研究目的
开发基于镧系元素掺杂Y2O3纳米粒子二元混合物的高灵敏度近红外发光纳米温度计,用于温度传感应用。
研究成果
这些二元混合物,尤其是重量比为3:1的Ho-Y2O3与Er-Y2O3组合,在近红外范围内表现出高相对灵敏度(高达1% K-1),使其适用于纳米测温。该方法比核壳策略更简单且具有可重复性。未来工作可优化以提高灵敏度并实现活体应用。
研究不足
该研究仅限于体外测量;混合物中潜在的镧系元素间能量转移未被观察到,但在其他系统中可能成为问题。其灵敏度虽具前景,但仍低于部分已报道的核壳纳米粒子的数值。激发波长可能并非生物应用中组织深层穿透的最优选择。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用柠檬酸盐络合法合成镧系元素掺杂Y2O3纳米颗粒,经800°C退火处理后通过物理研磨制备二元混合物,在不同激发条件和温度下分析其发光特性。
2:样品选择与数据来源:
合成了1%Nd、Ho和Er掺杂的Y2O3纳米颗粒;制备了不同重量比的二元混合物(Ho-Y2O3+Nd-Y2O3和Ho-Y2O3+Er-Y2O3)。
3:实验设备与材料清单:
设备包括X射线衍射仪(岛津XRD-7000)、拉曼光谱仪(HORIBA Jobin Yvon-Labram HR紫外-可见-近红外)、漫反射光谱仪(AvaSpec-HS1024x58/122TEC配AvaSphere-50-LS-HAL-12V)、可调谐激光器(EKSPLA OPO NT340系列)、光谱仪(Shamrock 303i, Andor;Acton SP2758)、探测器(iDus InGaAs 1.7 DU490A,AvaSpec-NIR256-1.7TEC,NIR PMT模块H10330B-75,滨松)、温控样品台(Microptik MHCS622)及化学试剂(镧系硝酸盐、柠檬酸)。
4:0)、拉曼光谱仪(HORIBA Jobin Yvon-Labram HR紫外-可见-近红外)、漫反射光谱仪(AvaSpec-HS1024x58/122TEC配AvaSphere-50-LS-HAL-12V)、可调谐激光器(EKSPLA OPO NT340系列)、光谱仪(Shamrock 303i, Andor;Acton SP2758)、探测器(iDus InGaAs 7 DU490A,AvaSpec-NIR256-7TEC,NIR PMT??镠10330B-75,滨松)、温控样品台(Microptik MHCS622)及化学试剂(镧系硝酸盐、柠檬酸)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:合成纳米颗粒后通过XRD、拉曼和漫反射紫外/可见光谱进行表征,在297-472K温度范围内使用脉冲激光激发测量发光光谱和衰减曲线,数据采集包含高分辨率与低分辨率模式。
5:数据分析方法:
计算发光强度比(LIR)和寿命值,采用标准公式估算相对灵敏度,统计分析包含拟合与误差估计。
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X-ray diffractometer
XRD-7000
Schimadzu
Structural characterization of nanoparticles by X-ray diffraction
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Spectrometer
AvaSpec-HS1024x58/122TEC
AvaSpec
Diffuse reflectance spectroscopy
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NT340 Series
EKSPLA
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Shamrock 303i
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Spectrometer
AvaSpec-NIR256-1.7TEC
AvaSpec
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Hamamatsu
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Raman analysis of nanoparticles
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Time-correlated single photon counting for lifetime measurements
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Heating and cooling for temperature variation
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