LaF3 : Yb, Er/Tm felkonvertáló nanorészecskék emissziójának tanulmányozása szuszpenzióban és kompozit bevonatokban

Abstract

Upconverting nanoparticles are able to convert multiple photons of lower energy (higher wavelength, typically infrared) into a photon of higher energy (lower wavelength, typically visible light), and due to this property they are promising in many applications, such as biomedicine, sensors and solar cells. In our research work, LaF₃ : Yb, Tm/Er nanoparticles with different compositions were synthesized by co-precipitation method, followed by a heat-treatment. The upconverting emission of the particles was studied in their suspensions and in composite coatings made of different matrix materials. The effect of the heat treatment parameters and the doping ion concentrations on the important properties (morphology, crystal structure, thermal behaviour, emission) of the prepared samples was investigated.

Keywords: upconversion, lanthanides, nanoparticles, co-precipitation

Acknowledgements: This research is part of projects no. TKP2021-NVA-02, TKP2021-EGA-02 and C1792954 of the Ministry of Culture and Innovation of Hungary from the National Research, Development and Innovation Fund. It is supported by the Hungarian Scientific Research Fund OTKA (K143216).

ÖSSZEFOGLALÓ

A felkonvertáló nanorészecskék képesek kisebb energiájú (nagyobb hullámhosszú, tipikusan infravörös) fényt több foton abszorpció segítségével nagyobb energiájú (kisebb hullámhosszú, tipikusan látható) fénnyé alakítani, melynek számos ígéretes alkalmazási területe létezik, mint a biomedicina, szenzorok és napelemek. Kutatómunkánk során különböző összetételű LaF₃ : Yb, Tm/Er nanorészecskéket állítottunk elő ko-precipitációs módszerrel, melyet egy hőkezelési lépés követett. Tanulmányoztuk a részecskék felkonvertáló emissziós tulajdonságait szuszpenzióikban, illetve különböző mátrixanyagú kompozit bevonataikban. Vizsgáltuk a hőkezelési paraméterek, illetve a dópoló ion koncentráció változtatásának hatását az előállított minták fontos tulajdonságaira  (morfológia, kristályszerkezet, termikus viselkedés, emisszió).