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第1章 稀土发光材料基础知识 1

1.1 发光的定义 1

1.2 光与颜色 3

1.2.1 颜色的产生 3

1.2.2 三基色原理 4

1.2.3 色度图 5

1.3 发光材料及其技术参数 6

1.3.1 发光材料及化学组成 6

1.3.2 发光的物理过程 7

1.3.3 发光材料的发光性能 9

1.4 发光材料内部的能量传输 14

1.4.1 能量传输方式 15

1.4.2 能量迁移和浓度猝灭 17

1.4.3 敏化发光 18

1.5 稀土元素概述 22

1.5.1 稀土元素的电子层结构特点 22

1.5.2 稀土元素的价态 24

1.6 稀土元素的光学性质 25

1.6.1 镧系元素的光谱项与能级 25

1.6.2 稀土离子的f-f跃迁 30

1.6.3 稀土离子的f-d跃迁 31

1.7 稀土发光材料的优点 32

参考文献 33

第2章 上转换发光材料及其发光机理 35

2.1 上转换材料的发展历史 36

2.2 上转换过程及机理 38

2.2.1 激发态吸收上转换 39

2.2.2 能量传递上转换 40

2.2.3 光子雪崩上转换 44

2.2.4 其他上转换机制 45

2.3 上转换发光的非线性本质和效率评估 46

2.3.1 发光强度与泵浦光强的关系 46

2.3.2 发射光谱与上转换机制 49

2.3.3 上转换发光效率评估方法 50

2.4 上转换发光材料基本组成 56

2.4.1 上转换基质材料 56

2.4.2 稀土激活剂和敏化剂离子 68

参考文献 95

第3章 上转换发光性能的影响因素 105

3.1 掺杂离子种类和浓度的影响 106

3.1.1 对发光强度的影响 106

3.1.2 对发光颜色的影响 108

3.1.3 白光调变体系 114

3.2 基质晶格的影响 120

3.3 纳米粒子尺寸和形貌的影响 127

3.4 原料纯度及反应条件的影响 129

3.5 核壳结构的影响 130

3.5.1 “活性核包覆惰性壳”纳米材料 131

3.5.2 “活性核包覆敏化壳”纳米材料 133

3.5.3 “活性核包覆活性壳”纳米材料 135

3.6 非稀土掺杂离子的影响 140

3.7 金属增强效应的影响 145

3.8 染料敏化增强效应 145

参考文献 151

第4章 稀土发光材料的软化学制备 160

4.1 沉淀法 163

4.2 溶胶-凝胶法 169

4.2.1 溶胶-凝胶法分类 171

4.2.2 发光薄膜及其图案化 178

4.2.3 静电纺丝技术制备纤维状荧光粉 182

4.3 水热/溶剂热法 186

4.3.1 无表面活性剂辅助的水热/溶剂热合成 188

4.3.2 亲水基配体辅助的水热/溶剂热合成 193

4.3.3 疏水基配体辅助的水热/溶剂热合成 199

4.4 高温溶剂法 203

4.4.1 三氟乙酸盐前驱体 204

4.4.2 油酸盐、乙酰丙酮盐和醋酸盐等前驱体 211

4.4.3 甲醇辅助的有机相合成法 215

4.5 其他软化学合成法 219

4.5.1 微乳液法 219

4.5.2 微波合成法 223

4.5.3 离子液体法 227

参考文献 230

第5章 稀土上转换荧光纳米材料在生物医学领域内的应用 250

5.1 稀土上转换荧光纳米材料用于细胞成像 250

5.2 稀土上转换荧光纳米材料用于动物活体成像 252

5.3 上转换荧光成像的特点 255

5.4 稀土上转换纳米颗粒用于多模态生物成像 256

5.4.1 用于X射线计算机断层扫描成像 257

5.4.2 用于磁共振成像 258

5.4.3 用于多模态生物成像 259

5.5 稀土上转换荧光纳米材料在癌症治疗方面的应用 260

5.5.1 用于化疗 261

5.5.2 用于光热治疗 263

5.5.3 用于光动力治疗 263

5.6 稀土上转换荧光纳米材料的生物安全性 264

5.6.1 细胞内吞作用 265

5.6.2 在生物体内的分布情况 266

5.6.3 在生物体内的排泄行为 269

5.6.4 在细胞内的毒性研究 270

5.6.5 在活体内的毒性作用 272

5.7 稀土上转换纳米颗粒应用于分析检测 275

5.7.1 作为纳米温度传感器 276

5.7.2 作为pH指示剂 276

5.7.3 对气体浓度的检测 277

5.7.4 用作离子探针 278

5.7.5 在生物分析领域内的进一步应用 280

参考文献 282