上轉換發(fā)光過程主要來自于稀土離子內4f-4f軌道電子躍遷。在外層的5s和5p電子屏蔽下，稀土離子的4f電子能夠發(fā)出尖銳的線狀發(fā)射峰，從而能地抗光漂白和光降解。此外，雖然稀土離子內層4f電子躍遷基于量子選擇力學是禁止的，但是局部晶體場誘導混合電子構型的f組態(tài)后，4f電子間可以發(fā)生弛豫。由于4f-4f電子間躍遷禁止，三價稀土離子通常具有長發(fā)光(達毫秒)，因此其激發(fā)態(tài)能夠連續(xù)吸收幾個光子，并且允許激發(fā)態(tài)離子間發(fā)生相互作用，從而發(fā)生稀土離子間的能量轉移過程。摻雜稀土離子的這些特點決定了基本的上轉換發(fā)光機制，包括激發(fā)態(tài)吸收、能量轉移上轉換、光子雪崩、協同能量轉移、能量遷移上轉換。

上轉換納米材料的方法：

開發(fā)組成、晶相、形狀、大小可控的的上轉換納米材料方法，對調節(jié)上轉換納米材料的化學、光學性能，以及拓展其在不同領域的應用都至關。為止，不同課題組都報道了許多上轉換納米材料的方法，其中的有熱分解法、水熱/溶劑熱法、沉淀/共沉淀法。

分散在水中聚丙烯酸修飾上轉換納米顆粒
PAA修飾上轉換發(fā)光顆粒（）
808激發(fā)光綠色發(fā)射PAA@UCNPs
980激發(fā)波長油溶性稀土上轉換納米粒子
發(fā)射藍光油溶性上轉換納米粒子
脂溶性/油溶性上轉換納米顆粒（30納米）
PAA修飾上轉換納米顆粒（980激發(fā)，綠光）
PAA修飾上轉換納米顆粒（980激發(fā)，藍紫光）
Tm~(3+)摻雜的上轉換納米粒子
980激發(fā)PEI修飾核殼結構上轉換納米顆粒（綠光）
藍紫光PEI修飾核殼上轉換納米顆粒（980激發(fā)）
808激發(fā)PEI修飾核殼型上轉換納米顆粒（綠光）
NaYF4:Yb,Tm/Er稀土摻雜上轉換發(fā)光顆粒
綠光二氧化硅包核殼結構上轉換納米顆粒（980激發(fā)）
980激發(fā)二氧化硅包核殼上轉換納米顆粒（藍紫光）
808激發(fā)二氧化硅包核殼型上轉換納米顆粒（綠光）
二氧化硅包核殼結構上轉換納米顆粒（808激發(fā)，藍紫光）
F127修飾的上轉換納米粒子
980激發(fā)藍紫光PEG修飾上轉換納米顆粒
二氧化硅包上轉換納米顆粒（980激發(fā)，綠光）
藍紫光介孔二氧化硅包核殼結構上轉換納米顆粒（980激發(fā)）
980激發(fā)PEI修飾上轉換發(fā)光粒子
油溶性核殼結構上轉換NaYF4,Yb18%,Er2%@NaYF4
15nm油溶性核殼結構上轉換納米顆粒
激發(fā)980nm油溶性核殼結構上轉換納米粒子
發(fā)射540/660nm核殼型上轉換納米粒子
環(huán)己烷分散的核殼稀土上轉換發(fā)光顆粒
組分NaYF4,Yb18%,Er2%@NaYF4核殼上轉換
水溶性核殼型上轉換納米粒子（980激發(fā),藍紫光）
組分NaYF4,Yb,Tm@NaYF4水溶性核殼上轉換
激發(fā)波長980nm核殼上轉換納米顆粒（水溶）
PEI修飾上轉換納米顆粒（980激發(fā)，綠光）
組分NaYF4:Yb/Er表面PEI修飾上轉換粒子
NaYF4:Yb3+,Er3+稀土上轉換發(fā)光納米顆粒
鈷酸修飾的上轉換納米粒子
PEG修飾核殼結構上轉換納米顆粒（808激發(fā)，綠光）
PEG修飾核殼結構上轉換納米顆粒（808激發(fā)，藍紫光）
藍紫光介孔二氧化硅包上轉換納米顆粒（980激發(fā)）
980激發(fā)介孔二氧化硅包核殼結構上轉換納米顆粒（綠光）
發(fā)射540/650nm上轉換發(fā)光顆粒（PEI正電荷修飾）
PEG修飾NaGdF_4∶Yb~(3+)/Er~(3+)上轉換納米粒子
綠光介孔二氧化硅包核殼結構上轉換納米顆粒（808激發(fā)）
四氟硼酸亞硝修飾的上轉換納米粒子
水溶性PEG修飾核殼結構上轉換納米顆粒
980激發(fā)，藍紫光PEG修飾核殼結構上轉換納米顆粒
LaF3:Yb/Er@NaYF4核殼上轉換納米顆粒
油酸修飾上轉換納米顆粒

小編瑞禧Q2021.6