单分散NaLnF4(Ln=Y、Eu、Ce、Tm)自组装纳米颗粒的合成和性能研究Study on the synthesis and properties of self assembled nanoparticles of monodisperse NaLnF4 (Ln=Y, Eu, Ce, Tm).pdfVIP

SYNTHESISANDPROPERTIESoFMONoDISPERSE ASSEMBLIESOF NANOCRYSTALS ADissertationSubmittedto Normal for the Zhejiang Unversity ofMaster Degree by WangZeye Supercisedby Prof．Li Zhengquan MathematicsAndInformation of College Physics En NormalormaJ g，Zheiiang gnneenlgnE,，ZlaejlangtisrevinUUmverslty 2012 April 和性能研究 IIIMIMIMHI Y2193527 摘要 NaLnF4(Ln=稀土元素)纳米颗粒具有低声子能量、高折射系数和良好的光热 稳定性等特点，因此被广泛的应用于显示设备、光学通信和短波固体激光器等领 域。近年来，稀土离子掺杂的NaLnF4(Ln=稀土元素)纳米颗粒在材料科学领域得 到了广泛的关注，因为这种材料能够有效地提高从近红外到可见光的上转换效 率。与传统的下转换发光材料相比，上转换发光材料在生物应用领域具有更大的 优势，例如它具有更高的探测灵敏度、更低的背景荧光、更小的光损伤和更高的 生物组织穿透深度等特点。 本文介绍了稀土离子掺杂的NaYF4自组装纳米颗粒的合成及性能的研究。 我们开发了一种简单的合成途径，通过它可以一步并且大量合成NaYF4自组装 纳米颗粒。我们利用X．raypowder 的颗粒是纯立方相的NaYF。纳米晶，且具有良好的结晶度；透射电子显微镜分 析表明这些颗粒是一些300nm左右的球状颗粒，但每个颗粒却是由很多很小的 纳米晶(20nm)紧密排列而成。通过高分辨透射电子显微镜近一步研究，我们发现 在大颗粒中，每个小颗粒具有相同的晶体取向。为了进一步研究这种颗粒的形成 机理，通过分析反应过程中不同阶段的产物，揭示了这种特殊纳米结构是经过两 个阶段形成的，即晶核白组装和奥斯特瓦尔德熟化两个过程。我们也利用BET 法测试了其比表面积，显示这种颗粒具有较大的有效比表面。通过掺杂不同稀土 离子，这种材料可以实现较强的上转换和下转换荧光，证明其是一种良好的荧光 基质材料。为了进一步将这种颗粒应用于生物医学领域，我们也成功利用St6ber 方法将二氧化硅包覆于颗粒的表面，这样不仅提高了NaYF4颗粒的化学及物理 性质稳定性，同时也提高了它们的生物相容性。 利用类似的合成方法，我们也成功制备了NaYF4的多种同系物 I 摘要 方法适用于多种稀土离子，而且它们都具有相同的球形自组装结构，且都可以大 量合成。我们也研究了这些颗粒自身或掺杂后的发光性质，发现他们都可以发出 很强的荧光，说明这种方法具有广泛合成的普适性。 关键词：荧光；稀土；上转换；晶体生长 SYNTHESISANDPROPERTIESOF