PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Journal of the American Chemical Society· 2026Q1

Holenyum Katkılı Nanopartiküllerde Kendiliğinden Duyarlı Kısa Dalga Kızılötesi Yukarı Dönüşüm ve Foton Döngüsü

Self-Sensitized Shortwave Infrared Upconversion and Photon-Looping in Holmium-Doped Nanoparticles

Rakesh Arul, Zhao Jiang, Xinjuan Li, Fiona M. Bell ve diğerleri

Kısa özet

Araştırmacılar, kendiliğinden duyarlı holmiyum katkılı çekirdek-kabuk nanopartiküller kullanarak verimli, doğrudan 2 μm kısa dalga kızılötesi (SWIR) ile görünür kırmızı ışık (640 nm) yukarı dönüşümü sağladılar ve %13 ± %6'lık bir yukarı dönüşüm-aşağı dönüşüm güç dönüşüm verimliliği oranı elde ettiler.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Holenyum katkılı nanopartiküllerde doğrudan 2 μm SWIR'den 640 nm görünür kırmızı ışığa yukarı dönüşüm sağlandı.
  • 4-fotonlu bir işlem için teorik maksimumun yarısına yaklaşan %13 ± %6'lık bir yukarı dönüşüm-aşağı dönüşüm güç dönüşüm verimliliği oranı rapor edildi.
  • İki çalışma rejimi belirlendi: çekirdek-kabuk nanopartiküllerde enerji transferi yukarı dönüşümü (ETU) ve çekirdek-yalnız nanopartiküllerde yeni bir foton-döngüsü/çığ rejimi.
  • Düşük maliyetli silikon dedektörler kullanarak yüksek saçılımlı ortamlarda SWIR yukarı dönüşüm biyogörüntüleme için fayda gösterildi.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Abstract Photon upconversion in lanthanide-doped nanoparticles provides an ultra-large anti-Stokes shift crucial for biomedical and photonic applications, but conventional architectures are typically limited to excitation wavelengths below 1700 nm. Here, we report efficient, direct 2 μm shortwave infrared (SWIR) upconversion to visible red light (640 nm) using self-sensitized holmium-doped core–shell nanoparticles. By exploiting the long-lived 5I7 and 5I6 intermediate energy states of Ho3+, we achieve high-order 4-photon upconversion with a relative upconversion-to-downconversion power conversion efficiency ratio of 13 ± 6%, approaching half the theoretical maximum for a 4-photon process. Crucially, we unveil two distinct operating regimes dictated by spatial boundary conditions, high-efficiency energy transfer upconversion (ETU) in well-passivated core–shell nanoparticles, and a previously unreported surface-defect-mediated photon-looping/avalanche regime in core-only nanoparticles. Finally, we demonstrate the utility of these optimized core–shell nanoconverters for high-contrast, high-resolution SWIR upconversion bioimaging through highly scattering media using low-cost silicon-based detection.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Journal of the American Chemical Society, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Malzeme Kimyası

Materials ChemistryMaterials Science