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Zitieren Sie bitte immer diesen URN: urn:nbn:de:kobv:b43-597435

Frequency-Domain Method for Characterization of Upconversion Luminescence Kinetics

  • The frequency-domain (FD) method provides an alternative to the commonly used time-domain (TD) approach in characterizing the luminescence kinetics of luminophores, with its own strengths, e.g., the capability to decouple multiple lifetime components with higher reliability and accuracy. While extensively explored for characterizing luminophores with down-shifted emission, this method has not been investigated for studying nonlinear luminescent materials such as lanthanide-doped upconversion nanoparticles (UCNPs), featuring more complicated kinetics. In this work, employing a simplified rate-equation model representing a standard two-photon energy-transfer upconversion process, we thoroughly analyzed the response of the luminescence of UCNPs in the FD method. We found that the FD method can potentially obtain from a single experiment the effective decay rates of three critical energy states of the sensitizer/activator ions involved in the upconversion process. The validity of the FDThe frequency-domain (FD) method provides an alternative to the commonly used time-domain (TD) approach in characterizing the luminescence kinetics of luminophores, with its own strengths, e.g., the capability to decouple multiple lifetime components with higher reliability and accuracy. While extensively explored for characterizing luminophores with down-shifted emission, this method has not been investigated for studying nonlinear luminescent materials such as lanthanide-doped upconversion nanoparticles (UCNPs), featuring more complicated kinetics. In this work, employing a simplified rate-equation model representing a standard two-photon energy-transfer upconversion process, we thoroughly analyzed the response of the luminescence of UCNPs in the FD method. We found that the FD method can potentially obtain from a single experiment the effective decay rates of three critical energy states of the sensitizer/activator ions involved in the upconversion process. The validity of the FD method is demonstrated by experimental data, agreeing reasonably well with the results obtained by TD methods.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:L. Labrador-Paez, Lucia, J. Kankare, I. Hyppanen, T. Soukka, Elina Andresen, Ute Resch-Genger, J Widengren, H. Liu
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):The journal of physical chemistry letters
Jahr der Erstveröffentlichung:2023
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.2 Biophotonik
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Erste Seite:3436
Letzte Seite:3444
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Lifetime; Luminescence; Method; Method development; Nano; Particle; Quality assurance; Quantitative spectroscopy
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Chemie und Prozesstechnik / Chemische Charakterisierung und Spurenanalytik
Material
Material / Nano
Umwelt
Umwelt / Sensorik
DOI:10.1021/acs.jpclett.3c00269
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-597435
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:25.03.2024
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:25.03.2024
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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