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Quantification of Parameters Affecting the Upconversion Luminescence of Lanthanide-Based Upconversion Nanocrystals

  • Lanthanide-based upconversion nanoparticles (UCNPs) like hexagonal Beta-NaYF4 UCNPs doped with Yb3+ and Er3+, which efficiently convert 976 nm light to ultraviolet, visible, and near infrared photons, offer new strategies for luminescence-based sensing, barcoding, and imaging. The properties of their upconversion (UC) luminescence (UCL) are, however, strongly influenced by particle size, the concentration and spatial arrangement of the dopant ions, surface chemistry including presence and thickness of surface passivation and shielding shells, microenvironment/presence of quenchers with high energy vibrations, and excitation power density (P). We present here a comprehensive study of the influence of UCNP size and particle architecture for Yb3+ and Er3+ co-doped NaYF4 core-only and core-shell nanostructures in the size range of about 5 nm to 50 nm, which underlines the importance of particle synthesis, surface chemistry, and quantitative luminescence measurements for mechanisticLanthanide-based upconversion nanoparticles (UCNPs) like hexagonal Beta-NaYF4 UCNPs doped with Yb3+ and Er3+, which efficiently convert 976 nm light to ultraviolet, visible, and near infrared photons, offer new strategies for luminescence-based sensing, barcoding, and imaging. The properties of their upconversion (UC) luminescence (UCL) are, however, strongly influenced by particle size, the concentration and spatial arrangement of the dopant ions, surface chemistry including presence and thickness of surface passivation and shielding shells, microenvironment/presence of quenchers with high energy vibrations, and excitation power density (P). We present here a comprehensive study of the influence of UCNP size and particle architecture for Yb3+ and Er3+ co-doped NaYF4 core-only and core-shell nanostructures in the size range of about 5 nm to 50 nm, which underlines the importance of particle synthesis, surface chemistry, and quantitative luminescence measurements for mechanistic insights and the determination of application-relevant matrix- and P-dependent optimum dopand concentrations.zeige mehrzeige weniger

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  • UR_MCare_UCNPs_for PUBLICA_Aug 20_2008_2018.pdf
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Autor*innen:Ute Resch-GengerORCiD
Koautor*innen:Christian Würth, Marco Kraft, Martin Kaiser, Bettina Grauel, Lisa Krukewitt, Florian Frenzel, T. Hirsch, C. Homann, M. Haase, S. Fischer
Dokumenttyp:Vortrag
Veröffentlichungsform:Präsentation
Sprache:Englisch
Jahr der Erstveröffentlichung:2018
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.2 Biophotonik
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Absolute fluorescence quantum yield; Energy transfer; Fluorescence; Fluorescence decay kinetics; Power density dependence; Size; Upconverting nanoparticles
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Material
Material / Degradation von Werkstoffen
Veranstaltung:Materials Challenges in Alternative and Renewable Energy (MCARE) 2018
Veranstaltungsort:Vancouver, BC, Canada
Beginndatum der Veranstaltung:20.08.2018
Enddatum der Veranstaltung:23.08.2018
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:29.10.2018
Referierte Publikation:Nein
Eingeladener Vortrag:Nein
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