Yb3＋／Er3＋共掺NaYF4的晶体结构和上转换发光性能的研究

以乙二胺四乙酸（EDTA）为螯合剂，用一种改进的共沉淀法制备了 Yb3＋/Er3＋共掺的立方相NaYF4和Yb3＋/Er3＋/Gd3＋三掺的六角相NaYF4纳米晶。用透射电子显微镜、X射线衍射、荧光光谱等测量手段对样品的形貌、晶相和发光性能进行了表征。结果表明，通过掺杂Gd3＋，实现了NaYF4基质从立方相到六角相的相变。虽然据报道六角相的NaYF4比立方相的NaYF4上转换效率高，但是相变对上转换荧光光谱的影响还不清楚。本文着重研究了相变对晶格场能级分裂、发光强度和发光颜色的调控作用，提出了荧光增强和发光颜色可调的机理。用10 mW ，980 nm二极管激光激发，在立方相和六角相样品中均观察到肉眼可见的上转换荧光发射，分别是525/550 nm附近2 H11/2/4 S3/2→4 I15/2跃迁引起的绿光发射和657 nm附近4 F9/2→4 I15/2跃迁引起的红光发射。与立方相样品相比，六角相样品荧光发射谱线变窄，荧光强度增强了一个量级，出现了2 H9/2→4 I13/2跃迁引起的新发射峰，红绿比由2∶1增大到3∶1，这是因为六角相基质的晶格场对称性降低，于是增强了上转换荧光强度，同时六角相的晶胞体积变小，提高了掺杂离子周围的晶格场强度，导致发射谱线变锐，表明相变可以调节晶格场能级分裂，发光强度和发光颜色。

Crystal Structure and Upconversion Emission of Yb 3+/Er3+-Co-Doped NaYF4 Nanocrystals