研究目的
通过评估激发功率依赖性、自吸收和溶剂吸收等伪影对其发光的影响来评估稀土掺杂发光纳米温度计的可靠性,并提供提高准确性的策略。
研究成果
掺杂稀土的发光纳米温度计容易受到激发功率依赖性、自吸收和溶剂吸收等因素导致的显著伪影影响,可能造成数十摄氏度的温度测量误差?;航獠呗园ú捎玫筒粼优ǘ取⒖刂剖笛椴问约把≡袷苤氐跋旖闲〉姆⑸淦状?。未来工作应聚焦于设计更可靠的纳米温度计和检测器。
研究不足
该研究仅限于特定的稀土掺杂纳米粒子(含Yb、Tm和Nd的SrF2),可能无法推广至所有纳米温度计。浓度和掺杂水平等实验条件可能影响结果,体内应用可能引入更多未充分解决的复杂性。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用水热法合成了掺杂Yb、Tm和Nd离子的SrF2纳米颗粒。通过光谱学分析在受控条件下的发射光谱,重点进行用于温度传感的比例分析。
2:样品选择与数据来源:
样品包括分散于D2O中的SrF2:
3:218Yb,002Tm纳米晶体和分散于H2O中的SrF
0.5Nd纳米晶体,因其生物窗口内具有温度敏感发射特性而被选用。
4:5Nd纳米晶体,因其生物窗口内具有温度敏感发射特性而被选用。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:透射电子显微镜(JEM1010,Jeol)、数码相机(TemCam-F416,TVIPS)、激光二极管(LU0975M500和LU0786M250,Lumics)、钛宝石激光器(3900S,Spectra Physics)、显微镜物镜、光谱仪(iHR320,Horiba和Kymera 193i,Andor)、探测器(CCD Synapse,Horiba和InGaAs iDus,Andor)、吸收光谱仪(Lambda1050,PerkinElmer)、温控台(PE120,Linkam)。
5:实验步骤与操作流程:
通过TEM合成并表征纳米颗粒。使用激光激发和光谱仪记录不同激发功率、分散深度和温度下的发射光谱。深度通过微米螺旋控制,温度通过温控台维持。
6:数据分析方法:
采用比例分析法计算热相对灵敏度(SR)和热等效噪声(TEN),并通过Lambert-Beer定律拟合分析自吸收效应。
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Transmission Electron Microscope
JEM1010
Jeol
Used for imaging nanoparticles to determine size and morphology.
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Laser Diode
LU0975M500
Lumics
Provides excitation light at 975 nm for spectroscopy.
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Laser Diode
LU0786M250
Lumics
Provides excitation light at 790 nm for spectroscopy.
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Spectrometer
Kymera 193i
Andor
Analyzes emission spectra for Nd3+ ions.
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Detector
InGaAs iDus
Andor
Records luminescence signals in the infrared range.
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Absorption Spectrometer
Lambda1050
PerkinElmer
Measures extinction spectra of nanoparticles and solvents.
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Digital Camera
TemCam-F416
TVIPS
Captures TEM images for analysis.
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Titanium-Sapphire Laser
3900S
Spectra Physics
Used for continuous wave excitation in spectroscopy.
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Spectrometer
iHR320
Horiba
Analyzes emission spectra for Tm3+ ions.
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Detector
CCD Synapse
Horiba
Records luminescence signals for spectroscopy.
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Temperature Stage
PE120
Linkam
Controls and maintains sample temperature during experiments.
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