Tm3+-Yb3+共摻氧化釔和氟氧化釔納米晶近紅外熒光增強研究.pdf

1、稀土離子摻雜的無機納米材料的近紅外熒光用在生物醫(yī)學(xué)標(biāo)記、探測和成像方面不僅可以穿透更深的細胞組織，而且可以避免自體熒光對探測和成像的干擾。然而，無機納米材料的發(fā)光強度較弱，這限制了它的實際應(yīng)用。本論文主要研究 Tm3+/Yb3+共摻氧化物和氟氧化物的在980nm激光激發(fā)下發(fā)射的上轉(zhuǎn)換熒光的各種性質(zhì)并探討了幾種增強熒光強度的方法。具體研究內(nèi)容如下：
　　首先，研究了Y2O3共摻Tm3+和Yb3+納米晶的熒光特性。采用溶膠凝膠法制備了

2、 Y2O3/Tm3+/Yb3+粉末樣品，樣品在980激光源的激發(fā)下輻射出藍光(1G4→3H6)和近紅外光(3H4→3H6)，通過改變樣品中Yb3+的摻雜濃度來調(diào)節(jié)近紅外與藍光的熒光強度比。從熒光強度與激光功率的關(guān)系和速率方程兩方面出發(fā)，引入三次能量傳遞和合作上轉(zhuǎn)換能量傳遞的比值 f來研究不同樣品中哪種發(fā)光機制占主導(dǎo)地位。然后在溶膠制備過程中加入Li+，通過測量摻Li+樣品和不摻Li+樣品的XRD譜和熒光譜，對Li+增強近紅外上轉(zhuǎn)換熒光進

3、行分析。
　　其次，研究不同燒結(jié)溫度下Y2O3共摻Tm3+和Yb3+納米晶的熒光特性。將凝膠分別在700℃、900℃、1000℃燒結(jié)2小時制備出不同燒結(jié)溫度的Y2O3/Tm3+/Yb3+粉末樣品，通過測量XRD譜來研究燒結(jié)溫度變化對納米粒子大小和結(jié)晶度程度的影響。通過激光功率與熒光強度的Ln-Ln關(guān)系和數(shù)值擬合實驗結(jié)果分析不同燒結(jié)溫度對Yb3+和Tm3+之間能量傳遞效率的影響?？紤]到只有摻雜到納米粒子內(nèi)部的稀土離子才能發(fā)出熒光，所

4、以建立一種簡單的球狀納米粒子模型，定義納米粒子球殼內(nèi)與球體中稀土離子濃度比(CCR)，解釋了納米粒子大小對熒光強度的影響。
　　最后，研究Y2O3、YOF和Y7O6F9不同基質(zhì)中Tm3+和Yb3+的發(fā)光特性。在溶膠制備過程中摻入YF3，制備不同基質(zhì)(Y2O3-YOF-Y7O6F9系統(tǒng))的納米粉末。通過測量不同基質(zhì)的XRD譜和拉曼光譜來分析納米粒子大小和聲子能量，通過測量熒光譜，比較不同基質(zhì)中近紅外的發(fā)光強度。然后從粒子大小和聲子能