Ап-конверсия активированного ионами Er³⁺/Yb³⁺ люминофора Gd₂O₃ для магнитно-резонансных применений

Оксид гадолиния, легированный эрбием или иттербием (Gd₂O₃:Er³⁺/Yb³⁺), использован для доставки лекарств и магнитно-резонансных (МР) применений. Образцы синтезированы традиционным золь-гель-методом. Полученный образец является однофазным и кристаллизуется в кубической структуре. Измерения с помощью ИК-Фурье-спектроскопии подтвердили создание люминофора Gd₂O₃:Er³⁺/Yb³⁺. СЭМ-изображения показали, что частицы однородной формы, наностержни с размером частиц от 55 до 5 нм. Согласно ПЭМ-изображениям, наночастицы Gd₂O₃, совместно легированные Er³⁺ и Yb³⁺, представляют собой совокупность наностержней толщиной 2–4 нм и длиной 18–20 нм. Представлен анализ фотолюминесценции образцов люминофоров для переменных концентраций легирующих ионов. При легировании Er³⁺/Yb³⁺ наностержень Gd₂O₃ излучает интенсивное зеленое излучение и несколько пиков красного излучения под действием излучения лазера ближнего ИК-диапазона с длиной волны 980 нм. Приготовленные образцы могут быть полезны для систем оптической визуализации, сформированные наностержни могут использоваться в качестве основного носителя для доставки лекарств.

1. H. Liu, X. He, H. Jia, Y. Zheng, R. Bai, Y. Zhang, Optik, 228, 166155 (2021).

2. A. Urbina-Frías, T. López-Luke, J. Oliva, P. Salas, A. Torres-Castro, E. De la Rosa, J. Lumin., 172, 154–160 (2016).

3. J. Tang, Y. Huang, M. Sun, J. Gou, Y. Zhang, G. Li, Z. Xiao, J. Lumin., 197, 153–158 (2018).

4. P. Singh, P. K. Shahi, A. Rai, A. Bahadur, S. B. Rai, Opt. Mater., 58, 432–438 (2016).

5. A. Brenier, Chem. Phys. Lett., 290, No. 4-6, 329–334 (1998).

6. E. Kolobkova, A. Alkhlef, L.Y. Mironov, O. Bogdanov, Ceram. Int., 46, No. 16, 26396–26402 (2020).

7. G. Chen, R. Lei, H. Wang, F. Huang, S. Zhao, S. Xu, Opt. Mater., 77, 233–239 (2018).

8. J. Zhang, Z. Zhai, G. Chen, J. Alloys Compd., 610, 409–415 (2014).

9. L. Nystrom, L. E. Rutqvist, S. Wall et al., Lancet, 341, 973–978 (1993).

10. S. Winawer, R. Fletcher, D. Rex et al., Gastroenterol., 124, 544–560 (2003).

11. W. H. Gmeiner, S. Ghosh, Nanotechnol. Rev., 3, No. 2, 111–122 (2015).

12. C. Wang, L. Cheng, Z. Liu, Theranostics, 3, No. 5, 317–330 (2013).

13. F. Wang, W. B. Tan, Y. Zhang, X. Fan, M. Wang, Nanotechnol., 17, R1–R13 (2006).

14. E. Wakefield, P. Holland, J. Dobson, J. L. Hutchison, Adv. Mater., 13, 1557–1560 (2001).

15. Y. C. Kang, H. S. Roh, S. B. Park, Adv. Mater., 12, 451–477 (2000).

16. J. McKittrick, C. F. Bacalski, G. A. Hirata, K. M. Hubbard, S. G. Pattillo, K. V. Salazar, M. Trkula, J. Am. Ceram. Soc., 83, 1241–1250 (2000).

17. P. Maestro, D. Huguenin, A. Seigneurin, F. Deneuve, P. L. Lann, J. F. Berar, J. Electrochem. Soc., 139, 1472–1479 (1992).

18. B. K. Gupta, D. Haranath, S. Saini, V. N. Singh, V. Shanker, Nanotechnol., 21, 055607 (2010).

19. S. Dutta, Q. Mohammad, S. S. Manoharan, J. Mater. Sci. Lett., 21, 1077–1085 (2002).

20. T. Ye, Z. Guiwen, Z. Weiping, X. Shangda, Mater. Res. Bull., 32, 501–511 (1997).

21. X. Li, Q. Li, Z. Xia, L. Wang, W. Yan, J. Wang, R. I. Boughton, Cryst. Growth Des., 6, 2193–2194 (2006).

22. A. P. Jadhav, A. Pawar, C. W. Kim, H. G. Cha, U. Pal, Y. S. Kang, J. Phys. Chem. C, 113, 16652 (2009).

23. Y. C. Kang, I. W. Lenggoro, S. B. Park, K. Okuyama, J. Solid State Chem., 146, 168–175 (1999).

24. A. M. Smith, X. Gao, S. Nie, Photochem. Photobiol., 80, 377–385 (2004).

25. T. Kushida, M. Tanaka, Phys. Rev. B, 65, 195118 (2002).

26. W. Feng, C. Han, F. Li, Adv. Mater., 25, 5287–5303 (2013).

27. K. Ravindranadh, B. Babu, C. V. Reddy, J. Shim, M. C. Rao, R. V. S. S. N. Ravikumar, Appl. Mag. Res., 46, No. 1, 1–15 (2015).

28. Sk. Muntaz Begum, G. Nirmala, K. Ravindranadh, T. Aswani, M. C. Rao, J. Mol. Struct., 1006, No. 1, 344–347 (2011).

29. V. Dubey, R. Tiwari, Raunak Kumar Tamrakar, Jagjeet Kaur, S. Dutta, Subrata Das, H. G. Visser, S. Som, J. Lumin., 180, 169–176 (2016).

30. T. N. Singh-Rachford, F. N. Castellano, Coord. Chem. Rev., 254, No. 21-22, 2560–2573 (2010).

31. D. H. Weingarten, Nat. Commun., 8, 1480 (2017).

32. G. Bilir, O. Erguzel, Mater. Res. Express, 3, No. 10, 106201 (2016).

33. Y. Zhang, H. Jia, X. He, Y. Zheng, R. Bai, H. Liu, J. Lumin., 236, 118111 (2021).

34. E. Hemmer, T. Yamano, H. Kishimoto, N. Venkatachalam, H. Hyodo, K. Soga, Acta Biomater., 9, No. 1, 4734–4743 (2013).

35. D. M. Bubb, D. Cohen, S. B. Qadri, Appl. Phys. Lett., 87, No. 13, 131909 (2005).

36. L. S. Wang, Y. H. Zhou, Z. W. Quan, J. Lin, Mater. Lett., 59, No. 10, 1130–1133 (2005).

37. H. Guo, N. Dong, M. Yin, W. Zhang, L. Lou, S. Xia, J. Phys. Chem. B, 108, No. 50, 19205–19209 (2004).