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
- 3atıf
- Q1SCImago
- 2026yıl
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 ↗
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 etGoogle ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.
Telefonda:
Alan: Malzeme Kimyası
Materials ChemistryMaterials Science