上转换纳米粒子在高温合成过程中尺寸和光学性质的演变

摘要： 我们采用原位与离线分析方法相结合的方式，研究了通过热分解法合成的β相NaYF4:Yb3+,Er3+上转换纳米粒子的生长过程，以确定其应用相关的光学特性、尺寸、晶相和化学组成。具体包括原位稳态发光与离线时间分辨发光光谱的联用，以及小角X射线散射(SAXS)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)。为评估光学监测方法的适用性，我们将反映纳米晶体合成过程中发光演变的原位采集光谱数据，与反应混合物冷却后对合成粒子进行的测量结果进行对比。原位与时间分辨上转换发光数据与反应过程中测定的纳米粒子尺寸呈现极佳相关性，这为理解纳米粒子生长的各个阶段提供了重要依据。本研究凸显了原位发光监测在控制上转换纳米粒子合成效率方面的能力，特别是高温反应时间、粒子尺寸/形貌/晶体结构质量，以及发光寿命和上转换量子产率等关键参数。