Angew. Chem. :简单的激发光调节与丰富的上转换发光颜色

  • A+

随着纳米科学与技术的发展,具有特殊性能的上转换发光材料不断被开发出来并广泛应用于照明、防伪、生物医疗、非接触测温等领域。然而对于稀土离子的荧光寿命这一“动态”响应的内在机理,即激发与衰减动力学的研究及其对瞬态发光的影响还是空白。



1

在稀土材料内部,敏化剂离子吸收的激发光能量可以通过能量传递直接作用于激活剂离子发光,也可通过多步能量迁移作用于远离初始激发位的激活剂离子发光。这两种不同的过程所产生的微小时间差使得每一个稀土离子的激发与发射都不同步,因此稀土材料的发光实际上是所有稀土离子在某一特定时间发光行为的统计结果。而能量传递迁移与能量迁移过程对激发光脉宽与功率的不同响应导致每一个激活剂离子不同步的激发与衰减动力学,并最终导致可调节的瞬态发光光谱与瞬态发光颜色。


近日,南京工业大学、新疆大学黄岭教授与南开大学宋峰教授合作,仅通过控制激发光参数(脉宽、功率)即可在同一个纳米颗粒上使Er3+在540 nm处的荧光寿命延长20倍(从26.8微秒到536.3微秒),红绿光强度比增加70倍(从0.26到18.15),并且首次观察到红ó绿双向可调节的瞬态发光。实验表明,这种荧光寿命调制的现象普遍存在于尺寸大于20 纳米的材料中。

5

而且,通过激发光(脉宽和功率)调节既可使同一颗粒的绿光荧光寿命长于红光寿命,也可短于红光寿命,进而实现短脉宽激发后颗粒发光颜色从绿向红变化,而长脉宽激发后发光颜色从红向绿变化。


该工作提供了不依赖于繁冗的材料化学设计与合成实现荧光寿命与发光颜色大幅度调控的方法,为理解稀土掺杂上转换发光材料的荧光寿命和发光动力学过程提供了新视角,也为与荧光寿命相关的激光产生、快速成像、传感等应用提供了新启示。

文信息

Modulating the Rise and Decay Dynamics of Upconversion Luminescence through Controlling Excitations

Dr. Yingdong Han, Dr. Chao Gao, Dr. Tian Wei, Dr. Kun Zhang, Zhang Jiang, Dr. Junhe Zhou, Dr. Mengjiao Xu, Dr. Lisha Yin, Prof. Feng Song, Prof. Ling Huang

论文第一作者为韩迎东博士和高潮博士,通讯作者为宋峰教授(南开大学)和黄岭教授(南京工业大学、新疆大学)。


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202212089




weinxin
我的微信
关注我了解更多内容

发表评论

目前评论: