项目名称: 基于光子晶体上转换荧光增强及固态传感性质研究

项目编号: No.U1504626

项目类型: 联合基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 无线电电子学、电信技术

项目作者: 朱永胜

作者单位: 南阳师范学院

项目金额: 28万元

中文摘要: 稀土掺杂上转换纳米晶液态基传感器近年来广泛应用于DNA、金属离子和小分子检测。然而,液态基传感器的不稳定性、重复利用差和发光效率低等因素,不可避免地影响其检测限和灵敏度。本项目拟采用溶剂热法制备一系列花青染料(hCy7)修饰的氟化物纳米晶(hCy7-NaYF4:Yb, Er/Tm),并结合自组装法制备出YVO4反蛋白石光子晶体/hCy7-NaYF4:Yb, Er/Tm复合纳米材料。通过反蛋白石光子晶体对自发辐射的调制实现上转换荧光增强,并结合稳态发射光谱、瞬态动力学和内量子效率等多种光谱测试手段,深入揭示上转换荧光增强的物理本质。在此基础上,将其作为固态基上转换荧光传感器,通过稀土离子与花青染料之间荧光共振能量传递实现对微量甲基水银(MeHg+)高灵敏检测。本项目将获得新一类高效复合纳米材料,并为其在固态条件下实现对甲基水银检测的实际应用提供重要的理论基础和实验依据。

中文关键词: 发光效率;能量传递;稀土发光;光子晶体;固态传感

英文摘要: Recently, the liquid-based sensors based on rare earth (RE) doped upconversion nanocrystals are widely used in detecting DNA, metal ions and small molecules. However, the liquid-based sensors are usually unstable, irreproducible and low upconversion luminescence (UCL) efficiency, which will affect the detection limit and sensitivity unavoidably. This project intends to prepare a series of cyanine dye (hCy7) modified fluoride nanocrystals (hCy7-NaYF4:Yb, Er/Tm) using solvothermal method, and combine with self-assembly template method to prepare YVO4 inverse opal photonic crystals (IOPCs)/hCy7-NaYF4:Yb,Er/Tm composites. The UCL will be enhanced by the modulation of spontaneous emission in IOPCs, and a variety of spectral measurements, such as steady-state emission spectra, transient dynamic analysis, and internal quantum efficiency, are adopted to further probe the physical nature of the UCL enhancement. On this basis, the solid-based UCL sensor is presented for highly sensitive detection of trace methylmercury (MeHg+) via the fluorescence resonance energy transfer between RE ions and cyanine dye. This project will obtain a new kind of efficient composites, and provide important theoretical basis and experimental guidance for the practical application of solid-based detection of MeHg+.

英文关键词: Luminescence efficiency;Energy transfer;Rare earth luminescence;Photonic crystals;Solid sensing

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