Lanthanide (Ln 3+ Les nanoparticules de conversion ascendante (UCNP) dopées par avalanche de photons (PA) peuvent être appliquées à la bioimagerie super-résolution, aux lasers miniaturisés, au suivi de molécules uniques et à l'optique quantique.
Cependant, il reste difficile de réaliser une avalanche de photons dans le Ln 3+ colloïdal. -UCNP dopés à température ambiante en raison de l'effet de trempe délétère associé aux OH de surface et de réseau – défauts.
Un groupe de recherche dirigé par le professeur Chen Xueyuan de l'Institut de recherche du Fujian sur la structure de la matière de l'Académie chinoise des sciences a développé une nouvelle approche basée sur la pyrolyse du KHF2 pour la synthèse contrôlée de Ln 3+ -dopé KMgF3 UCNP, qui peuvent protéger efficacement Ln 3+ de l'extinction de la luminescence par la surface et l'OH interne – défauts, et ainsi augmenter la luminescence de conversion ascendante.
L'étude a été publiée dans Nano Letters le 8 septembre.
Les chercheurs ont démontré que le KHF2 un précurseur pourrait efficacement empêcher la génération de OH – défauts au cours de la croissance des UCNP, qui ont abouti à une luminescence de conversion ascendante très efficace dans Yb 3+ /Er 3+ et Yb 3+ /Ho 3+ KMgF co-dopé3 UCNP, avec des rendements quantiques de conversion ascendante de ～3,8 % et ～1,1 %, respectivement, sous excitation à 980 nm à une densité de puissance de 20 W cm -2 .
Plus précisément, en raison de la suppression de OH – défauts et taux de relaxation croisée amélioré entre Tm 3+ ions dans l'aliovalent Tm 3+ -système dopé, les chercheurs ont réalisé une luminescence efficace par avalanche de photons à partir de Tm 3+ à 802 nm dans KMgF3 :Tm 3+ UCNP lors d'une excitation à 1 064 nm à température ambiante, avec une non-linéarité géante de ～27,0, un temps de montée d'avalanche de photons de 281 ms et un seuil de 16,6 kW cm -2 .
De plus, les chercheurs ont révélé les avantages distinctifs du KHF2 pour la synthèse contrôlée de KMgF3 :Ln 3+ Les UCNP, qui confèrent aux UCNP une taille ajustable, une cristallinité améliorée, un nombre réduit de défauts de surface et de réseau (généralement OH – ), et de manière concomitante, une luminescence de conversion ascendante améliorée et une efficacité de luminescence de rétrogradation du proche infrarouge II.
Cette étude propose une approche pour le développement d'UCNP à avalanche de photons hautement efficaces avec d'énormes non-linéarités grâce à Ln 3+ aliovalent. Dopage et ingénierie du réseau cristallin.
Plus d'informations : Meiran Zhang et al, Nanoparticules de conversion ascendante KMgF3 dopées au lanthanide pour la luminescence d'avalanche de photons avec des non-linéarités géantes, Nano Letters (2023). DOI :10.1021/acs.nanolett.3c02377
Informations sur le journal : Lettres nano
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
