NaYF4:Ln3+由於其優異的上轉換特性，已成為生物成像、光資訊儲存和防偽應用中最重要的發光奈米材料之一。然而，NaYF4:Ln3+奈米顆粒的大比表面積通常會導致嚴重的非輻射躍遷，這可能會極大地阻礙新的光學功能的發現和前景的應用。
在本論文中，來自廈門大學等單位的研究人員報道了單分散奈米NaYF4:Ln3+也意外地成為一種優秀的長餘輝（PersL）材料。提出了NaYF4:Ln3+中PersL的機理，這表明某些稀土離子（如Tb）也可能作為有效的電子陷阱來實現強PersL。均勻球形的NaYF4:Ln 3+奈米顆粒可分散在溶劑中，從而實現了傳統PersL熒光粉無法實現的許多應用。透過噴墨列印多色PersL奈米顆粒，展示了一種新的三維（二維平面空間和一維波長）光學資訊儲存應用。多色持續發光作為NaYF4:Ln3+中一種新興的、有前途的發光模式，將為奈米材料在更廣泛的領域中的應用提供巨大的機遇。相關論文以題目為“X-ray-charged bright persistent luminescence in NaYF4:Ln3+@NaYF4 nanoparticles for multi dimensional optical information storage”發表在Light: Science & Applications（IF=17.782）期刊上。
論文連結：
https://www.nature.com/articles/s41377-021-00575-w
在過去的幾十年中，稀土啟用的NaYF4（NaYF4:Ln3+）已成為最著名的奈米材料之一。NaYF4:Ln3+的巨大和持續的興趣主要來自其卓越的上轉換特性，包括單個奈米顆粒的最高上轉換效率、透過能量轉移工程實現的出色波長可調性以及優異的輻射穩定性和熱暴露。因此，NaYF4:Ln3+在體內/體外生物成像、生物治療、光學感測器、三維（3D）光學資訊儲存和三維立體顯示器中發現了廣泛的應用。在過去的二十年中，探索NaYF4:Ln3+奈米顆粒更多功能的努力從未停止過。
然而，奈米粒子的大比表面積容易導致發射猝滅，這極大地阻礙了新功能的發現和應用。持續發光（PersL，也稱為餘輝）是一種緩慢的光子發射，由固態發光材料中陷阱中電荷載流子的受控釋放產生。具有獨特延遲發射的PersL材料在夜視安全、生物成像、光學資訊儲存和防偽應用方面受到了廣泛關注，並顯示出巨大的前景。在生物領域，具有近紅外（NIR）發射的PersL奈米顆粒已被開發為用於體內/體外生物成像的先進熒光探針。NIR PersL成像技術能夠實現高信噪比和深部組織檢測，這在小動物模型中得到了清楚的證明。與上轉換類似，NIR PersL成像模式也可以合併到多模式成像技術或治療平臺中，從而為未來的生物醫學應用開闢新的機遇。另一方面，研究了具有能夠儲存入射光子能量的深陷阱的PersL材料，用於光資訊儲存應用。由受控光子發射傳遞的讀出資訊包括波長和強度，作為平面中每個畫素的附加尺寸。這使得用於多維光資訊儲存的波長複用或強度複用技術成為可能。（文：愛新覺羅星）
圖1表面鈍化核殼結構增強PersL。
圖2. NaYF4:Ln 3+@NaYF 4奈米顆粒中的多色PersL（Ln=Tb，Er，Dy，Ho，Tb@Eu（和Nd）
圖3.多色持續發光奈米顆粒在光資訊儲存中的應用。
本文來自微信公眾號“材料科學與工程”。歡迎轉載請聯絡，未經許可謝絕轉載至其他網站。
