中国科学院揭示LiErF4上转换发光纳米晶激发态动力学

相比，Y@Er/0.5Tm@Y纳米晶Er³⁺的上转换发光强度（~4倍）和热稳定性均得到大幅提升，473 K下上转换发光强度仍能保持室温值的81%。

图2 (a)快速能量迁移、限域能量迁移及无能量迁移模型中激发态能级荧光衰减曲线特征；Y@100Er@Y纳米晶中Er³⁺:⁴I_13/2 能级的(b)变温荧光衰减曲线和(c)能量迁移速率；(d) Tm³⁺作为能量俘获中心抑制Er³⁺能量迁移示意图；(e) Y@0.5Tm@Y纳米晶上转换变温光谱伪彩图。

该工作不仅为稀土高掺上转换纳米发光体系的激发态动力学研究提供了新发现，也为高效上转换稀土纳米晶的设计合成及其在单颗粒尺度的应用开发奠定了理论基础。相关结果于2025年4月22日在线发表在《纳米快报》杂志（Nano Lett.2025,25,7426-7434.DOI: 10.1021/acs.nanolett.5c00884）。论文的共同第一作者为中国科学院福建物构所与福州大学联培硕士生张硕和胡晓柯，通讯作者为中国科学院福建物构所黄萍、郑伟和陈学元研究员。

此前，陈学元团队在稀土上转换纳米发光材料的设计合成、电子结构和激发态动力学方面取得了系列重要进展。例如，通过消除纳米晶内部OH⁻缺陷并利用Tm³⁺的异价掺杂，实现KMgF₃: Tm³⁺纳米晶的27阶光子雪崩上转换发光（Nano Lett. 2023,23,8576-8584）；基于自行研制的纳米光子学测试系统，首次观测到Nd³⁺荧光寿命仅为2.5 ns的室温上转换超荧光（Nat. Commun. 2024, 15, 9880）；在低声子能量的Rb₃InCl₆: Yb³⁺/Er³⁺体系中，利用Yb³⁺/Er³⁺限域能量传递实现Er³⁺的反常强紫外上转换发光（Nat. Commun.2025,16,DOI: 10.1038/s41467-025-58901-4）。

文章链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.nanolett.5c00884?pass_tag=1

(陈学元课题组 供稿)