一种Er3+敏化的NaYF4上转换纳米发光材料的制作方法

本发明涉及一种稀土纳米发光材料，具体涉及一种Er³⁺敏化的NaYF₄上转换纳米发光材料。

背景技术：

由于镧系离子长的寿命，阶梯状的能级，稀土掺杂的上转换纳米粒子能够连续吸收两个或更多的光子将低能量的激发转换为高能量的发射。镧系掺杂的上转换纳米粒子由于其独特的光学性质，广泛应用于显示，光动力治疗，生物传感等。在典型的上转换纳米粒子中，含有敏化剂(Yb³⁺)和激活剂(Er³⁺，Tm³⁺，Ho³⁺)。在980nm激发下，敏化剂吸收激发光的能量，然后将能量传递给激活剂。但镱离子作为敏化剂的一个限制是水在980nm有很强的吸收，减少了生物成像的穿透深度。为了解决这一过热效应，可以在传统的上转换纳米粒子中引入Nd³⁺作为新的近红外的吸收剂和敏化剂。然而现在上转换纳米主要是808nm以及980nm激发，这限制了它与特定的光学纳米材料相互作用。

-1500nm作为通讯波长(1300-1550nm)广泛应用于上转换激光，光伏材料，近红外量子计数器等。-1500nm也作为人眼安全的波长范围也也应用于户外防护以及国土安全监视等。Er³⁺在1500nm左右有很强的吸收，对应于⁴I_13/2能级的吸收。但是，目前上转换纳米粒子中在1500nm激发下Er³⁺作为敏化剂敏化其他稀土离子未见文献报告。

针对以上提出的Er³⁺在1500nm激发下的优势，得到Er³⁺敏化的上转换纳米粒子具有很重要的意义。

技术实现要素：

针对现在上转换纳米粒子主要是通过980nm以及808nm激发，限制了其与特定的光学纳米材料相互作用。我们以NaYF₄为基质通过Er³⁺作为敏化剂在1532nm激发下敏化其他稀土离子(Nd³⁺，Ho³⁺，Eu³⁺)。

为达到以上目的，本方明采用的技术方案是：一种Er³⁺敏化的NaYF₄上转换纳米发光材料，其特征包括：它的化学组成为NaYF₄：xEr/yA，其中A为稀土Nd³⁺，Eu³⁺，Ho³⁺；x为铒离子掺杂的摩尔百分数，2≤x≤20，y为稀土A³⁺掺杂的摩尔百分数，0.5≤y≤3；

本发明所述的一种Er³⁺敏化的NaYF₄上转换纳米发光材料，在1532nm激发下，能够得到500到1200nm的上转换发光。

如上所述一种Er³⁺敏化的NaYF₄上转换纳米发光材料，技术方案为：按照化学式中NaYF₄：xEr/yA(0.4mmol)各元素的含量，其中2≤x≤20，0.5≤y≤3合成材料。用1532nm的激发光照射，Er³⁺中的光子跃迁到²H_11/2能级上，然后将能量传递给A³⁺，而自身又回⁴I_13/2能级，从而实现500-1200nm范围的发光。

本发明所合成的上转换纳米粒子可能在光伏材料，生物成像，传感，光动力治疗等发面得到广泛的应用。

附图说明

图1是本发明实施例1-3制备样品的X射线粉末衍射图谱与标准卡片JCPDS-16-0334(NaYF₄)的比较；

图2中(a)-(c)为本发明实施例1-3所制备样品的透射电镜图片。

图3中(a)-(c)为本发明实施例1-6所制备样品在1532nm激发下的发射光谱。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1：

制备0.4mmol的NaYF₄：2％Er，0.5％Nd纳米颗粒。用环己烷做溶剂制成1mg/mL的溶液。

实施例2：

制备0.4mmol的NaYF₄：5％Er，0.5％Nd纳米颗粒。用环己烷做溶剂制成1mg/mL的溶液。

实施例3：

制备0.4mmol的NaYF₄：10％Er，0.5％Nd纳米颗粒。用环己烷做溶剂制成1mg/mL的溶液。

实施例4：

制备0.4mmol的NaYF₄：20％Er，0.5％Nd纳米颗粒。用环己烷做溶剂制成1mg/mL的溶液。

实施例5：

制备0.4mmol的NaYF₄：2％Er，0.5％Ho纳米颗粒。用环己烷做溶剂制成1mg/mL的溶液。

实施例6：

制备0.4mmol的NaYF₄：2％Er，0.5％Eu纳米颗粒。用环己烷做溶剂制成1mg/mL的溶液。

申请人申明，以上所述的实施例仅用于说明本发明的详细特征以及详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细特征及详细方法才能实施。本领域技术人员对本发明作任何等效的变化、修饰、替代、组合、简化，所有的这些等价形式都包含在本发明的保护范围之内。