稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料是一種新型材料，具有低毒性、化學(xué)穩(wěn)定性高、光穩(wěn)定性優(yōu)異、發(fā)射帶窄、發(fā)光壽命長(zhǎng)、光穿透力強(qiáng)、對(duì)生物組織幾乎無(wú)損傷、無(wú)背景熒光等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于防僞識(shí)別、生物醫(yī)藥、太陽(yáng)能電池及照明等領(lǐng)域。
稀土離子作爲(wèi)摻雜離子在製備上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料中扮演著極爲(wèi)重要的角色，當(dāng)前摻雜研究主要集中在Yb3+、Eu3+ 和Er3+。稀土Yb3+的激發(fā)光波長(zhǎng)是980nm，吸收截面大，是最爲(wèi)常用且有效的上轉(zhuǎn)換敏化劑。當(dāng)Yb3+和其他稀土離子共摻雜到基質(zhì)時(shí)更會(huì)大大提高材料的發(fā)光效率。
研究者采用水熱合成法製備NaYF4∶Yb3+/Eu3+微納粒子，再通過(guò)X射綫衍射、掃描電子顯微鏡及透射電子顯微鏡對(duì)它的尺寸、形貌和結(jié)晶度等方面進(jìn)行研究；其次將NaYF4∶Yb3+/Eu3+微納粒子與酒精按一定比例混合製成絲網(wǎng)印刷劑，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)定制的絲網(wǎng)模版在紙上印製了不同字樣的防僞圖案，風(fēng)乾後將字樣暴露在980nm的激光輻照下，幷使用相機(jī)對(duì)其進(jìn)行成像研究；最後將印製的字樣分成兩部分，一部分保存在室內(nèi)25℃恒溫環(huán)境下，另外一部分保存在冬季一月份室外自然環(huán)境下，保存地點(diǎn)均爲(wèi)西安市，一周後對(duì)不同環(huán)境下的字樣再次使用完全相同的實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行成像測(cè)試。
實(shí)驗(yàn)表明，NaYF4∶Yb3+/Eu3+微納粒子與NaYF4標(biāo)準(zhǔn)卡的衍射峰完全一致，沒有其他雜質(zhì)産生；實(shí)驗(yàn)合成的微納粒子外形均爲(wèi)六方體，且平均長(zhǎng)度和橫截寬度分別爲(wèi)209和175nm，微納晶體表面光滑、無(wú)缺陷、未彎曲、結(jié)晶度較高、分散性較好，電子衍射環(huán)與NaYF4∶Yb3+/Eu3+微納粒子的312，300和302晶面相對(duì)應(yīng)；NaYF4∶Yb3+/Eu3+微納粒子受摻雜離子的影響，在不同的能級(jí)躍遷下分別産生藍(lán)、綠、黃、紅四種可見光，通過(guò)對(duì)NaYF4∶Yb3+/Eu3+微納粒子熒光光譜分析，Eu3+非對(duì)稱性比率約爲(wèi)1，表明磁偶極子躍遷與電偶極子躍遷相當(dāng)；NaYF4∶Yb3+/Eu3+微納粒子製成的絲網(wǎng)印刷劑在不同環(huán)境下成像結(jié)果良好均清晰可見、容易辨識(shí)，但受存放環(huán)境影響，室內(nèi)成像結(jié)果與最初的成像結(jié)果相比變化不大，室外所有成像字符受到自然環(huán)境下水汽的影響，亮度均略有下降，但仍能識(shí)別。
成像結(jié)果表明，所製備的NaYF4∶Yb3+/Eu3+微納粒子在防僞識(shí)別方面具有穩(wěn)定性、可靠性等特點(diǎn)，但仍受到影響程度可控的自然環(huán)境因素影響。綜合來(lái)看，其在防僞領(lǐng)域有著很大的應(yīng)用前景。
