厦大《Light》（IF17.782）：发光材料领域取得重要进展！

 NaYF4:Ln3+由于其优异的上转换特性，已成为生物成像、光信息存储和防伪应用中最重要的发光纳米材料之一。然而，NaYF4:Ln3+纳米颗粒的大比表面积通常会导致严重的非辐射跃迁，这可能会极大地阻碍新的光学功能的发现和前景的应用。

在本论文中，来自厦门大学等单位的研究人员报道了单分散纳米NaYF4:Ln3+也意外地成为一种优秀的长余辉（PersL）材料。提出了NaYF4:Ln3+中PersL的机理，这表明某些稀土离子（如Tb）也可能作为有效的电子陷阱来实现强PersL。均匀球形的NaYF4:Ln 3+纳米颗粒可分散在溶剂中，从而实现了传统PersL荧光粉无法实现的许多应用。通过喷墨打印多色PersL纳米颗粒，展示了一种新的三维（二维平面空间和一维波长）光学信息存储应用。多色持续发光作为NaYF4:Ln3+中一种新兴的、有前途的发光模式，将为纳米材料在更广泛的领域中的应用提供巨大的机遇。相关论文以题目为“X-ray-charged bright persistent luminescence in NaYF4:Ln³⁺@NaYF₄ nanoparticles for multi dimensional optical information storage”发表在Light: Science & Applications（IF=17.782）期刊上。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41377-021-00575-w

在过去的几十年中，稀土激活的NaYF₄（NaYF₄:Ln³⁺）已成为最著名的纳米材料之一。NaYF4:Ln3+的巨大和持续的兴趣主要来自其卓越的上转换特性，包括单个纳米颗粒的最高上转换效率、通过能量转移工程实现的出色波长可调性以及优异的辐射稳定性和热暴露。因此，NaYF₄:Ln³⁺在体内/体外生物成像、生物治疗、光学传感器、三维（3D）光学信息存储和三维立体显示器中发现了广泛的应用。在过去的二十年中，探索NaYF₄:Ln³⁺纳米颗粒更多功能的努力从未停止过。

然而，纳米粒子的大比表面积容易导致发射猝灭，这极大地阻碍了新功能的发现和应用。持续发光（PersL，也称为余辉）是一种缓慢的光子发射，由固态发光材料中陷阱中电荷载流子的受控释放产生。具有独特延迟发射的PersL材料在夜视安全、生物成像、光学信息存储和防伪应用方面受到了广泛关注，并显示出巨大的前景。在生物领域，具有近红外（NIR）发射的PersL纳米颗粒已被开发为用于体内/体外生物成像的先进荧光探针。NIR PersL成像技术能够实现高信噪比和深部组织检测，这在小动物模型中得到了清楚的证明。与上转换类似，NIR PersL成像模式也可以合并到多模式成像技术或治疗平台中，从而为未来的生物医学应用开辟新的机遇。另一方面，研究了具有能够存储入射光子能量的深陷阱的PersL材料，用于光信息存储应用。由受控光子发射传递的读出信息包括波长和强度，作为平面中每个像素的附加尺寸。这使得用于多维光信息存储的波长复用或强度复用技术成为可能。（文：爱新觉罗星）

图1表面钝化核壳结构增强PersL。

图2. NaYF4:Ln 3+@NaYF 4纳米颗粒中的多色PersL（Ln=Tb，Er，Dy，Ho，Tb@Eu（和Nd）

图3.多色持续发光纳米颗粒在光信息存储中的应用。

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