上转换长余辉混合材料的多色发射荧光特性及其防伪应用开题报告

1. 研究目的与意义

稀土掺杂上转纳米晶吸收近红外光并发射可见光，应用于生命科学领域具有毒性小、稳定性好、信噪比高、探测深度远、辐射损伤低、无荧光闪烁等显著优点。然而随着纳米晶尺寸的减小，上转换发光强度急剧降低，通常通过外延生长同质惰性壳，修复材料表面缺陷和抑制表面猝灭，提高发光强度。

目前常用的惰性壳是六角相（β）nayf₄和nagdf₄，因为其很容易在六角相活性核纳米晶表面外延生长。此外，光学活性稀土离子容易进入六角相的晶体格位中形成活性壳，赋予上转换纳米晶更多的光学性质。然而一些光学活性过渡金属离子（例如mn² ，ni² 等）由于具有“自洁”功能，很难掺入六角相格位中，但是能进入立方相格位中。为了进一步发展β相上转换纳米晶丰富的光学性质，有必要研究异质核壳结构，实现过渡金属离子掺杂的复合上转换纳米晶。

2. 研究内容和预期目标

具体研究内容如下：

1）利用共沉淀法制备稀土掺杂（β）nayf₄和nagdf₄上转换纳米晶；

2）利用热分解法在上述稀土纳米晶表面外延生长cas壳或caf₂壳，探索壳的外延生长工艺，包括温度、时间和表面活性剂对异质壳生长的影响；

3. 研究的方法与步骤

本实验使用的方法和步骤如下：

一、制备活性核

(1) 称取gd(ac)₃ 0.5210g，yb(ac)₃0.14g，er(ac)₃0.0137g放入三颈烧瓶中，加入磁力搅拌子，倒入油酸20ml，十八烯30ml；

4. 参考文献

[1] trizio, l. d.; manna, l.: forging colloidal nanostructures via cation exchange reactions. chem. rev. 2016,116, 10852–10887.

[2] creutz, s. e.; fainblat, r.; kim, y.; siena, m. c. d.; gamelin, d. r.: a selective cation exchange strategy for the synthesis of colloidal yb³ -doped chalcogenide nanocrystals with strong broadband visible absorption and long-lived near-infrared emission. j. am. chem. soc. 2017,139, 1181411824.

[3] tan, c.; chen, j.; wu, x.-j.; zhang, h.: epitaxial growth of hybrid nanostructures. nat. rev. mater 2018,3, 17089.

5. 计划与进度安排

（1）2022年12月23日-2月28日，文献查阅，熟悉制备工艺；

（2）2022年3月1日-5月31日，样品制备与表征，整理分析数据；

（3）2022年6月1日-6月15日，论文撰写；