Nano Letter：亚 100 纳米单纳米粒子的极化上转换
大家好，今天给大家分享的是Nano Letter上的文章“Polarized Upconversion of sub-100 nm Single Nanoparticles”
【摘要】
上转换纳米粒子因其在光稳定性和可控发射尺寸方面的优势而成为流行的成像探针。然而，上转换极化在很大程度上仍未得到探索，以前的报告仅限于微结构。在这项工作中，我们报告了对 100 纳米以下 β-NaYF4 单纳米结构的极化上转换发射的观察。在 100 纳米以下的尺度上，尽管镧系元素的掺杂浓度相同，但纳米棒、纳米盘和纳米板表现出不同的极化程度。我们发现这种不同的极化程度是由纳米结构相对于光场的晶体取向引起的，并且可以与 Er3+ 具有不同斯塔克分裂跃迁比的独特发射光谱轮廓联系起来。我们的研究结果提供了对上转换纳米粒子极化特性的全面理解，揭示了以前未探索的光发射方面。这一发现扩展了我们对上转换纳米粒子的认识，也为它们在未来成像和传感应用中的使用开辟了新的可能性，在这些应用中，极化灵敏度至关重要。
图 1. 以前的工作仅限于微结构，而我们的工作重点是衍射极限内的纳米粒子。
图 2. 具有明确晶体取向的纳米粒子的控制合成。
图 3. 纳米棒的单粒子成像和偏振光谱。
图 4. 纳米盘的单粒子成像和偏振光谱。
图 5. 单个纳米粒子光谱下的可分类纳米板。
【结论】
总之，我们设计并合成了纳米结构，以控制其相对于平面基底上的光偏振场的晶体取向。这样的设计使我们能够研究纳米粒子的偏振特征，并将其与取向相关联，即使粒子尺寸低于光学衍射极限。我们发现，在侧面朝上取向下，4 F9/2 → 4 I15/2 跃迁的两个分裂峰都表现出独特的偏振特征，而在顶部朝上取向下的分裂峰则表现出非偏振特征。纳米级晶体取向相关的偏振上转换导致单个粒子的发射分布或斯塔克分裂峰强度比的异质性。我们相信，通过工程几何以及纳米结构的晶体性，小尺寸的 UCNP 有望展示与光偏振相关的新应用。
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原文DOI：https://pubs.acs.org/10.1021/acs.nanolett.4c02652
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