基于单颗粒微米核壳晶体的微区上转换发射光谱构筑微纳光子学条形码

作     者：高伟 张正宇 张景蕾 丁鹏 韩庆艳 张成云 严学文 董军 Gao Wei;Zhang Zheng-Yu;Zhang Jing-Lei;Ding Peng;Han Qing-Yan;Zhang Cheng-Yun;Yan Xue-Wen;Dong Jun

作者机构：西安邮电大学电子工程学院西安710121 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2024年第73卷第18期

页      面：162-172页

核心收录：

学科分类：0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:12274341) 陕西省基础科学研究项目(批准号:23JSY007) 陕西省重点研发计划(批准号:2023-YBGY-256) 陕西省自然基金重点项目(批准号:2022JZ-05) 陕西省自然科学基金青年科学基金(批准号:2022JQ-041) 陕西省教育厅服务地方专项计划(批准号:22JC-057) 西安市高校院所人才服务企业项目(批准号:23GXFW0089)资助的课题 

主　　题：上转换发光 微米核壳晶体 单颗粒 发光调控 光子学条形码 

摘      要：基于外延生长技术构建不同结构特性的核壳结构已成为调控稀土掺杂微纳晶体材料发光特性的有效技术手段之一.为此,本文基于多次外延生长并引入NaYF_(4)中间隔离层,构建了具有壳层独立发光特性NaYF_(4):50%Yb^(3+)/2%Tm^(3+)@NaYF_(4)@NaYF_(4):20%Yb^(3+)/2%Er^(3+)@NaYF_(4)@NaYbF_(4):2%Er^(3+)多层微米核壳晶体.在980 nm激光激发下,借助共聚焦显微光谱测试系统,通过改变单颗粒微米晶体的激发位置,研究了单颗粒核壳微米晶体不同微区内的发光和能量传递特性.实验结果表明:在相邻发光层之间引入NaYF_(4)惰性壳,不仅可实现单颗粒微米晶体区域内发光的调控,且可有效抑制了各壳层离子间的相互作用,实现了各壳层的多彩独立发射.同时,基于单颗粒核壳微米晶体不同区域内多彩发射特性,构建具有信息可调的微纳光子学条形码.由此可见,本文所构建具有区域化可调发射的微米核壳结构,可在不同的激发条件下实现其发光的多彩可调,其丰富光谱指纹信息为单颗粒微米材料在光学防伪领域中的应用提供了新的途径.