在CaF2:Er3+,Yb3中的两个光子NIR到红色的上转换机制.
Zhifeng Deng1,2, Hao Wu1, Huajun Wu1
1State Key Laboratory of Luminescence Science and Technology, Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China.
The journal of physical chemistry letters
|January 15, 2026
概括
在CaF2中的-ytterbium上升转换通过一种不寻常的两光子机制产生强烈的红光. 这个由高效的往返能量转移驱动的过程解释了这些材料独特的发光特性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光子学是指光子学的使用方法.
- 频谱学是一种光谱学.
背景情况:
- 埃尔 (Er3+) 和伊特尔 (Yb3+) 联合的材料在近红外 (NIR) 激发下已知具有上转换 (UC) 光发.
- 通常,这些系统中的红色辐射涉及两或三光子过程,受主体物质特性 (如声子能量) 的影响.
- 化物宿主通常偏好三光子过程,因为抑制的多声波放松 (MPR).
研究的目的:
- 调查CaF2:Er3+/Yb3+中强烈的两光子红色上转换辐射背后的机制.
- 阐明圆程能量转移 (RTET) 在红色UC排放过程中的作用.
- 解释UC排放颜色和强度比的度依赖的变化.
主要方法:
- 对光谱和时间发光行为的分析.
- 调查Er3+和Yb3+度对UC排放的影响.
- 使用一个往返能源转移 (RTET) 模型.
主要成果:
- CaF2:Er3+/Yb3+表现出强烈的红色UC辐射,主要是通过一种不寻常的两光子机制.
- 在Er3+和Yb3+之间高效的RTET促进了从绿色发射状态到红色发射状态的放松.
- 发现RTET在广泛的兴奋剂度范围内主导红色UC排放.
- RTET模型成功地解释了红色与绿色强度比率的下降以及随着Yb3+度的增加而发生的颜色变化.
结论:
- 在CaF2中稀土离子的独特聚合使得高效的RTET成为可能,驱动主导的两光子红色UC发射.
- 了解RTET对于控制Er3+-Yb3+兴奋剂材料中的UC排放特性至关重要.
- 这项研究提供了优化UC材料的见解,用于需要特定排放颜色和强度的应用.
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