醇洗涤干燥，得到nayf4:er3+/ho3+，即在nayf4基质中掺杂了er3+离子和ho3+离子；

5、(4)在激发波长1532nm或1150nm下，激发稀土光转换材料nayf4:er3+/ho3+，与单掺杂光转换材料nayf4:er3+和nayf4:ho3+相比，增强了发光强度。

6、步骤(1)的y(ch3co2)3，er(ch3co2)3，ho(ch3co2)3中，y：er：ho的摩尔比为a：b：c；a、b和c的摩尔总量为100％，其中，b和c的摩尔比(0.01～0.1)：(0.005～0.01)；油酸和十八烯混合溶剂中，油酸和十八烯的体积比为3:7。

7、步骤(2)中，na：f的摩尔比为1：1.6。

8、步骤(3)中，nayf4:er3+/ho3+中，na：(y+er+ho)的摩尔比2.5:1。

9、步骤(4)中，

10、当激发波长为1532nm时，nayf4:er3+/ho3+中na:y:f:er:ho的摩尔比为1：0.358：1.6：0.0.04：0.002。

11、当激发波长为1150nm时，nayf4:er3+/ho3+中na:y:f:er：ho的摩尔比为1：0.388：1.6：0.008：0.004。

12、本专利技术的有益效果为：

13、(1)使用1532纳米的近红外激光器激发nayf4:er3+/ho3+和nayf4:er3+，采用爱丁堡fls980荧光稳态瞬态荧光光谱仪对nayf4:er3+/ho3+与nayf4:er3+光转换材料进行荧光光谱测试，并分别计算nayf4:er3+/ho3+与nayf4:er3+绿光和红光发射峰的荧光强度。在1532纳米激发下，稀土光转换材料nayf4:er3+/ho3+的红光发光强度和绿光发光强度比nayf4:er3+增加了41倍和1.7倍。

14、(2)使用1150纳米的近红外激光器激发nayf4:er3+/ho3+和nayf4:ho3+，采用爱丁堡fls980荧光稳态瞬态荧光光谱仪对nayf4:er3+/ho3+与nayf4:ho3+光转换材料进行荧光光谱测试，并分别计算nayf4:er3+/ho3+与nayf4:ho3+绿光和红光发射峰的荧光强度。在1150纳米激发下，稀土光转换材料nayf4:er3+/ho3+的发光强度明显比nayf4:ho3+的发光强度增加。

15、(3)本专利技术简便而普遍适用的设计策略为稀土光转换材料的构建提供了更多选择，可以显著提高其光学性能，而无需添加繁琐的合成操作。

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【技术保护点】

1.一种能级重叠策略增强双波长激发的稀土光转换材料光学性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)的Y(CH3CO2)3，Er(CH3CO2)3，Ho(CH3CO2)3中，Y：Er：Ho的摩尔比为a：b：c；

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，Na：F的摩尔比为1：1.6。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，NaYF4:Er3+/Ho3+中，Na：(Y+Er+Ho)的摩尔比2.5:1。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，

【技术特征摘要】

1.一种能级重叠策略增强双波长激发的稀土光转换材料光学性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)的y(ch3co2)3，er(ch3co2)3，ho(ch3co2)3中，y：er：ho的摩尔比为a：b：c；

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：成杏文，
申请(专利权)人：镇江成金新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

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