非鎵酸鹽近紅外長(zhǎng)余輝材料的研究.pdf

1、隨著近紅外發(fā)光探測(cè)技術(shù)的發(fā)展，生物熒光成像由于其高靈敏、無毒害等特點(diǎn)在生物醫(yī)療等領(lǐng)域引起了極大的關(guān)注。特別是近紅外長(zhǎng)余輝材料的出現(xiàn)使得作為生物熒光成像核心技術(shù)的熒光探針在這幾年取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。近紅外長(zhǎng)余輝材料具備熒光探針?biāo)斜仨殱M足的特性:(1)發(fā)光波長(zhǎng)落在生物透過窗口(650-900 nm和1000-1400 nm);(2)體內(nèi)自激發(fā)體外探測(cè)，可避免生物體組織的熒光，具有較大的信噪比。目前以Cr3+離子摻雜為代表的近紅外長(zhǎng)余輝材料表

2、現(xiàn)出了優(yōu)越的光學(xué)特性，但是目前適合Cr+摻雜的基質(zhì)較少，基本都集中在鎵酸鹽這一類材料。然而，鎵在地殼中的含量極少，以鎵酸鹽作為基質(zhì)成本較高，因此，探索以非鎵酸鹽作為基質(zhì)的高效近紅外長(zhǎng)余輝材料成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)之一。本文，我們針對(duì)當(dāng)前非鎵酸鹽的近紅外長(zhǎng)余輝材料余輝強(qiáng)度弱、時(shí)間短等問題，提出利用稀土離子共摻方法來改善其近紅外余輝性能，主要進(jìn)行如下兩方面研究:
　　1.利用高溫固相法制備了Ce3+和Cr3+離子共摻的LaAlO3近紅外長(zhǎng)余

3、輝熒光粉。通過測(cè)量樣品的長(zhǎng)余輝發(fā)光譜，發(fā)現(xiàn)LaAlO3∶Ce3+，Cr+熒光粉的近紅外長(zhǎng)余輝發(fā)光(735 nm)強(qiáng)度比LaAlO3∶Cr3+熒光粉高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。通過分析Ce3+和Cr3+離子共摻的LaAlO3熒光粉的發(fā)射光譜、激發(fā)光譜、熱釋發(fā)光譜和余輝衰減曲線，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致Cr3+離子735 nm（2E→4A2躍遷）的長(zhǎng)余輝發(fā)光變強(qiáng)的原因有兩個(gè)方面:一方面是來自Ce3+離子到Cr3+離子的長(zhǎng)時(shí)間能量轉(zhuǎn)移;另一方面是Ce3+離子進(jìn)入基質(zhì)后產(chǎn)

4、生新的電子陷阱。該工作為增強(qiáng)非鎵酸鹽熒光粉的Cr3+離子近紅外長(zhǎng)余輝發(fā)光提供了新的設(shè)計(jì)思路。
　　2.利用高溫固相法制備了Zn2SnO4∶Cr3+，Eu3+熒光陶瓷片。通過分析樣品的發(fā)射光譜和激發(fā)光譜，發(fā)現(xiàn)Eu3+離子的引入能有效地增強(qiáng)Cr3+離子在800 nm的近紅外光，這是因?yàn)榇嬖谥粋€(gè)Eu3+離子向Cr3+離子能量轉(zhuǎn)移的過程。同時(shí)，Eu3+離子能有效地增強(qiáng)Zn2SnO4∶Cr3+熒光陶瓷片中Cr3+離子的近紅外長(zhǎng)余輝發(fā)光。通