典型纳米材料举例-上转换发光材料[A类基础]

1、稀土上转换发光材料稀土上转换发光材料 典型纳米材料之- 背景介绍背景介绍 制备方法制备方法 测试与表征方法测试与表征方法 应用举例应用举例 发展趋势发展趋势 主要主要 内容内容 稀土上转换发光背景介绍 什么是上转换发光材料？ 上转换发光，即：反反-斯托克斯发光斯托克斯发光 （Anti-Stokes），由斯托克斯定律 而来。斯托克斯定律认为材料只能 受到高能量的光激发高能量的光激发，发出低能量低能量 的光的光，换句话说，就是波长短的频 率高的激发出波长长的频率低的光。 比如紫外线激发发出可见光，或者 蓝光激发出黄色光，或者可见光激可见光激 发出红外线发出红外线。但是后来人们发现， 其实有些材料可

2、以实现与上述定律 正好相反的发光效果，于是我们称 其为反斯托克斯发光，又称上转换 发光。 分类 根据基质材料可分为5类，包括氟化物、氧化物、氟氧化 物、卤化物和含硫化合物。 其中就上转换发光效率而言，一般认为氯化物氟化物 氧化物，这是单纯从材料的声子能量方面来考虑的，这个 顺序恰与材料的结构稳定性顺序相反。 NaYF4是目前上转换发光效率最高的基质材料 可以把上转换过程归结为三种形式：激发态吸收、 能量传递及光子雪崩 机理 上转换材料上转换材料BaF2:Yb3+,Er3+的合成的合成 （a a）水热法所制备样品的）水热法所制备样品的SEM SEM 图（图（b b）溶剂热热法所制备样品的）溶剂热

3、热法所制备样品的SEM SEM 图图 l 电光源照明 l 大屏幕显示器材料 l 夜明材料 l 电视显色材料 l X射线荧光粉与闪烁体等 l 生物成像 l 防伪技术 l 红外探测 l 显示技术 上转换发光材料的应用 上转换发光材料的应用（一） 激光扫描上转换发光显微成像激光扫描上转换发光显微成像 (laser (laser scanning up-conversion luminescence scanning up-conversion luminescence microscopy, microscopy, LSUCLMLSUCLM) ) 技术技术 LSUCLM技术的光路图 UCNPs 稀土

4、上转换发光纳米材料稀土上转换发光纳米材料 上转换发光材料的应用（一） 灵敏性： 以 UCNPs 为探 针的 LSUCLM 成像方 法，能够完全消除来 自内源性荧光物质和 同时标记的荧光染料 的背景干扰，对所要 成像的对象具有高灵 敏度。 上转换发光材料的应用（一） LSUCLM和普通共聚焦荧光显微镜成像的光漂白情况比较 LSUCLM的光漂白非常低 DiI红色 DAPI蓝色 UCNPs绿色 上转换发光材料的应用（一） 基于上转换发光的活体成像技术 上转换发光材料的应用（一） 上转化纳米材料料在 肿瘤靶向成像中的应用 上转换发光材料的应用（二） 掺有稀土元素的红外上转换材料配制成无色的油墨 防伪技术防伪技术 发展趋势 目前，上转换理论日趋完善，新产品层出不穷。随着节能 环保成为发展主流，稀土材料越来越受到重视，如果能对 稀土离子的电荷迁移带做充分研究,利用它对激发