Studies of optical properties of lanthanide upconversion nanoparticles for emerging applications.

Tid: To 2020-06-04 kl 10.00

Plats: https://kth-se.zoom.us/webinar/register/WN_E0ALwYOFS-mP-vAFhp2QQw, Stockholm (English)

Ämnesområde: Teoretisk kemi och biologi

Respondent: Qingyun Liu , Teoretisk kemi och biologi, Royal Institute of Technology

Opponent: Assistant professor Patricia Haro Gonzalez, Department of Materials Physics, Autonomous University of Madrid, Spain

Handledare: Senior professor Hans Ågren, Teoretisk kemi och biologi, Bioteknologi, Kemi, Albanova VinnExcellence Center for Protein Technology, ProNova, Royal Institute of Technology; Doktor Haichun Liu, Teoretisk kemi och biologi

Abstract

YTTERBY, en liten by nära Stockholm där jag bor, är den plats i världen som har lånat sitt namn till det högsta antalet element i det periodiska systemet, nämligen fyra - YTTRIUM, YTTERBIUM, ERBIUM och TERBIUM. Ytterligare tre lantanidelement upptäcktes från det nu tomma stenbrottet som ligger i denna by. Vid deras upptäckter på 1800-talet kunde man inte ana deras fantastiska egenskaper, mångsidigheten i deras användning och deras funktionalitet i det vi nu kallar nanoteknologi. Detta är en omständighet som motiverade mig ganska nyligen att intressera mig för lantanidforskning, i synnerhet studier av deras enastående optiska egenskaper och deras energitillämpningar och användning inom informationsteknik.

Hittills har uppkonverterande nanopartiklar (UCNPs) utforskats mycket som unika spektralkonverterare för olika applikationer, som bioteknik, informationsteknologi och fotovoltaiska enheter på grund deras egenskaper som skarpa emissions profiler, låg autofluorescens och stora anti-Stoke skift. Det finns fortfarande mycket att utforska och förstå för att utnyttja de mycket unika egenskaperna hos dessa partiklar. Den kinetiska dynamiken i upkonverteringsprocessen är en sådan aspekt som inte är väl undersökt ännu, och en djupare förståelse av den kinetiska dynamiken i uppkonverterande lantanid system kan bredda deras tillämpningar. Därför har jag fokuserat arbetet med den här avhandlingen på att undersöka den kinetiska dynamiken i upkonverterings processen huvudsakligen baserat på system med NaYF4 som värdmaterial och Yb3+/Er3+ eller Yb3+/Tm3+ inbäddat som sensibilisator/aktivator. Genom simuleringar av ekvationsmodeller har jag undersökt den kinetiska dynamiken i uppkonversionen jämförande numerisk simulering och analytisk härledning. Det temporära svaret med avseende på uppkonverterad luminescens, det s.k. täthetsberoendet av kvantutbytet och excitation frekvens responsen för olika upkonversionssystem har studerats. Motsvarande tillämpningar för flerfärgs avbildning, optisk kodning, fotovoltaik och IR fotodetektorer undersöks och analyseras i avhandlingen, med speciell fokus på de kinetiska egenskaperna.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-273038