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1、稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料,典型納米材料之-,背景介紹,制備方法,測試與表征方法,應用舉例,發(fā)展趨勢,主要 內(nèi)容,稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光背景介紹,什么是上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料?,上轉(zhuǎn)換發(fā)光,即:反-斯托克斯發(fā)光(Anti-Stokes),由斯托克斯定律而來。斯托克斯定律認為材料只能受到高能量的光激發(fā),發(fā)出低能量的光,換句話說,就是波長短的頻率高的激發(fā)出波長長的頻率低的光。比如紫外線激發(fā)發(fā)出可見光,或者藍光激發(fā)出黃色光,或者可見光激發(fā)出紅外線。但是后來人們發(fā)現(xiàn),其實有些材料可以實現(xiàn)與上述定律正好相反的發(fā)光效果,于是我們稱其為反斯托克斯發(fā)光,又稱上轉(zhuǎn)換發(fā)光。,分類,根據(jù)基質(zhì)材料可分為5類,包括氟化物、氧化物、氟氧化物、鹵
2、化物和含硫化合物。 其中就上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率而言,一般認為氯化物氟化物氧化物,這是單純從材料的聲子能量方面來考慮的,這個順序恰與材料的結(jié)構穩(wěn)定性順序相反。 NaYF4是目前上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率最高的基質(zhì)材料,可以把上轉(zhuǎn)換過程歸結(jié)為三種形式:激發(fā)態(tài)吸收、能量傳遞及光子雪崩,機理,上轉(zhuǎn)換材料BaF2:Yb3+,Er3+的合成,(a)水熱法所制備樣品的SEM 圖(b)溶劑熱熱法所制備樣品的SEM 圖,電光源照明 大屏幕顯示器材料 夜明材料 電視顯色材料 X射線熒光粉與閃爍體等,生物成像 防偽技術 紅外探測 顯示技術,上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的應用,上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的應用(一),激光掃描上轉(zhuǎn)換發(fā)光顯微成像 (laser s
3、canning up-conversion luminescence microscopy, LSUCLM) 技術,LSUCLM技術的光路圖,UCNPs 稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料,上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的應用(一),靈敏性: 以 UCNPs 為探針的 LSUCLM 成像方法,能夠完全消除來自內(nèi)源性熒光物質(zhì)和同時標記的熒光染料的背景干擾,對所要成像的對象具有高靈敏度。,上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的應用(一),LSUCLM和普通共聚焦熒光顯微鏡成像的光漂白情況比較 LSUCLM的光漂白非常低,DiI紅色 DAPI藍色 UCNPs綠色,上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的應用(一),基于上轉(zhuǎn)換發(fā)光的活體成像技術,上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的應用(一),上轉(zhuǎn)化納米材料料在 腫瘤靶向成像中的應用,上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的應用(二),摻有稀土元素的紅外上轉(zhuǎn)換材料配制成無色的油墨,防偽技術,發(fā)展趨勢,目前,上轉(zhuǎn)換理論日趨完善,新產(chǎn)品層出不窮。隨著節(jié)能環(huán)保成為發(fā)展主流,稀土材料越來越受到重視,如果能對稀土離子的電荷遷移帶做充分研究,利用它對激發(fā)光能量的寬帶吸收和對
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