近红外稀土荧光在功能材料领域的研究进展

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稀土光功能材料产业发展现状与趋势

稀土光功能材料产业发展现状与趋势

稀土光功能材料产业发展现状与趋势吴虹【摘要】稀土是功能性材料、战略物资的源头,光与色的精灵,稀土“应用”是科技创新、自主知识产权、原创核心技术的精髓。

在研发生产全面提升高效灯用稀土三基色、多组份荧光粉的同时,需加快对白光LED照明用蓝光和紫外激发的黄色、橙色、红色、深红色、绿色、蓝绿色、蓝色荧光粉和新型宽色域、高密度、全光谱荧光粉以及EL、OEL、OLED、稀土配合物、荧光染料、量子点纳米晶、荧光微晶玻璃、透明陶瓷荧光材料的研制开发和产业化,进一步加强自主知识产权保护和应用创新的力度。

%Rare earth is the functional material, the source of strategic materials, elves of light and color.“Application” of rare earth is the essence of science and technology innovation, intellectual property rights, and the original core technology.In the R & D to enhance the efficient use of rare earth trichromatic lamp, multi-component phosphor, while the need to speed up the research and development and industrialization of white LED lighting with blue and ultraviolet excitation of yellow, orange, red, dark red, green, blue and green, blue phosphors and a new wide color gamut, high-density, full-spectrum fluorescent and EL, OEL, OLED, rare earth complexes, fluorescent dyes, quantum dot nanocrystals, fluorescent glass ceramics, transparent ceramic fluorescent materials, and further strengthen independent IPR protection and application innovation.【期刊名称】《灯与照明》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】5页(P8-11,27)【关键词】稀土发光材料;节能光源;LED【作者】吴虹【作者单位】中国稀土行业协会【正文语种】中文1 稀土发光材料1.1 稀土节能光源稀土节能荧光灯具有高频化、微汞化、小型化、高光效、高显色等特性,又兼有高稳定性、低光衰、长寿命、色漂移小等优点。

稀土材料的荧光性能研究

稀土材料的荧光性能研究

稀土材料的荧光性能研究稀土材料(Rare earth materials)是一类具有特殊性质的重要材料,在光学、电子等领域有广泛应用。

荧光性能研究是稀土材料研究的重要方向之一,涉及到材料的发光机制、荧光特性以及应用等方面。

本文将深入探讨稀土材料的荧光性能研究。

1. 稀土材料的荧光机制稀土材料的荧光主要来源于稀土元素的激发态和基态之间的跃迁过程。

一般来说,稀土材料中的稀土离子吸收外部能量,激发到较高的能级,随后在短时间内从高能级向低能级跃迁,释放出能量。

这种能量释放的方式就是通过发光的形式表现出来,从而呈现出荧光现象。

稀土材料的荧光机制与稀土元素的能级结构息息相关。

稀土元素的能级结构由其电子构型决定,不同的电子构型会导致不同的荧光性能。

例如,铒离子的4f能级结构使其具有很强的红外发光能力,而铽离子的5d能级结构则使其具有良好的蓝色发光性能。

通过对稀土元素能级结构的研究,可以深化对稀土材料发光机制的理解。

2. 稀土材料荧光的特性稀土材料具有独特的荧光特性,这些特性是基于材料本身结构和稀土离子的能级结构而获得的。

首先,稀土材料可以发出可见光谱范围内的各种颜色。

根据稀土离子的能级结构和不同的激发方式,稀土材料的荧光颜色可以从红、橙、黄、绿、蓝到紫等多种颜色中选择。

这使得稀土材料在照明、显示以及荧光探针等领域具有广泛应用。

其次,稀土材料的发光强度高,对于低温激发更加敏感。

在低温激发下,稀土材料的发光效果更加明显,这使得其在冷光源方面具有突出的优势。

与传统的发光材料相比,稀土材料可以在较低的能量输入下发出更亮、更饱和的光。

另外,稀土材料具有长荧光寿命和较快的发光响应速度。

稀土材料的荧光寿命可以达到毫秒乃至秒级别,这与其他荧光物质相比较长。

这种长荧光寿命使得稀土材料在化学和生物传感器、荧光显示等方面具有潜在的应用前景。

3. 稀土材料在实际应用中的广泛应用稀土材料的荧光性能研究为其在各个领域的应用提供了基础支持。

稀土材料在医学领域中的应用与前景展望

稀土材料在医学领域中的应用与前景展望

稀土材料在医学领域中的应用与前景展望引言稀土材料是一类具有特殊光学、电学、磁学和化学性质的材料,由于其独特的性能,逐渐在各个领域得到了广泛应用。

在医学领域中,稀土材料也展现出了巨大的潜力,被广泛用于荧光探针、药物传递载体、生物成像和肿瘤治疗等方面。

本文将重点介绍稀土材料在医学领域中的应用及其未来的前景展望。

稀土材料在荧光探针中的应用稀土材料的特殊发光性质使其成为理想的荧光探针材料。

稀土离子在受激发后会产生特定的发射光谱,这使得稀土材料可以用于荧光传感器和生物标记物的检测。

例如,荧光酸性介质指示剂是一种利用稀土材料的发光性质来检测生物样品的酸碱度的技术。

其中,铒离子在特定的激发波长下发射红光,而钆离子在另一特定的激发波长下发射绿光。

通过检测这两种颜色的光谱,可以准确测量酸碱度,并在临床诊断和研究中发挥重要作用。

此外,稀土材料还被应用于生物成像技术中。

通过将稀土离子掺杂到纳米晶体或纳米材料中,可以实现对生物样品的高分辨率成像。

这种成像技术具有较高的灵敏度和稳定性,在癌症早期诊断和治疗监测等方面有广泛的应用前景。

稀土材料在药物传递载体中的应用稀土材料在药物传递载体中的应用是另一个热门研究领域。

稀土纳米晶体具有较大的比表面积和高的载荷能力,能够有效地包裹和释放药物。

通过调整稀土材料的表面化学性质和亲和力,可以实现对药物的靶向传递。

例如,将稀土纳米晶体与特定抗体或生物识别分子结合,可以实现对肿瘤细胞的特异性靶向,提高药物的传递效率和治疗效果。

此外,由于稀土材料具有良好的生物相容性和生物可降解性,可用于制备纳米粒子和微粒,用于控释药物。

这种药物控释系统可以实现长时间的药物释放,避免频繁给药,提高药物的生物利用度和治疗效果。

稀土材料在生物成像中的应用稀土材料在生物成像中的应用也取得了显著的进展。

稀土纳米材料由于其独特的光学性质,具有较高的荧光量子产率和长的寿命,成为生物标记物和成像探针的理想选择。

稀土纳米材料还可以与其他成像技术结合使用,如X射线成像和磁共振成像。

稀土发光材料的研究现状与应用

稀土发光材料的研究现状与应用

稀土发光材料的研究现状与应用稀土元素泛指周期表中镧系元素和铀系元素。

由于其特殊的电子结构和能级分布,稀土元素具有丰富的电子激发态和能级跃迁,这就为稀土发光材料提供了丰富的能量转换机制。

稀土离子的特殊能级结构使其在吸收光子能量后能够产生特定波长的发光。

根据不同的发射能级,稀土发光材料可以发出可见光、近红外光、红外光等不同波长的光。

此外,稀土发光材料还具有高发光效率、良好的光稳定性和长寿命等特点,对于实现高效照明、高亮度显示和高效能量转换等应用具有重要意义。

稀土发光材料的研究主要集中在以下几个方面。

首先,研究人员致力于寻找更高效的稀土发光材料。

例如,通过掺杂其他元素或设计新的晶体结构,可以调节稀土发光体系的能级结构,提高发光效率和发光强度。

其次,研究人员还在尝试制备具有宽带谱发光特性的稀土发光材料,以满足不同应用领域对光谱范围的需求。

例如,近红外光发射材料在生物医学成像、激光雷达等领域有着广阔的应用前景。

此外,稀土离子的发光性能还受到晶体结构、掺杂浓度、官能团的影响,对于这些因素的研究也是当前的热点。

稀土发光材料在实际应用中有着广泛的应用。

首先,稀土发光材料可以应用于照明领域。

以氧化物为基底的稀土发光粉体能够转换蓝光到黄、橙和红光,从而实现白光发射,被广泛应用于LED照明中。

其次,稀土发光材料可以在显示技术中发挥重要作用。

使用稀土发光材料作为背光源,可以实现彩色液晶显示器中的亮度和颜色的调节。

此外,稀土发光材料还可以应用于激光器、太阳能电池、荧光生物探针等领域。

值得注意的是,在稀土发光材料的研究和应用中,有一些挑战需要克服。

首先,稀土元素的资源稀缺,价格较高,因此如何提高稀土利用率,降低生产成本是一个重大问题。

其次,稀土发光材料在发光效率和发光强度等方面仍然有一定的改进空间,需要进一步深入研究和优化设计。

此外,稀土发光材料在光稳定性和长寿命方面也需要进一步提升,以满足实际应用的需求。

综上所述,稀土发光材料在光电子器件、照明、显示、激光器和生物医学等领域具有广泛的应用前景。

稀土材料在新型多功能材料中的应用前景

稀土材料在新型多功能材料中的应用前景

稀土材料在新型多功能材料中的应用前景引言稀土材料是一类特殊的化学元素,它们在新型多功能材料的研究和应用中具有重要的地位。

由于其独特的物理和化学性质,稀土材料被广泛应用于各个领域,包括光电子、磁性材料、催化剂、生物医学等。

本文将重点探讨稀土材料在新型多功能材料中的应用前景。

稀土材料在光电子领域的应用稀土材料在光电子领域的应用非常广泛。

其中,稀土离子的荧光性质尤为突出。

稀土材料通过掺杂稀土离子,可以发展出具有多种荧光颜色和调控能力的发光材料。

这些发光材料可以应用于显示技术、照明、传感器等领域。

另外,稀土材料还可以被用作激光材料,其独特的辐射性质使得其在激光器件中有着重要的应用前景。

稀土材料在磁性材料领域的应用稀土材料也广泛应用于磁性材料的研究和开发中。

稀土元素的4f电子壳层结构赋予了稀土材料独特的磁性特性。

这些材料在低温下表现出强磁性,并且具有高磁化强度和磁矩。

因此,稀土材料被广泛应用于磁记录媒体、磁性传感器、磁存储器件等领域。

近年来,基于稀土材料的磁性材料的研究还取得了一系列突破,从而推动了磁性材料的性能和应用的发展。

稀土材料在催化剂领域的应用稀土材料在催化剂领域的应用也备受关注。

稀土元素具有丰富的氧化态和较强的氧化还原能力,这使得其在催化剂的设计和应用中具有独特优势。

稀土材料可以被用作催化剂的载体、活性组分或表面改性剂。

近年来,稀土催化剂在汽车尾气净化、有机合成、能源转化等领域中展现出了良好的应用前景。

稀土材料在生物医学领域的应用稀土材料在生物医学领域的应用也逐渐被认知和接受。

稀土材料可以被用作荧光探针,通过调控稀土离子的荧光性质,可以实现对生物体内的分子、细胞和组织的高灵敏度检测。

此外,稀土材料还可以被用于生物标记、药物传递和光热治疗等领域。

尽管稀土材料在生物医学领域的应用还处于初级阶段,但其令人期待的应用前景已经引起了科学家们的广泛兴趣。

结论稀土材料在新型多功能材料中的应用前景是十分广泛的。

稀土材料的光学性质研究及应用展望

稀土材料的光学性质研究及应用展望

稀土材料的光学性质研究及应用展望简介稀土材料是一类具有特殊光学性质的材料,由于其独特的电子结构,使其在光学领域具有广泛的应用前景。

本文将介绍稀土材料的光学性质的研究进展,并展望其在光学应用方面的潜力。

稀土材料的光学性质研究稀土材料的光学性质研究主要包括以下几个方面:发光性质、吸收性质、激发性质和能量传输性质。

发光性质稀土材料具有独特的发光性质,其能够在不同波长范围内发射出特定的光。

这种发射光的波长和强度可以通过控制材料的组分和结构来调节。

稀土材料的发光性质广泛应用于光电子器件、显示器件和生物医学等领域。

吸收性质稀土材料的吸收光谱可以反映其能带结构和电子能级分布。

通过研究材料的吸收性质,可以了解其能带结构和能级分布情况,从而为材料的优化设计和应用提供理论基础。

激发性质稀土材料的激发性质指的是材料在受到激发光照射后所产生的激发态和激发过程。

研究材料的激发性质可以深入理解材料的电子结构和能级分布,从而为稀土材料的应用提供理论依据。

能量传输性质稀土材料的能量传输性质主要指的是材料在受到能量输入后的传输和转化过程。

这种能量传输性质不仅与材料的组分和结构有关,还与材料的晶格结构和杂质掺杂情况有关。

研究材料的能量传输性质可以为稀土材料在光学器件中的应用提供理论支持。

稀土材料的光学应用展望稀土材料的光学性质使其在光学应用方面具有广阔的应用前景。

以下是几个光学应用领域对稀土材料的需求和展望:光电子器件稀土材料的光电性质使其在光电子器件中具有重要的应用潜力。

稀土材料可以作为光电转换材料,将光能转化为电能,从而实现光电设备的高效工作。

显示器件稀土材料的发光性质使其在显示器件中具有广泛的应用前景。

目前,稀土材料已被应用于荧光显示器、LED显示屏等领域,并取得了显著的效果。

未来,随着人们对显示效果要求的提高,对稀土材料在显示领域的研究和应用将进一步扩展。

生物医学稀土材料在生物医学中也具有重要的应用潜力。

稀土材料的特殊发光性质可以用于生物标记和生物成像,从而在生物医学诊断和治疗中发挥重要的作用。

稀土材料的红外发射特性和红外技术应用

稀土材料的红外发射特性和红外技术应用

稀土材料的红外发射特性和红外技术应用引言红外技术是一种非常重要的技术,在军事、医学、工业和安全领域都有广泛的应用。

稀土材料因其独特的红外发射特性,被广泛应用于红外技术中。

本文将对稀土材料的红外发射特性进行探讨,并讨论其在红外技术中的应用。

稀土材料的红外发射特性稀土元素是指原子序数为57至71的元素,包括镧系元素和钆系元素。

这些元素具有特殊的电子结构,导致其在红外波段具有良好的发射特性。

稀土材料的红外发射特性主要体现在两个方面:能级结构和晶格结构。

能级结构稀土材料的能级结构对其红外发射特性起着关键作用。

稀土离子的电子排布和能级跃迁决定了其在红外波段的发射能力。

稀土离子一般具有复杂的能级结构,对应着多个电子能级。

当外界能量激发稀土材料时,电子会从低能级跃迁到高能级,这个过程中会产生红外辐射。

稀土材料的能级结构可以通过光谱分析等方法进行研究和分析。

晶格结构稀土材料的晶格结构也对其红外发射特性有影响。

晶格结构包括晶体的晶格类型、晶胞参数和晶体的对称性等因素。

这些因素会影响稀土材料中离子的排列和振动模式,进而影响材料的红外发射特性。

晶格结构对稀土材料红外发射特性的影响可以通过晶体学方法进行研究。

稀土材料在红外技术中的应用稀土材料由于其独特的红外发射特性,在红外技术中有广泛的应用。

以下是几个常见的应用领域:红外传感器稀土材料可以作为红外传感器的活性材料。

通过将稀土材料制成薄膜或者纳米颗粒,可以制备出高灵敏度的红外传感器。

这些传感器可以用于检测红外辐射,实现目标的识别和跟踪。

红外激光器稀土材料也可以用于红外激光器的制作。

通过合适的能级结构和激发机制,稀土材料可以实现红外波段的激光输出。

这些激光器在通信、测距和材料加工等领域有着广泛的应用。

红外热成像稀土材料还可以用于红外热成像技术。

红外热成像技术利用物体在红外波段的辐射特性来检测其温度分布。

稀土材料可以作为红外热像仪的探测器,实现对目标的热成像和温度测量。

红外光学器件稀土材料也可以用于制作红外光学器件。

新型高效稀土光功能材料关键技术及应用研究

新型高效稀土光功能材料关键技术及应用研究

新型高效稀土光功能材料关键技术及应用研究的实际应用情况1. 应用背景稀土光功能材料是在稀土元素的基础上制备的材料,具有广泛的应用前景。

随着人们对环境保护和能源效率要求的提高,对高效节能的光功能材料的需求也日益增长。

因此,研究开发新型高效稀土光功能材料成为了当前的热点课题之一。

新型高效稀土光功能材料研究的目标是提高材料的发光效率、光转化效率和光电转换效率,以满足各种领域的实际应用需求。

在LED照明、太阳能电池、显示技术、生物医学成像、激光技术和光通信等领域,新型高效稀土光功能材料被广泛应用。

2. 应用过程新型高效稀土光功能材料的研究主要包括材料的制备、性能的优化和应用系统的构建。

2.1 材料制备稀土光功能材料的制备方法多种多样,包括溶液法、固相法、气相法等。

其中,溶液法被广泛应用于制备稀土光功能材料。

一般的制备过程包括: - 制备稀土盐溶液:将稀土金属与相应的酸或盐反应,得到稀土盐的溶液。

- 沉淀制备:将稀土盐溶液与适当的还原剂反应,沉淀出稀土氧化物或稀土钙钛矿等化合物。

- 烧结处理:将沉淀得到的产物进行烧结,得到稀土光功能材料。

2.2 性能优化稀土光功能材料的性能优化是提高材料性能和应用效果的关键步骤。

主要包括: - 添加合适的掺杂剂:通过掺杂其他元素,可以改变材料的晶格结构、能带结构和光学性质,从而提高材料的发光效率和光电转换效率。

- 调控材料的形貌和结构:通过控制材料的形貌和结构,可以增加材料的表面积,提高材料的光吸收和光转化效率。

- 优化材料组分和配比:通过调整材料的组分和配比,可以改变材料的光学性质和能带结构,提高材料的光转化效率。

2.3 应用系统构建新型高效稀土光功能材料的应用需要将其集成到具体的应用系统中,构建成完整的装置。

根据不同的应用领域,构建的方法和装置结构也不尽相同。

以LED照明为例,LED的工作原理是通过半导体材料发光。

在LED照明系统中,新型高效稀土光功能材料被用作荧光粉,将蓝光转换成其他颜色的光。

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第23卷第1期2011年1月化 学 进 展PROGRESS IN CHEMISTRYVol.23No.1 Jan.,2011 收稿:2010年5月,收修改稿:2010年9月 ∗国家自然科学基金项目(No.21001072)、上海市教育委员会重点学科建设项目(No.J50102)、上海市科委项目(No.1052nm03400)和上海大学创新基金(A.10⁃0110⁃09⁃906)资助∗∗Corresponding author e⁃mail:lnsun@;shiliyi@近红外稀土荧光在功能材料领域的研究进展∗刘 政 孙丽宁∗∗ 施利毅∗∗ 张登松(上海大学纳米科学与技术研究中心 上海200444)摘 要 稀土近红外荧光材料具有特征发射峰尖锐、光稳定性好和毒性低等特点。

近年来,稀土近红外荧光材料在光纤通讯、激光系统、生物分析传感器及生物成像等方面的应用价值日渐突显,引起了研究者们的极大关注。

特别是稀土近红外荧光材料已发展成一种新兴的荧光标记材料,并有希望替代有机染料和量子点应用于生物分析和医学成像。

基于稀土近红外发光的荧光探针具有低自荧光背景、宽斯托克斯位移、强抑制光漂白、深层穿透组织和短暂分辨的优势,有潜力成为高灵敏度、高选择性的检测手段。

利用稀土离子制备的各种荧光材料,如上转换纳米晶、介孔材料、脂基胶体、离子液体、离子胶体、金属有机框架等,由于荧光敏化机理不同,其近红外荧光性能也各有千秋。

然而,稀土近红外荧光的真正挑战仍是提高近红外发光的量子效率。

本文结合近红外荧光领域的最新进展,综述了不同的稀土近红外荧光设计思路,介绍了各种近红外稀土荧光功能材料,阐述了稀土离子在近红外荧光功能材料中的优势,并展望了稀土近红外荧光材料的发展前景。

关键词 稀土 近红外 荧光 设计 功能材料中图分类号:O614.33;O611.3;O644.1 文献标识码:A 文章编号:1005⁃281X(2011)01⁃0153⁃12Near⁃Infrared Lanthanide Luminescence for Functional MaterialsLiu Zheng Sun Lining ∗∗ Shi Liyi ∗∗ Zhang Dengsong(Research Center of Nano Science and Technology,Shanghai University,Shanghai 200444,China)Abstract Near⁃infrared (NIR)luminescent lanthanide materials are attractive due to their unique optical andchemical features,such as characteristic sharp luminescence,good photostability and low toxicity.Recently,startling interests for NIR luminescent lanthanide materials have been attracted for their highlighted value in the applications of fiber⁃optic communications,laser systems,bio⁃sensing and bio⁃imaging analysis,etc.NIR luminescent lanthanide materials have been developed as a new class of luminescent optical labels that have become promising alternatives to organic fluorophores and quantum dots for applications in biological assays and medical imaging.These lanthanide luminescent probes offer low autofluorescence background,large Stokes shifts,highresistance to photobleaching,high penetration depth and temporal resolution;such techniques also show potential for improving the selectivity and sensitivity of detecting methods.Different kinds of luminescent materials fabricated by lanthanides (upconversion nanocrystals,mesoporous materials,micelles,lanthanide metal⁃organic framework,ionic liquids and ionogels )exhibit various NIR luminescent properties,which are attributed to the distinct mechanisms of sensitisation.However,the sensitisation of NIR luminescence remains a real challenge.By summarizing the latest developments in the field of NIR lanthanide luminescent materials in this review,we showdistinct design ideas on the NIR lanthanide luminescence,describe various NIR luminescent lanthanide functional·154 ·化 学 进 展第23卷materials,and evaluate the features and advantages of near⁃infrared luminescent materials for the developing trends in the future.Key words lanthanides;near⁃infrared(NIR);luminescence;design;functional materialsContents1 Introduction2 Design of lanthanide near⁃infrared luminescence 2.1 Inorganic lanthanide nanoparticals2.2 Lanthanide coordination compounds3 Lanthanide NIR⁃luminescent materials3.1 Mesoporous materials3.2 Micelles3.3 Ionic liquids and ionogels3.4 Lanthanide metal⁃organic framework(Ln⁃MOF) 4 Summary and outlook1 引言近红外光是波长在0.78—2.52μm的电磁波,即紫外⁃可见和中红外分析的中间波段。

由于物质对近红外光的吸收比较少,所以近红外光在传播过程中受到的干扰小、对物质透过性好,在此基础上研究近红外光与物质的相互作用产生了近红外技术。

作为一个新兴的、具有独特功能的光学技术领域,近红外技术在军事侦察、红外伪装、物质分析、医疗检测、感光、光聚合、非线性光学材料等多个领域发挥着重要作用[1]。

稀土离子具有优越的光学、电学和磁学性质。

在稀土材料的研究中,稀土发光材料是研究最为广泛、最为重要的内容之一[2—4],而稀土离子的近红外发光具有特征发射峰尖锐、发射峰与吸收峰之间Stokes位移大、光稳定性好等特点,并且稀土离子能与其配体的三重态激子有效传能进而得到相对高效的量子产率[5],这一系列的优势是其他近红外发光材料所无法比拟的。

稀土近红外荧光材料在实际中的应用主要体现在以下几个方面:(1)激光和光纤通讯:近红外光区是石英光纤的通讯波段窗口,特别是1500nm常作为光纤通讯所采用的光波长。

目前光纤通信采用的波导放大器是由含有Er3+配合物的材料制成的,该材料使波长位于1500nm左右的光得到放大而实现远距离的传送[6]。

(2)近红外发光诊断技术:近红外稀土配合物的发光具有特征性强、易于检测的特点,同时,各种生物样品如血清、组织、体液等对近红外光的透过能力比可见光要高得多,在许多情况下可利用这一性质方便地确定活体病变组织的具体部位,在某些情况下可代替X光透视技术,并且其安全性大幅提高[7]。

(3)荧光免疫分析技术:此技术在临床免疫学领域已被广泛采用,但是目前使用的免疫发光试剂的发光波长大多位于可见光区,存在干扰大、毒副作用强等弊端。

而使用近红外发光的荧光免疫分析,一方面由于生物分子在近红外区没有发光,也没有光谱重叠造成的干扰,从而可避免使用昂贵的时间分辨探测技术,可降低检测成本;另一方面,采用可见光激发不受紫外光危害的限制,提高了系统的安全性,因此,近红外荧光免疫分析技术有望得到广泛的应用[8]。

鉴于稀土近红外荧光在光纤通讯、激光系统、生物分析传感器及生物成像等方面的应用价值日渐突显,本文结合近红外荧光领域的最新进展,综述了不同的稀土近红外荧光设计思路,介绍了各种近红外稀土荧光功能材料,阐述了稀土离子在近红外荧光功能材料中的优势,并展望了稀土近红外荧光材料的发展前景。

图1 稀土荧光材料发光机制Fig.1 Three paths to efficient lanthanide luminescence (ET=energy transfer;REE=rare earth emission;VR =vibrational relaxation;LMCT=ligand→metal charge transfer absorption;LC=ligand⁃centered absorption;FS =fluorescence)2 稀土近红外荧光设计思路稀土离子的荧光发射机制一般分为三类[9](见图1):(a)基质分子被激发,能级跃迁后将能量传递给稀土离子;(b)原定域在配体L轨道上的电荷转移到金属M轨道,从而使稀土离子达到激发态,即金属⁃配体电荷跃迁机制(LMCT:ligand⁃to⁃metal charge transfer);(c)处于激发态的配体将能量传递第1期刘 政等 近红外稀土荧光在功能材料领域的研究进展·155 ·给稀土离子,属于分子内能量转移,即天线效应(antenna effect)。

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