单分散多功能立方体NaErF4纳米晶的上转换发光及磁性质研究#王海波1，易志高1，饶玲1，曾松军2**51015202530（1.湘潭大学材料与光电物理学院，湖南湘潭411105；2.湖南师范大学物理与信息科学学院，长沙410081）摘要：本实验用油酸做稳定剂，采用简单的水热法合成了单分散的光、磁多功能NaErF4纳米晶。并且通过不同的方法来表征NaErF4纳米晶的结构、上转换发光和磁性能。透射电镜结果表明生成的立方相NaErF4纳米晶单分散性好。而且，立方相的NaErF4纳米晶具有强的红色上转换发光。在室温下，生成的NaErF4纳米晶具有优异的顺磁性，在20kOe时测得其磁化率为2.53emug-1，这比大多数关于Gd基质的纳米晶的磁化率要大。因此，这些纯红光并且有优异顺磁性能的立方体NaErF4纳米晶能够作为理想的双模纳米探针应用在生物光学成像、磁共振成像领域，另外还可能应用于生物分离。关键词：稀土；强红光上转换发光；磁性质中图分类号：O61,O433Upconversionluminescentandmagneticpropertiesofthemonodispersedmulti-functioncubicNaErF4nanocrystalsWANGHaibo1,YIZhigao1,RAOLing1,ZENGSongjun2(1.FacultyofMaterials,OptoelectronicsandPhysics,XiangtanUniversity,HuNanXiangTan411105;2.CollegeofPhysicsandInformationScience,HunanNormalUniversity,ChangSha410081)Abstract:Inthispaper,opticalandmagneticbifunctionalNaErF4nanocrystalswithhighqualityweresynthesizedviaasimplehydrothermalmethodusingoleicacidascappingagent.Thestructure,upconversionluminescence,andmagneticpropertieswerecharacterizedbyvarioustechniques.Thetransmissionresultsrevealthatthecubicnanocrystalspossesshighquality.Interestingly,thecubicNaErF4nanocrystalspresentpredominantredupconversionemission.As-preparedNaErF4nanocrystalspossessparamagneticpropertyatroomtemperatureandthemagnetizationsofthecubicnanocrystalswasmeasuredto2.53emug-1at20kOe,respectively,whicharelargerthanmostpreviousreportedGdbasednanocrystals.Therefore,thesepureredupconversionfluorescentNaErF4nanocrystalswithexcellentparamagneticpropertycanbeusedaspromisingdual-modalnanoprobesforopticalbioimagingandmagneticresonanceimaging,andmayhavepotentialapplicationsinbioseparation.Keywords:Rare-earth;Strongredupconversionemission;Magneticproperty350引言近年来，由于上转换（UC）纳米晶在电子学、光学器件、彩色显示器特别是生物医学成像方面的广泛应用而成为了研究的热点[1-5]。与传统的有机染料和量子点荧光纳米材料相比，由于UC过程是将低能量照射的光转化成高能量发射的光所以镧系掺杂的UCNCs在生40物医学成像方面有其特有的优点：如穿透深、辐射损伤低、自体荧光弱[6-12]等。众所周知，UCNCs的基质材料对UC发光和无辐弛豫的影响非常大，所以选择低声子能的基质来克服声子衰减就表现的尤为重要。在氟化物、氧化物、钒酸盐的UC基质材料中，氟化物(NaLnF4)基金项目：国家自然科学基金（51102202）；教育部高等学校博士学科点专项科研基金（20114301120006）；湖南省自然科学基金（12JJ4056）作者简介：王海波，（1987-），男，硕士，稀土荧光发光材料的可控合成及其性质。通信联系人：曾松军，（1982-），男，副教授，功能材料合成及应用。songjunz@hunnu.edu.cn-1-由于其声子能比较低而成为了较理想的基质材料。并且氟化物(NaLnF4)能够减少无辐弛豫几率从而能提高上转换发光效率[13]。45505560657075多于一种模式的生物成像被称为是多模生物成像，例如光学成像、核磁共振成像（MRI）和X-射线计算机断层扫描（CT）等，其中CT是一种前沿的生物成像技术[14,15]。NaErF4作为一种重要的氟化物基质材料在MRI和CT方面的应用可能具有开阔的前景。与常用的Gd-基质材料相比，Er-基质材料有很多优点:①固有磁矩较大，②K边能量(57.49keV)大，位于高能量区域的Er能够提高固有的对比度并且它对病人辐射照射相对较低，③在地壳的含量高，价格较低[16,17]。Er作为一种UC发光的激活离子而受到了广泛...