纳米医学与生物治疗发现杂志
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纳米发光材料及其应用

马丁·恩图瓦博瓦

如今，荧光粉在电子信息显示器、固态照明、太阳能电池、广告和防盗等领域有多种用途。采用尿素辅助溶液燃烧法，制备了可调谐的多色和白光发光稀土（Pr3+和Dy3+）掺杂氧原硅酸盐（R2SiO5）（R = La、Y、Gd）荧光粉。我们研究了 LaYSiO5:Dy3+;Pr3+、LaGdSiO5:Dy3+;Pr3+、GdYSiO5:Dy3+;Pr3+ 和 La2-xGdxSiO5:Dy3+;Pr3+ (x = 0、0.5、1.0、1.5 和 2.0) 在粉末和薄膜中的光致发光性能形式。使用脉冲激光沉积技术将薄膜烧蚀沉积到 Si (100) 基底上。改变了几个沉积参数，包括真空与气体分压（O2 或 Ar）、激光脉冲类型和基材温度。使用 X 射线衍射分析样品，扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、能量色散X射线能谱和光致发光能谱。光致发光 (PL) 数据是在 325 nm HeCd 激光器或单色氙灯激发下在空气中收集的。PL 强度强烈依赖于 Pr3+ 和 Dy3+ 掺杂剂浓度、La 与 Gd 的比率、沉积条件和沉积后退火。扫描电子显微镜和原子力显微镜的数据表明，沉积条件对 PL 强度的主要影响是通过薄膜形态和形貌的变化，从而影响光散射和外耦合。使用 CIE 坐标估计的条带的颜色纯度证实我们的样品发出可调的多色和白光。元素成分分析表明EDS、XPS和TOF-SIMS数据之间存在相关性。我们将讨论这些材料的结构、颗粒形态、表面化学成分和电子态、光致发光特性以及这些材料在紫外泵浦 LED 中的可能应用。

在过去的二十年中，发光纳米材料因其独特的物理化学、结构和光谱特性而引起了人们的广泛关注。除了在荧光灯、发光二极管、发射显示器、X射线探测器和断层扫描等经典荧光粉技术中的应用之外，发光纳米材料继续在安全领域（钞票、身份证件等）取得突破，生物标记（例如，用于研究和非侵入性医疗诊断）、传感和光伏。可以根据特定要求微调它们的光谱和物理化学特性。这些材料的重要例子包括半导体量子点、碳点、金属掺杂纳米材料、金属纳米团簇、

纳米颗粒最近已成为生命科学众多学科中使用的一组重要材料，从基础生物物理研究到临床治疗。发光纳米颗粒可制成出色的光学生物探针，显着扩展有机染料和基因工程荧光蛋白等替代荧光团的功能。它们的优点包括优异的光稳定性、可调谐和窄光谱、可控尺寸、对 pH 值和温度等环境条件的适应能力，以及用于锚定目标生物分子的大表面。某些类型的纳米粒子由于其长发射寿命和/或由于能量上转换而产生的发光波长蓝移（反斯托克斯）而提供增强的检测对比度。本专题综述重点关注四种关键类型的发光纳米粒子，其发射受不同光物理学的控制。我们讨论了这些纳米粒子的光吸收和发射的起源和特征，并简要介绍了合成和表面改性程序。我们还介绍了它们的一些应用程序以及进一步开发的机会，这些应用程序可能会受到受过物理训练的读者的赞赏。纳米颗粒最近已成为生命科学众多学科中使用的一组重要材料，从基础生物物理研究到临床治疗。我们讨论了这些纳米粒子的光吸收和发射的起源和特征，并简要介绍了合成和表面改性程序。我们还介绍了它们的一些应用程序以及进一步开发的机会，这些应用程序可能会受到受过物理训练的读者的赞赏。纳米颗粒最近已成为生命科学众多学科中使用的一组重要材料，从基础生物物理研究到临床治疗。我们讨论了这些纳米粒子的光吸收和发射的起源和特征，并简要介绍了合成和表面改性程序。我们还介绍了它们的一些应用程序以及进一步开发的机会，这些应用程序可能会受到受过物理训练的读者的赞赏。纳米颗粒最近已成为生命科学众多学科中使用的一组重要材料，从基础生物物理研究到临床治疗。