利用共沉淀法制备了六角相NaScF4∶20%Yb3+/2%Er3+纳米颗粒, 该纳米颗粒的尺寸约为35 nm且具有较好的分散性。在980 nm激发下, 该纳米颗粒可以产生较强的上转换红光发射及较弱的上转换绿光发射, 红绿比约为6。与此同时, 在纳米颗粒中, Er3+热耦合的绿光能级2H11/2与4S3/2具有较好的温度感测特性, 利用其荧光强度比可实现较为准确的光学温度测量, 最大相对灵敏度约为1.17%·K-1。另外, 在近红外区, 非热耦合的Yb3+:2F5/2→2F7/2跃迁与Er3+:4I13/2→4I15/2跃迁的荧光强度比也表现出较好的光学测温性能, 其相对灵敏度随着温度升高而逐渐增大, 并在333 K时达到最大值0.73%·K-1。以上结果表明, NaScF4∶20%Yb3+/2%Er3+纳米颗粒是一种高效的上转换红光材料, 且在可见区及近红外区均具有较好的光学测温表现。

钪基氟化物化学性质稳定、 声子能量低、 无辐射弛豫概率较低, 是一种新型高效的基质材料, 并且Sc3+半径较小, 能与多种氨羧络合剂形成稳定的螯合物, 因而具有更加奇特的物理和化学性质, 近年来, 成为许多科学家研究的热点。 以聚乙烯二胺(PEI)作为表面活性剂, 采用水热法在反应温度为200 ℃时成功制备了ScF3∶Yb3+/Er3+, NaScF4∶Yb3+/Er3+, (NH4)2NaScF6∶Yb3+/Er3+纳米上转换发光材料。 通过X射线衍射仪(XRD)、 透射电镜(TEM)、 扫描电镜(SEM)和荧光光谱仪对所制备样品的晶相、 形貌和发光特性进行了研究, 结果显示: 通过改变反应物NH4F和Ln3+的比例(NH4F/Ln3+=1∶1, 2∶1, 25∶1, 3∶1, 4∶1, 6∶1, 10∶1, 20∶1, 30∶1, 40∶1, 50∶1)实现了对样品产物、 晶相、 形貌的控制。 当NH4F/Ln3+为25∶1时, 生成了纯立方相的ScF3; 在NH4F/Ln3+为4∶1时, 生成了六角相的NaScF4; 在NH4F/Ln3+为40∶1时, 生成了一种纯立方相的新型基质材料(NH4)2NaScF6, 样品结晶度高, 形貌均一, 有正方形片状和足球状多面体; 在980 nm红外激光的激发下, 不同NH4F/Ln3+比例生成的样品发光呈现桔黄→桔红→绿→黄绿等多种颜色的变化。 实验表明仅改变NH4F一种原料的用量, 就可以生成ScF3∶Yb3+/Er3+, NaScF4∶Yb3+/Er3+和(NH4)2NaScF6∶Yb3+/Er3+ 三种不同的产物, 说明NH4F的用量对产物的生成有决定性的作用, 对晶相的转换、 颜色的调控亦有重要影响。