NaYF4:20%Yb3+,2%Er3+纳米颗粒中多种近红外到红光上转换机制的定量研究（英文）

作     者：吴昊 杨霖 张亮亮 武华君 潘国徽 骆永石 张立功 刘峰 张家骅 

作者机构：Key Laboratory of Luminescence Science and Technology Chinese Academy of Sciences & State Key Laboratory of Luminescence and ApplicationsChangchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics Chinese Academy of Sciences College of Intelligent Systems Science and Engineering Hubei Minzu University Key Laboratory for UV-Emitting Materials and Technology of Ministry of Education Northeast Normal University Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering University of Chinese Academy of Sciences 

出 版 物：《Science China Materials》 (中国科学:材料科学(英文版))

年 卷 期：2024年第67卷第10期

页      面：3115-3123页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：supported by the National Natural Science Foundation of China (11874055, U22A20139, 11904361, and 52102192) the Natural Science Foundation of Jilin Province (SKL202302024, 20210201024GX, 20220101208JC, and 20230101123JC) the Independent Innovation Project on State Key Laboratory of Luminescence and Applications (SKLA-Z-2023-11) the Opening Project Key Laboratory of Transparent Opto-functional Inorganic Material, Chinese Academy of Sciences 

主　　题：upconversion nanoparticles NaYF4:Yb/Er NIR-to-red upconversion mechanisms 

摘      要：在NaYF4:Yb/Er上转换纳米颗粒中,红光发射经由四种激发路径产生,其中包括双光子和三光子激发过程.因此,红光发射对近红外激发强度通常表现出超二次方依赖关系,其非线性系数n依赖于四种激发路径的贡献占比.实际上,贡献占比受到上转换纳米颗粒猝灭效应的显著影响.然而四种路径贡献占比的定量研究还未见报道,这限制了猝灭效应对上转换发光影响的深入理解.在本工作中,我们通过调节颗粒尺寸和核壳结构制备了四种具有不同猝灭程度的纳米晶样品.定量计算了四种路径的各自贡献.结果表明,在200 mW cm-2的激发强度下,三光子路径的贡献从7%增加到74%,这体现了抑制表面猝灭的重要性.还发现猝灭效应是通过降低Yb3+2F5/2和Er3+4S3/2能级寿命,以及增加Er3+4I13/2→4I15/2与Yb3+2F5/2→2F7/2发射强度比例来起作用的.我们的发现将为NaYF4:Yb/Er上转换纳米颗粒中红光上转换能级的激发机理提供理论指导.