无兴奋剂和Er-doped坦酸纳米光探针的计算和实验数据
Mkhitar A Hobosyan1, Andrea Pelayo Carvajal1, Bhupendra B Srivastava2
1Department of Physics and Astronomy, UTRGV, Edinburg, TX, 78539, USA.
Data in brief
|December 17, 2024
概括
这项研究通过计算和实验来研究Er-doped坦酸 (LiTaO3) 纳米颗粒. 兴奋剂增强了激活能量,降低了反应温度,导致纳米光探头的强光发光.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 坦酸 (LiTaO3) 是光学和电子应用的关键材料.
- (Er+3) 兴奋剂可以修改LiTaO3的特性,以提高功能.
- 了解杂材料的电子和光学特性对于开发先进的探头至关重要.
研究的目的:
- 通过计算和实验来研究Er+3兴奋剂对LiTaO3纳米粒子的影响.
- 为了确定无兴奋剂和 Er-doped LiTaO3.3 的电子和光学特性.
- 为了将计算结果与纳米光探测器的实验结果相关联.
主要方法:
- 密度函数理论 (DFT) 计算使用通用梯度近似法 (GGA) 和海德,斯库塞里亚和恩泽罗 (HSE06) 混合函数.
- 使用FEFF10代码进行X射线近边 (XANES) 和辐射光谱 (XES) 模拟.
- 实验合成LiTaO3:Er+3纳米粒子,其特点是X射线衍射,扫描电子显微镜,差分扫描热度计,热重量计分析和光发光谱学.
主要成果:
- DFT计算为LiTaO3和LiTaO3:Er+3提供了电子和光学特性,HSE06准确地预测了Er-4f轨道能量.
- 模拟的XANES和XES光谱与DFT光学特性相关联.
- 实验合成证实了纳米粒子的形成,热分析显示,在Er+3兴奋剂后,激活能量增加和反应温度降低.
- 光发光数据显示,在可见和近红外区域有强烈的f-f发射,与计算预测一致.
结论:
- 埃尔+3兴奋剂显著改变了LiTaO3纳米粒子的电子和光学特性.
- 计算方法,特别是HSE06 DFT和FEFF10模拟,可以准确预测实验观测结果.
- 增强的热稳定性和强光发光使Er-doped LiTaO3成为纳米光探针的一个有希望的材料.
