Lantánido (Ln 3+ Las nanopartículas de conversión ascendente (UCNP) de avalancha de fotones (PA) dopadas se pueden aplicar en bioimágenes de superresolución, láseres miniaturizados, seguimiento de una sola molécula y óptica cuántica.
Sin embargo, sigue siendo un desafío realizar una avalancha de fotones en Ln coloidal 3+ . -UCNP dopados a temperatura ambiente debido al efecto de enfriamiento nocivo asociado con el OH de la superficie y la red – defectos.
Un grupo de investigación dirigido por el Prof. Chen Xueyuan del Instituto Fujian de Investigación sobre la Estructura de la Materia de la Academia de Ciencias de China ha desarrollado un enfoque novedoso basado en la pirólisis de KHF2 para síntesis controlada de Ln 3+ -KMgF dopado3 UCNP, que pueden proteger eficazmente Ln 3+ de extinción de luminiscencia por OH superficial e interno – defectos y, por tanto, aumentar la luminiscencia de conversión ascendente.
El estudio fue publicado en Nano Letters el 8 de septiembre.
Los investigadores demostraron que el KHF2 precursor podría prevenir eficazmente la generación de OH – defectos durante el crecimiento de UCNP, lo que resultó en una luminiscencia de conversión ascendente altamente eficiente en Yb 3+ /Er 3+ y Yb 3+ /Ho 3+ KMgF codopado3 UCNP, con rendimientos cuánticos de conversión ascendente de ~3,8% y ~1,1%, respectivamente, bajo excitación de 980 nm con una densidad de potencia de 20 W cm -2 .
Específicamente, debido a la supresión de OH – defectos y tasa de relajación cruzada mejorada entre Tm 3+ iones en el aliovalente Tm 3+ -dopado, los investigadores lograron una luminiscencia de avalancha de fotones eficiente a partir de Tm 3+ a 802 nm en KMgF3 :Tm 3+ UCNP con excitación de 1064 nm a temperatura ambiente, con una no linealidad gigante de ~27,0, un tiempo de subida de avalancha de fotones de 281 ms y un umbral de 16,6 kW cm -2 .
Además, los investigadores revelaron las ventajas distintivas de KHF2 para la síntesis controlada de KMgF3 :Ln 3+ Los UCNP, que dotaron a los UCNP de un tamaño ajustable, cristalinidad mejorada, un número reducido de defectos superficiales y reticulares (típicamente OH – ), y concomitantemente se mejoraron las eficiencias de luminiscencia de conversión ascendente y de reducción de luminiscencia del infrarrojo cercano II.
Este estudio proporciona un enfoque para el desarrollo de UCNP de avalancha de fotones altamente eficientes con enormes no linealidades a través de Ln 3+ aliovalente. dopaje e ingeniería de red cristalina.
Más información: Meiran Zhang et al, Nanopartículas de conversión ascendente KMgF3 dopadas con lantánidos para luminiscencia de avalancha de fotones con no linealidades gigantes, Nanoletras (2023). DOI:10.1021/acs.nanolett.3c02377
Información de la revista: Nanoletras
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
