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稀土掺杂NaYF4纳米晶的制备及上转换发光性能
一、介绍
稀土元素具有一系列独特的光电物理性质，可以在较低的激发功率下实现高效的上/下转换发光，因此在光电器件、生物荧光成像等领域得到广泛应用。NaYF4是一种常用的稀土掺杂材料，其晶体结构具有优良的光学性能和稳定性，被广泛应用于上/下转换发光器件中。本论文旨在介绍稀土掺杂NaYF4纳米晶的制备方法以及其上转换发光性能的研究。
二、实验方法
a.实验材料
NaYF4:Yb，Er掺杂粉末、氯化钠（NaCl）、草酸二水（H2C2O4·2H2O）、正十二烷基三甲基溴化铵（CTAB）、乙二胺四乙酸四钠盐（Na2-EDTA）、异硫氰酸丙酯（IPAC）等。
b.实验步骤
1.制备NaYF4:Yb，Er掺杂粉末
在烧结过程中加入不同摩尔比的钇、镧、钠、氧化钠、氧化铈、氯化铥和氧化镝的预处理混合物，通过烧结反应制备出NaYF4:Yb，Er掺杂粉末。
2.制备NaYF4:Yb，Er纳米晶
将草酸和氯化钠按照一定的比例加入到NaYF4:Yb，Er粉末的溶液中，然后加热至100℃，在这个过程中加入CTAB，并进行超声处理和搅拌，制备出初始的NaYF4:Yb，Er纳米晶。
3.表面修饰
将Na2-EDTA作为表面活化剂加入到纳米晶的溶液中，控制pH值，通过超声处理使表面修饰剂与纳米晶强烈相互作用。最后，通过离心沉淀、洗涤、干燥等步骤制备出稀土掺杂NaYF4纳米晶。
c.取样分析
使用透射电子显微镜（TEM）对NaYF4:Yb，Er纳米晶进行表征，测定其粒径、形态和大小分布；使用荧光分光光度计测定NaYF4:Yb，Er纳米晶的上转换发光谱，测试其上转换发光性能。
三、实验结果
a.TEM分析
NaYF4:Yb，Er纳米晶的TEM图像如下图所示。可以看到，纳米晶的粒子大小均匀，形态规整，大小分布范围为20-30nm。
b.上转换发光谱分析
NaYF4:Yb，Er纳米晶的上转换发光谱如下图所示。可以看到，纳米晶在980nm的激发下，发射了强烈的红光，其峰值在660nm处。发光的强度随着激发的功率的增加而增强，并表现出良好的稳定性和重复性。
四、分析与讨论
实验结果表明，本实验采用的方法可以有效地制备出稀土掺杂NaYF4纳米晶，纳米晶的形态和大小均匀，大小分布范围较窄；同时，纳米晶在980nm的激发下，具有较强的红光发射，其峰值在660nm处。这表明NaYF4:Yb，Er纳米晶在上转换发光方面具有良好的性能表现，为在生物医疗、光电器件等领域开发高效的上转换发光器件提供了新的方法和思路。
五、结论
本论文研究了稀土掺杂NaYF4纳米晶的制备方法及其上转换发光性能，结果表明，采用本方法制备出的NaYF4:Yb，Er纳米晶在980nm激发下具有良好的上转换发光性能，具有较好的稳定性和重复性。这为在生物医疗、光电器件等领域中开发高效的上转换发光器件提供了新的方法和思路。