研究目的
阐明Yb3?,Er3?共掺杂NaYF?上转换纳米粒子（UCNPs）的功率依赖性发光寿命起源，并理解其作为复杂系统的能量传递动力学。
研究成果
上转换纳米粒子能量传递网络是具有集体性、非线性反馈、鲁棒性和历史依赖性的复杂系统。功率依赖的发光寿命源于多个次要弛豫途径的集体作用，而非单个跃迁的本征速率。这一认知有助于更高效地设计上转换纳米粒子，并应用于成像与能量转换领域，同时对解读寿命测量数据和工程化光物理网络具有重要启示。
研究不足
该研究仅限于掺杂Yb3+/Er3+的NaYF4上转换纳米粒子；未探索其他掺杂体系或材料。对于高掺杂浓度（>20% Yb3+或Er3+），微分速率方程的数值积分不收敛，需采用动力学蒙特卡洛模拟等替代方法。能量传递网络的复杂性使得分离单个跃迁效应具有挑战性，且由于网络鲁棒性，敲除法可能无法完全恢复低功率寿命。
1：实验设计与方法选择：
该研究采用时间分辨光致发光（TRPL）测量、确定性速率方程（DREs）和动力学蒙特卡罗（KMC）模拟来建模能量转移动力学。
2：样品选择与数据来源：
合成了掺杂不同浓度Yb3?和Er3?的NaYF?纳米晶体（2%、10%、20%、60% Er3?与20% Yb3?），包括核结构和核壳结构。
3：2%、10%、20%、60% Er3?与20% Yb3?），包括核结构和核壳结构。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：材料包括三氟乙酸钠、油酸钠、氟化铵、镧系氯化物、油酸、1-十八烯。设备：定制共聚焦显微镜、980 nm连续波激光器（Thorlabs TCLDM9）、油浸物镜（100× 1.4NA，尼康）、单光子雪崩光电二极管（SAPD，MPD）、时间相关单光子计数器（PicoHarp 300）、JEOL 2100-F透射电镜。
4：9）、油浸物镜（100× 4NA，尼康）、单光子雪崩光电二极管（SAPD，MPD）、时间相关单光子计数器（PicoHarp 300）、JEOL 2100-F透射电镜。 实验步骤与操作流程：
4. 实验步骤与操作流程：上转换纳米粒子（UCNPs）在氮气氛围下合成，通过XRD和TEM表征。TRPL测量采用激光开关循环激发，衰减曲线通过指数项拟合计算有效寿命。
5：数据分析方法：
使用Igor Pro 7进行速率方程和随机模拟的数值积分，寿命计算基于振幅加权平均值。
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laser
TCLDM9
Thorlabs
Excitation source for photoluminescence measurements
-
transmission electron microscope
JEOL 2100-F
JEOL
Imaging and characterization of nanoparticles
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objective
100x 1.4NA
Nikon
Focusing and collecting light in microscopy
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single-photon avalanche photodiode
SAPD
MPD
Detecting single photons in luminescence measurements
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time-correlated single-photon counter
PicoHarp 300
Time-resolved photon counting for lifetime measurements
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function generator
Generating square waves for laser modulation
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