【摘 要】
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基于稀土离子热耦合能级的荧光强度比测温技术凭借其较高的准确性、不受环境影响等优势成为了非接触式测温领域的研究热点。就稀土离子掺杂的上转换荧光材料而言,不仅拥有优异的发光效率,而且其激发光源具有优异的生物组织穿透性,因此在生物测温上也有着深远的研究潜力。本论文通过分析以钨酸盐为基质的上转换荧光材料的光谱特性,采用改变掺杂稀土离子浓度、控制合成方式等手段,提升了“荧光强度比”测温技术的灵敏度并且降低了
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基于稀土离子热耦合能级的荧光强度比测温技术凭借其较高的准确性、不受环境影响等优势成为了非接触式测温领域的研究热点。就稀土离子掺杂的上转换荧光材料而言,不仅拥有优异的发光效率,而且其激发光源具有优异的生物组织穿透性,因此在生物测温上也有着深远的研究潜力。本论文通过分析以钨酸盐为基质的上转换荧光材料的光谱特性,采用改变掺杂稀土离子浓度、控制合成方式等手段,提升了“荧光强度比”测温技术的灵敏度并且降低了测温误差,旨在评定以钨酸盐为基质的稀土上转换荧光材料在生物组织内温度传感的应用潜力。本论文的具体研究内容如下:1.采用高温固相法合成NaLa（WO4）2为基质的稀土掺杂微米级荧光材料,计算NaLa（WO4）2:Er3+的Judd-Ofelt参数;制备了掺杂不同浓度的激活剂(Er3+)的上转换荧光材料NaLa（WO4）2:Er3+/Yb3+,选取了最佳发光强度的荧光材料,分析其温度传感特性。此外,结合Er3+的“能级劈裂”这一现象,对“荧光强度积分比”以及“亚能级峰值高度比”两种测温技术进行了分析。2.在工作1的基础上,利用水热法合成了更小尺寸的纳米级荧光材料NaG d（WO4）2:Er3+/Yb3+,分别运用工作1采用的“荧光强度积分比”以及“亚能级峰值高度比”两种测温技术对该材料的变温荧光光谱进行分析;横向对比NaLa（WO4）2:Er3+/Yb3+以及NaGd（WO4）2:Er3+/Yb3+两种稀土荧光材料在尺寸、荧光性能、测温灵敏度以及测温精确度等方面的优劣性,综合分析两种材料在基于热耦合能级温度传感上的生物应用价值。3.为了探索稀土上转换荧光材料的生物应用潜力,选择纳米尺寸的NaGd（WO4）2:Er3+/Yb3+荧光材料,制备悬浊液注射到鸡肉表面,模拟生物温度进行实时测量;分别采用工作1提出的两种测温技术对于测量得到的变温荧光光谱进行数据处理,分析以钨酸盐为基质的稀土上转换荧光材料在生物测温方向的应用价值以及“亚能级峰值高度比”测温技术的卓越性。
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