项目名称: 基于上转换发光材料的多功能集成纳米加热器研究

项目编号: No.51302038

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2014

项目学科: 一般工业技术

项目作者: 邵起越

作者单位: 东南大学

项目金额: 25万元

中文摘要: 光热转换纳米材料(或称光学纳米加热器)在生物医学、微流控芯片和光学存储等领域有着重要应用。以NaYF4:Yb3+, Er3+为代表的上转换纳米颗粒以其独特的发光性质和诱人的应用前景,成为稀土发光材料领域的研究热点。但上转换纳米颗粒的量子效率较低(<1%),大部分吸收能量以下转换发光或声子发射无效用释放,如将这部分能量高效转换为热,则可开发一种新型的光热转换材料,其同时又具备实时荧光成像和远程温度监控功能。本项目拟以NaYF4:Yb3+,Er3+上转换纳米颗粒为研究对象,在阐明其内部能量转移主要途径的基础上,通过组分调整、核壳结构设计和染料分子表面修饰等手段,提高其光热转换效率和光吸收率,调控光热转换和上转换发光之间的竞争关系,在单一化合物纳米颗粒平台上实现光热转换、上转换发光和温度传感多功能高效集成。本课题将为上转换材料的多功能集成及其应用领域的拓展提供新的思路。

中文关键词: 上转换发光;纳米晶;光热转换;温度传感;NaYF4

英文摘要: Photothermal conversion nanomaterial (or optical nanoheater) can be widely used in the fields of biomedicine, microfluidic chips, optical data storage, etc. Upconversion nanoparticles have attracted intense interests due to their unique luminescent property of converting infrared long-wavelength excitation radiation into short-wavelength visible light. Hexagonal NaYF4:Yb3+,Er3+ is one of the most efficient upconversion materials, but the quantum efficiency of NaYF4:Yb3+,Er3+ nanoparticles is lower than 1 %. Most absorption energy is released by down-conversion luminescence or phonon emission.If this part of absorption energy can be converted into heat with high efficiency, upconversion nanoparticles can be developed as novel photothermal conversion nanomaterials which can realize real-time bioimaging and remote temperature monitoring simultaneously. In this project, the energy transfer mechanism of NaYF4:Yb3+,Er3+ nanoparticles will be investigated and the main energy releasing channels will be unveiled. Based on the above results, the influences of host composition, Yb3+/Er3+ concentration, the introduction of doping ions,and surface modification will be studied to improve the abosorption rate and photothermal conversion efficiency. In addition, the core/shell structure will be designed and optimized to control

英文关键词: Upconversion luminescence;Nanocrystal;Photothermal conversion;Temperature sensing;NaYF4

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