镧系基纳米晶体中的声子态密度

我们报道了纳米与微晶镧系基材料 NaY$_{0.8}$Yb$_{0.18}$Er$_{0.02}$F$_4$ 和 NaGd$_{0.8}$Yb$_{0.18}$Er$_{0.02}$F$_4$ 声子态密度的非弹性中子与 X 射线散射联合研究。虽然大尺寸（20 nm）纳米晶体显示与其微晶对应物相同的振动谱，我们在超小（5 nm）NaGd$_{0.8}$Yb$_{0.18}$Er$_{0.02}$F$_4$ 纳米晶体中发现了低能区 $E \leq 15\,\rm{meV}$ 声子态密度的增强，并将其归因于表面声子模式相对谱权重的增加。基于我们对超小纳米晶体的观察，我们推断大纳米晶体中由表面声子引起的声子态密度增加过小，在当前测量中无法观测。本报告中描述的实验方法构成了理性认识尺寸效应对上转换纳米晶体绝对上转换量子产率修饰影响的第一步。