1064 nm 激发下 NdAl$_3$(BO$_3$)$_4$ 纳米颗粒中的光子雪崩上转换
光学
2020-10-28 v1
摘要
我们报道了在化学计量比铝硼酸钕 NdAl(BO) 纳米颗粒中于 1064 nm 对三价钕（Nd）离子的有效非共振基态激发，该颗粒为结晶态，且除含大量 Nd 离子外，还具有优异的光致发光性质。观察到上转换（UC）并辨识了能量路径：起始于多声子辅助基态吸收（I-F）与激发态吸收（I-F），且 I 能级由与基态的热耦合布居。激发态 I 亦由 Nd 离子的弛豫布居，增加了 F 能级的布居。两个 Nd 离子间的交叉弛豫（F,I）-（I,I）伴随后续声子发射，使每次迭代产生两个处于 I 能级的离子，触发光子雪崩机制，极大增强了 UCs 的效率。实现了阶梯式热激发 F-[F,H]-[F,S]-F，这些能级的基态弛豫分别提供了 880 nm、810 nm、750 nm 与 690 nm 处的发射。处于 F 能级的 Nd 离子间的能量转移 UC（Auger）使得 [G,G] 布居，其向 I、I 与 I 态的弛豫分别提供了约 536 nm、600 nm 与 660 nm 处的发射。与非辐射弛豫相关联，我们观察到纳米颗粒的升温（22 {\deg}C 至 240 {\deg}C）以及随后因 Nd 离子耦合能级间布居重分布导致的频率 UCs 热增强。
引用
@article{arxiv.2008.03622,
title = {Photon avalanche up-conversion in NdAl$_3$(BO$_3$)$_4$ nanoparticles excited at 1064 nm},
author = {Jefferson F. da Silva and Rodrigo F. da Silva and Emanuel P. Santos and Lauro J. Q. Maia and André L. Moura},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.03622},
year = {2020}
}