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• Figure 3. Room temperature upconversion emission spectra (normalized to Tm3+ 480 nm emission) of NaYF4:Yb/Tm (20/0.22 mol %) particles in ethanol solutions (10 mM) under 980 nm excitation with a 600 mW
Photoluminescence studies of NaYF4:Yb/Er (18/2 mol%) nanocrystals with varying dopant concentration of Gd3+.
F Wang et al. Nature 463, 1061-1065 (2010) doi:10.1038/nature08777
稀土发光材料及其应用
相关文献专题
1
稀土发光材料介绍
2

稀土上转换发光机制
3 与稀土发光的相关文献介绍
4
相关文献
稀土
稀土就是化学元素周期表中镧系元素——镧(La) 铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕
(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒 (Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，以及与镧系的 15个元素密切相关的两个元素——钪(Sc)和钇(Y) 共17种元素，称为稀土元素(Rare Earth)。 稀土元素的电子结构 1S22S22P63S23P63d104S24P64d104f0˜145S²5P65 d0˜16S²
What's Upconversion?
Wang, F. & Liu, X. Upconversion multicolor fine-tuning: visible to near-infrared emission from lanthanide-doped NaYF4 nanoparticles. J. Am. Chem. Soc. 130, 5642–5643 (2008).
Figure 2. Room temperature upconversion emission spectra of (a) NaYF4: Yb/Er (18/2 mol %), (b) NaYF4:Yb/Tm (20/0.2 mol %), (c) NaYF4:Yb/Er (25-60/2 mol %), and (d) NaYF4:Yb/Tm/Er (20/0.2/0.2-1.5 mol %) particles in ethanol solutions (10 mM). The spectra in (c) and (d) were normalized to Er3+ 650 nm and Tm3+ 480 nm emissions, respectively.
• 稀土发光的特点
• 发光的本质是能量的转换，稀土之所以具有优异 的发光性能，就在于它具有优异的能量转换功能， 而这又是由其特殊的电子层结构决定的。
• 稀土的发光和激光性能都是由于稀土的4f电子在 不同能级之间的跃迁而产生的。
• 在f组态内不同能级之间的跃迁称为f－f跃迁；在f 和d组态之间的跃迁称为f－d跃迁。其光谱大概 有30000条。从而产生丰富的电子能级，可吸收 或发射从紫外光、可见光到近红外区各种波长的 电磁辐射(特别是在可见光区有很强的发射能力)， 使稀土发光材料呈现丰富多变的荧光特性
该作者的另一个工作
Phase transformation in NaREF4 structures by lanthanide doping.
F Wang et al. Nature 463, 1061-1065 (2010) doi:10.1038/nature08777
Phase transformation in NaREF4 structures by lanthanide doping. F Wang et al. Nature 463, 1061-1065 (2010) doi:10.1038/nature08777
• 从Ce3+到Yb3+，电子依次填充在4f轨道，从f 1 到 f 13，其电子层中都具有未成对电子，其跃迁可产 生发光，这些离子适于作为发光材料的激活离子。
稀土上转换发光材料
• 上转换发光是指吸收两个或两个以上低能光子而辐射一个高能 光子的非线性发光现象，通常是指将近红外光转换成可见光。 由于上转换发光所吸收的光子能量低于所发射的光子能量，这 种现象违背Stokes定律，因而又称为反Stokes发光。目前，稀 土离子的上转换发光几乎覆盖了可见光的各个波段，他们在近 红外量子计数器、激光器、三维立体显示、荧光粉和传感器等 方面己经获得了广泛的应用。
Photoluminescence studies of NaYF4 nanocrystals dispersed in solutions and embedded in PDMS composite materials.
F Wang et al. Nature 463, 1061-1065 (2010) doi:10.1038/nature08777
TEM characterization of NaYF4:Yb/Er (18/2 mol%) nanocrystals doped with various concentrations of Gd3+ ions.
F Wang et al. Nature 463, 1061-1065 (2010) doi:10.1038/nature08777
+3价稀土离子的发光特点
• ①具有f--f 跃迁的发光材料的发射光谱呈线状，色 纯度高；
• ②荧光寿命长；
• ③由于4f轨道处于内层，材料的发光颜色基本不 随基质的不同而改变；
• ④光谱形状很少随温度而变，温度猝灭小，浓度 猝灭小。
• 在+3价稀土离子中，Y3+和La3+无4f电子，Lu3+的4f亚层为 全充满的，都具有密闭的壳层，因此它们属于光学惰性的， 适用于作基质材料。