單分散NaLnF4(Ln=Y、Eu、Ce、Tm)自組裝納米顆粒的合成和性能研究.pdf

1、NaLnF4(Ln=稀土元素)納米顆粒具有低聲子能量、高折射系數(shù)和良好的光熱穩(wěn)定性等特點(diǎn)，因此被廣泛的應(yīng)用于顯示設(shè)備、光學(xué)通信和短波固體激光器等領(lǐng)域。近年來，稀土離子摻雜的NaLnF4(Ln=稀土元素)納米顆粒在材料科學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注，因?yàn)檫@種材料能夠有效地提高從近紅外到可見光的上轉(zhuǎn)換效率。與傳統(tǒng)的下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料相比，上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料在生物應(yīng)用領(lǐng)域具有更大的優(yōu)勢，例如它具有更高的探測靈敏度、更低的背景熒光、更小的光損傷和更高的生物組

2、織穿透深度等特點(diǎn)。
　　 本文介紹了稀土離子摻雜的NaYF4自組裝納米顆粒的合成及性能的研究。我們開發(fā)了一種簡單的合成途徑，通過它可以一步并且大量合成NaYF4自組裝納米顆粒。我們利用X-ray powder diffraction(XRD)對顆粒進(jìn)行了表征，表明合成的顆粒是純立方相的NaYF4納米晶，且具有良好的結(jié)晶度;透射電子顯微鏡分析表明這些顆粒是一些300nm左右的球狀顆粒，但每個顆粒卻是由很多很小的納米晶(20nm)緊

3、密排列而成。通過高分辨透射電子顯微鏡近一步研究，我們發(fā)現(xiàn)在大顆粒中，每個小顆粒具有相同的晶體取向。為了進(jìn)一步研究這種顆粒的形成機(jī)理，通過分析反應(yīng)過程中不同階段的產(chǎn)物，揭示了這種特殊納米結(jié)構(gòu)是經(jīng)過兩個階段形成的，即晶核自組裝和奧斯特瓦爾德熟化兩個過程。我們也利用BET法測試了其比表面積，顯示這種顆粒具有較大的有效比表面。通過摻雜不同稀土離子，這種材料可以實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的上轉(zhuǎn)換和下轉(zhuǎn)換熒光，證明其是一種良好的熒光基質(zhì)材料。為了進(jìn)一步將這種顆粒應(yīng)用

4、于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，我們也成功利用St(o)ber方法將二氧化硅包覆于顆粒的表面，這樣不僅提高了NaYF4顆粒的化學(xué)及物理性質(zhì)穩(wěn)定性，同時也提高了它們的生物相容性。
　　 利用類似的合成方法，我們也成功制備了NaYF4的多種同系物NaLnF4(Ln=Eu、Ce、Tm)等自組裝顆粒。通過各種表征手段，我們發(fā)現(xiàn)這種命成方法適用于多種稀土離子，而且它們都具有相同的球形自組裝結(jié)構(gòu)，且都可以大量合成。我們也研究了這些顆粒自身或摻雜后的發(fā)光性質(zhì)