Lanthanideでドーピングされたナノ結晶における結合された表面と濃度の消火ダイナミクスの直接的証拠

科学分野:

• 材料科学
• ナノテクノロジー
• 光学について

背景:

• ランタニドドーピングされた材料の光抑制は,通常ドーパント濃度を<5%に制限し,効率を阻害します.
• 高濃度のドーパントは,材料の明るさと性能を高めるために望ましい.

研究 の 目的:

• ドーパントの濃度が高い場合,主発光消しメカニズムを特定する.
• ランタン化ドーピングされたナノ結晶における濃度解消を克服する方法を実証する.

主な方法:

• 表面の受動化のために使用されたNaY ((Er) F4/NaLuF4コア/シェルナノ結晶.
• 高いエルビウム (Er3+) 濃度 (100mol%まで) でのエネルギー移動と発光特性に関する研究.
• 様々な刺激波長 (980,800,658 nm) で分析された光増強.

主要な成果:

• 表面冷却ではなく,クロス・リラクゼーションが,ドーパントの濃度が高い場合に支配的な冷却プロセスであることの直接的な証拠を提供した.
• 核/殻のナノ結晶に100%のモル%のEr3+ドーピングを達成し,濃度の消火は無視できる.
• アップコンバージョンとダウンシフトの2つの光の強度の有意な強化が観察されました.

結論:

• 惰性表層殻の成長は,重量ドーピングされたナノ結晶の表面の消火を効果的に軽減します.
• 濃度 quenchingの克服は,前例のない効率でランタナイドを添加した材料を設計するための経路を開きます.
• ドーピングされたナノ結晶の光物理学的過程に関する基本的な洞察は,大量制限を超えて最適化された組成を可能にします.