Up - konwersja w nanokrystalicznych fluorkach metali ziem alkalicznych i rzadkich, domieszkowanych jonami Yb3+ oraz Nd3+, Ho3+, Er3+lub Tm3+ otrzymanych metodą hydrotermalną
Loading...
Date
2020
Authors
Advisor
Editor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Title alternative
Up - conversion in nanocrystalline alkaline and rare earth fluorides doped with Yb3+ and Nd3+, Ho3+, Er3+ or Tm3+ ions obtained by hydrothermal method
Abstract
Celem niniejszej pracy doktorskiej było otrzymanie nanomateriałów domieszkowanych jonami lantanowców (Ln3+), wykazujących intensywną luminescencję pod wpływem promieniowania z zakresu bliskiej podczerwieni (NIR), wykazując tym samym zjawisko up - konwersji (UC), w wyniku którego po absorpcji minimum dwóch fotonów niskoenergetycznych następuje emisja fotonu o wyższej energii. W pracy doktorskiej materiałami, na podstawie których zbadana została UC, są fluorki nieorganiczne zawierające jony metali z drugiej grupy układu okresowego, (metale ziem alkalicznych) oraz jony pierwiastków ziem rzadkich. W wyniku przeprowadzonych prac badawczych otrzymano proste fluorki CaF2:Yb3+, Er3+;
SrF2:Yb3+,Ln3+ (Ln = Ho, Er, Tm, Yb); struktury typu rdzeń/powłoka, SrF2:Yb3+,Er3+@SrF2:Yb3+,Nd3+ oraz niestechiometryczne fluorki MxREyFz:Yb3+,Er3+ (M= Ca, Sr, Ba; RE=Y, La, Gd, Lu), metodą hydrotermalną. Warunki syntezy jak i jej procedura (stężenia domieszek, zawartość źródła jonów fluoru, dodatek związków kompleksowych, pH) zostały zoptymalizowane dla wszystkich otrzymanych układów, w celu uzyskania efektywnej emisji pod wpływem promieniowana NIR cząstek o rozmiarze nanometrycznym. Dla wszystkich związków wykonano dyfraktogramy proszkowe, analizę ilościową, zdjęcia mikroskopii elektronowej, analizę wielkości cząstek i ładunku na ich powierzchni, spektroskopię w podczerwieni oraz spektroskopię laserową.
The goal of the presented doctoral thesis was obtaining nanomaterials doped with lanthanides ions (Ln3+), exhibiting intense luminescence under near-infrared excitation (NIR), as a result, up-conversion phenomenon was observed, in which absorption of at least two low energy photons leads to emission of one high energy photon. In the presented doctoral thesis, the UC process in inorganic fluorides containing metal ions from the second group of the periodic table, (alkaline earth metals) and rare earth elements ions, is examined. The study was performed on simple fluorides CaF2:Yb3+,Er3+; SrF2:Yb3+,Ln3+ (Ln= Ho, Er, Tm, Yb); core/shell structure SrF2:Yb3+,Er3+@SrF2:Yb3+,Nd3+ and non-stoichiometric fluoride MxREyFz:Yb3+,Er3+ (M= Ca, Sr, Ba; RE=Y, La, Gd, Lu), obtained by hydrothermal method. The synthesis conditions, as well as the synthesis procedure (dopants concentration, amount of fluorine ions source, the addition of complexation compounds, pH), were optimized for all of the obtained nanometric structures, to observe effective emission under excitation from near-infrared range. All obtained compounds were characterized by X-ray diffractograms, quantitative analysis, electron microscopy imaging, analysis of nanoparticles size and surface charge, infrared spectroscopy and laser spectroscopy.
The goal of the presented doctoral thesis was obtaining nanomaterials doped with lanthanides ions (Ln3+), exhibiting intense luminescence under near-infrared excitation (NIR), as a result, up-conversion phenomenon was observed, in which absorption of at least two low energy photons leads to emission of one high energy photon. In the presented doctoral thesis, the UC process in inorganic fluorides containing metal ions from the second group of the periodic table, (alkaline earth metals) and rare earth elements ions, is examined. The study was performed on simple fluorides CaF2:Yb3+,Er3+; SrF2:Yb3+,Ln3+ (Ln= Ho, Er, Tm, Yb); core/shell structure SrF2:Yb3+,Er3+@SrF2:Yb3+,Nd3+ and non-stoichiometric fluoride MxREyFz:Yb3+,Er3+ (M= Ca, Sr, Ba; RE=Y, La, Gd, Lu), obtained by hydrothermal method. The synthesis conditions, as well as the synthesis procedure (dopants concentration, amount of fluorine ions source, the addition of complexation compounds, pH), were optimized for all of the obtained nanometric structures, to observe effective emission under excitation from near-infrared range. All obtained compounds were characterized by X-ray diffractograms, quantitative analysis, electron microscopy imaging, analysis of nanoparticles size and surface charge, infrared spectroscopy and laser spectroscopy.
Description
Wydział Chemii
Sponsor
Keywords
up-konwersja, up-conversion, nanocząstki, nanoparticles, fluorki nieorganiczne, inorganic fluorides, lantanowce, lanthanides, metoda hydrotermalna, hydrothermal method