1、上轉(zhuǎn)換發(fā)光現(xiàn)象是一種非線性光學(xué)現(xiàn)象,表現(xiàn)為材料吸收長波長的低能量的光子,處于基態(tài)能級的電子吸收能量之后泵浦到激發(fā)能級,而后回到基態(tài)能級發(fā)出短波長高能量光子。隨著生物醫(yī)學(xué)、細胞學(xué)等生物學(xué)研究的不斷進步和發(fā)展,對于生物標記材料的性能提出了更高的要求。傳統(tǒng)的生物標記材料(有機染料、量子點)存在發(fā)光譜帶寬、化學(xué)穩(wěn)定性差、發(fā)光波長不穩(wěn)定以及激發(fā)光源昂貴等缺點,具有一定的應(yīng)用局限性。而稀土摻雜上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料具有無機材料所特有的化學(xué)穩(wěn)定性,從而保證了

2、發(fā)光波長的穩(wěn)定性,并且稀土離子特有的發(fā)光機制使其具有發(fā)光單色性優(yōu)越、激發(fā)光源便宜等優(yōu)勢,而且它還具有無毒和激發(fā)光能量小的特點,能夠有效的減小激發(fā)光對于生物組織的損傷,保證了生物研究的真實性。生物組織對于750-1000nm的光具有較好的通透性,如果激發(fā)光和監(jiān)測光都位于紅外區(qū),將大大提高標記的深度和成像的清晰度,所以研究發(fā)光波長處于紅外光區(qū)的上轉(zhuǎn)換材料就成為當(dāng)下面臨的挑戰(zhàn)之一。本論文結(jié)合課題組研究基礎(chǔ),進行了以下內(nèi)容的研究:
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3、.采用水熱法合成了NaYbF4:Ho3+和NaYbF4:Ho3+/Ce3+上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。通過向體系中引入Ce3+實現(xiàn)了樣品綠光發(fā)射到紅光發(fā)射的轉(zhuǎn)變,并通過一系列的實驗探索出了可獲得最佳發(fā)光強度和紅綠光發(fā)光強度比的實驗配比:0.25mol％(Ho3+)和15mol%(Ce3+)。XRD和TEM數(shù)據(jù)表明Ce3+的引入對于樣品晶體結(jié)構(gòu)以及形貌尺寸具有一定的調(diào)制。探討了980nm紅外光激發(fā)下樣品的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能和發(fā)光機理,明確了樣品紅綠光強度

4、的變化是由Ce3+與Ho3+之間的相互作用引起的。
　　2.采用水熱法合成了NaYbF4:Ho3+/Gd3+和NaYbF4:Ho3+/Ce3+/Gd3+上轉(zhuǎn)換材料。通過向NaYbF4:Ho3+/Ce3+體系中引入Gd3+成功實現(xiàn)了樣品晶體結(jié)構(gòu)和尺寸的調(diào)節(jié)。根據(jù)樣品的光譜分析進一步確定樣品紅綠上轉(zhuǎn)換熒光強度比的變化是由Ce3+與Ho3+的交叉能量傳遞過程造成的。
　　3.采用水熱法合成了不同Gd3+摻雜濃度的KYbmF3m+1