《稀土摻雜CaSc2O4納米晶上轉換螢光調製及其發光物理》是依託長春工業大學，由李靜擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：稀土摻雜CaSc2O4納米晶上轉換螢光調製及其發光物理
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李靜
- 依託單位：長春工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
螢光上轉換納米晶可望在示蹤、成像等生物醫用領域有重要套用。與效率最高的氟化物相比，氧化物具有更穩定的理化性質。新型氧化物鈧酸鈣聲子能量僅540 cm-1, 顯示出高效上轉換螢光潛力。相對於典型高效上轉換材料氧化釔，Tm/Yb摻雜鈧酸鈣體材料中Tm離子 800 nm發射增強3.5倍,與氟釔鈉基質中強度相當。通過激活劑/敏化劑濃度、種類最佳化，表面修飾及核殼包覆等手段可對上轉換螢光在可見光範圍內進行調製並進一步提高螢光效率。然而目前尚未見有關適於生物套用鈧酸鈣納米晶物理特性的報導。本項目針對鈧酸鈣納米晶進行研究，擬採用濕化學法實現材料的可控合成及上轉換性能最佳化。利用發光學原理及光譜技術手段,重點研究鈧酸鈣納米晶發光性質、能量傳遞及動力學過程,揭示稀土離子在鈧酸鈣納米晶中上轉換螢光調製/增強的規律及物理機制。為研製出高效可控且顏色可調鈧酸鈣納米晶,實現其在生物醫學領域的廣泛套用奠定材料與物理基礎。
結題摘要
螢光上轉換納米晶在示蹤、成像等生物醫用領域有重要套用。本項目主要圍繞含Sc元素的氧化物（氟化物）納米晶材料進行研究，討論材料結構、形態、粒徑與發光特性諸要素之間的相關性，研究稀土離子種類/濃度，表面修飾以及表面等離子激元對材料發光特性的影響並討論各類相互作用的內部物理機制。取得了一系列成果具體包括：(1) 採用兩相溶劑熱法合成Sc2O3: Yb3+/Er3+納米晶。研究材料的上轉換髮光性質，明確了離子摻雜濃度對光譜的調節能力及離子間的能量傳遞等發光物理問題。(2) 首次採用綠色水熱法合成Sc2O3: Yb3+/Er3+納米晶。納米晶尺寸更小，分布更均勻，發光更強。Sc2O3: Yb3+/Er3+作為典型半氧化物展示出最高的紅光比例，並且紅光發射波長紅移8 nm。(3) 採用綠色水熱法合成棒狀CaSc2O4上轉換納米晶材料。通過調節表面螯合劑和活性劑種類（Cit-3Na、EDTA、CTAB、PVP和PEG），調控納米晶的尺寸形貌和發光性能。(4) 研究了鈧基氧化物Sc2(MoO4)3: Eu3+螢光材料的結構、下轉換髮光性質與光譜分布。該材料是適合紫外激發的紅光發光材料。(5) 控制合成Sc元素摻雜NaErF4: Yb3+上轉換納米晶。研究了Sc離子摻雜對光譜的調節能力及離子間的能量傳遞等發光物理問題。(6) 設計併合成了多種上轉換納米晶發光材料,如Y2O3: Yb3+/Er3+、NaErF4: Yb3+/Gd3+, NaYF4: Yb3+/Er3+/Mn2+/Fe3+等發光材料。項目執行期間總計在Dalton Transactions, Nanoscale Research Letters，Materials Research Bulletin等國際二區 SCI 雜誌上發表論文5 篇以及中文核心論文3篇, 申請中國發明專利 2 項，培養碩士畢業生5名，在讀碩士生3名。
