Yb3+/Er3+共摻(MLaFn)x(M=0,K;n=3,4;x=1,1.5)納米材料的控制合成及其上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì)

劉媛媛， 德格吉呼，2,3*， 王 仙

(1. 內(nèi)蒙古師范大學 化學與環(huán)境科學學院， 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010022；2. 內(nèi)蒙古師范大學 內(nèi)蒙古功能材料物理與化學重點實驗室， 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010022；3. 吉林大學 集成光電子學國家重點聯(lián)合實驗室， 吉林 長春 130012)

1 引 言

上轉(zhuǎn)換發(fā)光是指材料在吸收低能量光(如近紅外光)后，輻射較高能量光(如紫外光、可見光或近紅外光)的非線性光學過程，該過程由雙光子或多光子參與，因其輻射的光子能量高于吸收的光子能量，違背了 Stokes 定律，故上轉(zhuǎn)換發(fā)光又被稱為反 Stokes 發(fā)光[1]。近年來，許多研究者密切關(guān)注稀土離子摻雜上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的研究，并致力于其在3D顯示[2]、太陽能電池[3]、固體激光器[4]、生物成像[5]、生物標識[6]、防偽印刷和光學存儲[7-10]等領(lǐng)域的應(yīng)用。如何環(huán)境友好選擇性地合成形貌可控、尺寸可調(diào)、晶型轉(zhuǎn)變的稀土氟化物納米晶一直是人們研究的熱點[11-18]。

稀土氟化物因其相對合適低的聲子能量、高的物理與化學穩(wěn)定性、窄帶發(fā)射等特點常被用作基質(zhì)材料[19-21]。六角相LaF3納米晶是一種良好的基質(zhì)材料。2005年，Yan等在油酸、十八烯(分析純)中，采用熱分解前驅(qū)體La(CF3COO)3的方法制備了三角形、單分散的LaF3納米片(2.0 nm×16.0 nm)，為前驅(qū)體熱解法的研究奠定了基礎(chǔ)[22]。2012年，Xue等采用溶劑熱法，通過調(diào)節(jié)Yb3+/Tm3+的摻雜濃度，合成了尺寸均勻、平均粒徑尺寸為5 nm的LaF3納米晶[23]。另外，NaYF4是迄今為止發(fā)現(xiàn)的上轉(zhuǎn)換發(fā)射效率最高的基質(zhì)材料之一[24]。KLaF4既具有與NaYF4類似的立方和六方晶系兩種結(jié)構(gòu)，又具有高于NaYF4的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性[25]。研究表明KLaF4(262 cm-1)[26]具有比NaYF4(360 cm-1)[27]低的聲子能量，這樣可以降低無輻射躍遷幾率而提高上轉(zhuǎn)換效率。2010年，Tyagi等用濕化學法，通過Er3+摻雜立方相的KLaF4得到有效的上轉(zhuǎn)換綠光[28]。2011年，Das等通過Eu3+摻雜KLaF4發(fā)射出強紅光[29]。2012年，Ahmad等首次成功制備了摻Er3+六方相的KLaF4，并觀察到在980 nm和460 nm光激發(fā)下產(chǎn)生強綠光[26]。同年，Du等[30]用共沉淀法制備出了立方相KLaF4納米線，探究了反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度和溶劑的組成對其晶體生長的影響。2013年，Rui等[31]用熱分解的方法成功制備出了立方相KLaF4納米晶粒并研究了核殼及其優(yōu)越的發(fā)光性能。同年，Lai等用水熱法制備了Er3+/Yb3+共摻KLaF4納米晶，并探討了Yb3+濃度對上轉(zhuǎn)換光譜的影響[32]。根據(jù)文獻報道來看，目前，尚未出現(xiàn)由六角相LaF3到立方相KLaF4再到六角相(KLaF4)1.5晶型轉(zhuǎn)變的報道。

本文采用水熱與溶劑熱結(jié)合的方法，通過調(diào)節(jié)KF/RE的量比、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間實現(xiàn)了從六角相LaF3到立方相KLaF4再到六角相(KLaF4)1.5的控制合成，并研究了其上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì)。

2 實 驗

2.1 實驗材料

實驗所需試劑如表1所示。

表1 實驗所需試劑Tab.1 Table of experimental reagents

2.2 實驗過程

2.2.1 稀土三氟乙酸鹽前驅(qū)體的合成

采用水熱法制備稀土三氟乙酸鹽前驅(qū)體。將4 mmol稀土氧化物(94%La2O3,4%Yb2O3,2%Er2O3)、24 mL去離子水和8 mL三氟乙酸(TFA)(V/V=6/2)加入100 mL的聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，在120 ℃下反應(yīng)24 h，自然冷卻至室溫。隨后，將所得產(chǎn)物均勻分為4份，并分別轉(zhuǎn)移到100 mL的三口燒瓶中，于60 ℃下干燥，即得到白色粉末狀的稀土三氟乙酸鹽。

2.2.2 Yb3+/Er3+共摻(MLaFn)x(M=0,K;n=3,4,x=1,1.5)納米材料的控制合成

采用溶劑熱法制備Yb3+/Er3+共摻(MLaFn)x(M=0,K;n=3,4,x=1,1.5)納米材料。將10 mL乙二醇(EG)、15 mL正己醇(HA)和2.25～4.25 mmol的氟化鉀(KF)加入到上述粉末狀樣品中，劇烈攪拌使其充分溶解混合均勻，隨后將液體轉(zhuǎn)移至50 mL的聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，180 ℃下反應(yīng)48 h。然后自然冷卻至室溫，加入乙醇使其沉淀，用環(huán)己烷/乙醇(1∶4)的混合溶液對生成的樣品進行離心洗滌。最后將樣品在真空60 ℃條件下干燥12 h，即得到白色粉末狀樣品。實驗過程如圖1所示。

圖1 (MLaFn )x∶Yb3+/Er3+(M=0,K;n=3,4;x=1,1.5)納米顆粒合成過程示意圖Fig.1 Schematic diagram of the synthesis process of (MLaFn)x∶Yb3+/Er3+(M=0,K; n=3,4; x=1,1.5) nanoparticles

2.3 表征手段

采用FEI Tecnai G2 F20 S-Twin型(TEM，V=200 kV)透射電子顯微鏡對樣品的微觀形貌進行表征，采用Rigaku Ultima IV型X射線粉末衍射儀對樣品的結(jié)晶性、晶型進行表征(輻射源為銅靶Kα射線，λ=0.154 06 nm，工作電壓40 kV，工作電流200 mA，掃描速率8(°)/min，測試范圍15°～80°)。在980 nm激光二極管(LD)激發(fā)下，借助F-4600熒光光譜儀對樣品的發(fā)射光譜進行分析(帶通5.0 nm，光電倍增管電壓700 V，測試波長400～700 nm)。利用熒光壽命測試儀(DeltaFlex TCSPC system,Horiba scientific in Scotland)在980 nm脈沖光源激發(fā)下(OKI-Syn0101，輸出功率100 Hz，脈沖寬度100 ns，帶通16 nm)測試了樣品的發(fā)光壽命衰減曲線。以上所有的測試、表征以及數(shù)據(jù)采集均在室溫下進行。

3 結(jié)果與討論

3.1 XRD分析

圖2為KF濃度對Yb3+/Er3+共摻(MLaFn)x(M=0,K;n=3,4,x=1,1.5)納米顆粒晶相影響的XRD譜。如圖2(a)所示，KF/RE的量比為2.25，所制備的樣品在15°～80°范圍內(nèi)的衍射峰均與LaF3標準卡片LaF3(JCPDS No.32-0483，空間點群P3-c1，晶格常數(shù)a=b=0.718 7 nm，c=0.735 0 nm)相匹配，且沒有其他雜質(zhì)衍射峰，說明所制得的樣品為純凈的六角相LaF3；隨著KF/RE量比的增加(如圖2(b)所示)，樣品的衍射峰除了六角相LaF3，還出現(xiàn)KLaF4的衍射峰；當KF/RE的量比增加到3.00時(如圖2(c)所示)，完全轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎较嗟腒LaF4，其所有衍射峰均與標準卡(JCPDS No.75-2020，空間點群Fm3-m，晶格常數(shù)a=b=c=0.594 4 nm)相互對應(yīng)，說明已經(jīng)由LaF3完全轉(zhuǎn)變?yōu)镵LaF4；繼續(xù)增大KF/RE的量比(如圖2(d)、(e))所示)，樣品由立方相的KLaF4與六角相的(KLaF4)1.5兩種晶相的衍射峰構(gòu)成，隨著KF/RE量比的增大，(KLaF4)1.5的衍射峰逐漸增強，KLaF4的衍射峰逐漸減弱；當KF/RE的量比增大到4.25時(如圖2(f)所示)，樣品的所有衍射峰完全轉(zhuǎn)變?yōu)榱窍嗟?KLaF4)1.5，與標準卡片(JCPDS No.75-1927，空間點群P6-2m，晶格常數(shù)a=b=0.653 7 nm，c=0.379 8 nm)相吻合。

圖2 KF濃度對Yb3+/Er3+共摻(MLaFn)x(M=0,K;n=3,4,x=1,1.5)納米顆粒晶相的影響。(a)～(f)KF/RE的量比為2.25～4.25的樣品的XRD譜。其他合成條件：10 EG/15 HA,VH2O∶VTFA=6∶2,180 ℃,48 h.Fig.2 Effect of KF concentration on shape of the (MLaFn)x∶Yb3+/Er3+(M=0,K; n=3, 4; x=1, 1.5) nanoparticles. The molar ratios KF/RE from image (a) to (f): 2.25-4.25. Other synthesis conditions: 10 EG/15 HA, VH2O∶VTFA=6∶2, 180 ℃, 48 h.

上述實驗證明，通過調(diào)節(jié)KF的濃度，可實現(xiàn)由六角相LaF3到立方相KLaF4再到六角相(KLaF4)1.5晶相的控制合成。K+通過有效滲進LaF3的La3+空位而形成KLaF4，升高溫度有利于破壞原有的晶格結(jié)構(gòu)，溶劑中K+濃度的提高，導(dǎo)致晶格內(nèi)外的K+的濃度差增大，有利于K+向晶格內(nèi)部滲透。理論上，化學反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物的分子的有效碰撞，影響有效碰撞的直接因素有反應(yīng)溫度和體系中活化粒子(K+)的濃度。針對以上反應(yīng)而言，當KF/RE的量比為2.25時，體系中具有較低的K+濃度，易于形成六角相的LaF3納米晶；隨著KF/RE的量比增大，即反應(yīng)物中活化粒子(K+)濃度增大，有效碰撞次數(shù)增加，反應(yīng)速度加快，進而使成核生長速率加快，致使體系具有更高的能量來克服能壘從而可以從六角相LaF3轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎较郖LaF4，進一步提高KF/RE的量比，反應(yīng)物中活化粒子(K+)濃度繼續(xù)增大，有效碰撞次數(shù)增加，反應(yīng)速度加快，進而使成核生長速率加快，最終使納米材料由立方相 KLaF4納米晶轉(zhuǎn)變?yōu)榱窍嗟?KLaF4)1.5納米晶。

如圖3所示，當KF/RE的量比為4.25時，隨著反應(yīng)溫度的升高，樣品的晶型發(fā)生明顯的改變。在低溫下，樣品的衍射峰均與立方相的KLaF4標準卡相匹配(如圖3(a)、(b)、(c))；溫度升高到180，220 ℃時，樣品的所有衍射峰與六角相的(KLaF4)1.5標準卡片的衍射峰相對應(yīng)?；谝陨蠈嶒灲Y(jié)果，我們把180 ℃確定為最佳溫度。從熱力學的角度分析，由于立方相KLaF4是高溫亞穩(wěn)態(tài)相，而六角相(KLaF4)1.5是熱力學穩(wěn)定相，因此形成六角相(KLaF4)1.5所需的能量更高，高溫環(huán)境能夠提供足夠的能量來克服形成六角相的(KLaF4)1.5的能壘，因此升高溫度能夠促進立方相KLaF4向六角相(KLaF4)1.5的轉(zhuǎn)變[33]。

為了進一步討論反應(yīng)時間對材料相變的影響，我們又進行了以下實驗。當反應(yīng)溫度為180 ℃，KF/RE的量比為4.25，反應(yīng)時間為6 h時(如圖4(a)所示)，樣品的衍射峰均與立方相KLaF4標準卡相對應(yīng)，延長反應(yīng)時間到24 h(如圖4(b)、(c))逐漸出現(xiàn)六角相的(KLaF4)1.5；繼續(xù)延長反應(yīng)時間(如圖4(d)～(f))，合成的樣品均為六角相(KLaF4)1.5。因此，從動力學的角度看由立方相KLaF4轉(zhuǎn)變成六角相的(KLaF4)1.5是一個陽離子排列由無序到有序的過程[33]，由于無序結(jié)構(gòu)更易于形成，形成所需的時間比有序結(jié)構(gòu)所需的時間短。因此延長反應(yīng)時間能夠促進KLaF4由立方相向六角相的轉(zhuǎn)變[34]。

圖3 KF/RE的量比為4.25，不同反應(yīng)溫度下的樣品的XRD譜。(a)100 ℃；(b)120 ℃；(c) 140 ℃；(d)180 ℃；(e)220 ℃。Fig.3 XRD patterns of the nanoparticles obtained under different reaction temperature. (a) 100 ℃. (b) 120 ℃. (c) 140 ℃. (d) 180 ℃. (e) 220 ℃. The molar ratio of KF/RE is 4.25.

圖4 KF/RE的量比為4.25，不同反應(yīng)時間的樣品的XRD譜。 (a)6 h;(b)12 h;(c)24 h;(d)48 h;(e)72 h;(f)144 h。Fig.4 XRD patterns of the nanoparticles obtained under different reaction time. (a) 6 h. (b) 12 h. (c) 24 h. (d) 48 h. (e) 72 h. (f) 144 h.

3.2 TEM分析

圖5為KF濃度對Yb3+/Er3+共摻(MLaFn)x(M=0,K;n=3,4;x=1,1.5)納米顆粒晶相的影響。圖 5(a)～(l)為KF/RE的量比分別為2.25，3.00，4.25時樣品的TEM、HRTEM以及LaF3、KLaF4、(KLaF4)1.5的單胞圖。從圖中可以看出，六角相的LaF3為六角片狀納米晶；立方相的KLaF4為近似球形納米晶；六角相的(KLaF4)1.5為六邊形納米晶。通過HRTEM圖可知所有的樣品均具有良好的結(jié)晶性，由圖5(a)～(d)和圖6(a)、(d)可知，六角相的LaF3的晶面間距為0.36 nm，與六角相的LaF3標準卡片JCPDS No.32-0483(110)晶面的晶面間距相一致，平均粒徑尺寸為15.65 nm。由圖5(e)～(h)和圖6(b)、(d)可知，立方相的KLaF4的晶面間距為0.34 nm，與立方相KLaF4標準卡JCPDS No.75-2020(111)晶面的晶面間距相一致，平均粒徑尺寸為8.88 nm。由圖5(i)～(l)和圖6(c)、(d)可知，六角相的(KLaF4)1.5的晶面間距為0.56 nm，與六角相的(KLaF4)1.5標準卡片JCPDS No.75-1927(100)晶面的晶面間距相一致，平均粒徑尺寸為40.23 nm。

圖7為在KF/RE的量比為4.25，反應(yīng)時間分別為48，72，144 h制得的(KLaF4)1.5納米晶的TEM、HRTEM以及粒徑統(tǒng)計圖，與XRD圖4(d)～(f)相對應(yīng)。(a)～(c)：48 h,(d)～(f)：72 h，(g)～(i)：144 h。由圖7(c)、(f)、(i)可以看出，所有樣品的結(jié)晶性良好，六角相的(KLaF4)1.5的晶面間距為0.56 nm且與六角相的(KLaF4)1.5標準卡片JCPDS No.75-1927(100)晶面的晶面間距相一致。由圖7((b)、(e)、(h))可以得出平均粒徑尺寸分別為40.23，46.23，69.47 nm，說明隨著反應(yīng)時間的延長粒徑尺寸逐漸增大，樣品的形貌更加規(guī)整。

圖5 KF濃度對Yb3+/Er3+共摻(MLaFn)x(M=0,K;n=3,4;x=1,1.5)納米顆粒晶相的影響。(a)～(l)KF/RE的量比分別為2.25,3.00,4.25時樣品的TEM、HRTEM及LaF3、KLaF4、(KLaF4)1.5的單胞圖。(a)～(d)LaF3;(e)～(h)KLaF4;(i)～(l)(KLaF4)1.5。Fig.5 Effect of KF concentration on shape of the (MLaFn)x∶Yb3+/Er3+(M=0,K;n=3,4,x=1, 1.5) nanoparticles. The molar ratios KF/RE from image (a) to (l): 2.25-4.25. (a)～(d) LaF3. (e)～(h) KLaF4. (i)～(l) (KLaF4)1.5.

圖6 不同KF/RE的量比(KF/RE=2.25,3.00,4.25)制備樣品的TEM及粒徑統(tǒng)計直方圖。(a)LaF3;(b)KLaF4;(c)(KLaF4)1.5;(d)LaF3、KLaF4、(KLaF4)1.5粒徑統(tǒng)計直方圖。Fig.6 TEM images of LaF3(Fig.5(a)), KLaF4(Fig.5(b)), (KLaF4)1.5(Fig.5(c)), respectively. Particle size histograms corresponding to the TEM images(Fig.5 (a), (b), (c)) are given in Fig.5(d).

圖7 不同反應(yīng)時間(t=48,72,144 h)制備的(KLaF4)1.5樣品的TEM、HRTEM及粒徑統(tǒng)計圖。(a)～(c)48 h;(d)～(f)72 h;(g)～(i)144 h。Fig.7 TEM images of (KLaF4)1.5 nanoparticles of 48 h(Fig.7(a), (c)), 72 h (Fig.7(d), (f)), 144 h (Fig.7(g), (i)), respectively. Particle size histograms corresponding to the TEM images (Fig.7(a), (d), (g)) are given in Fig.7(b), (e), (h).

該過程屬于奧斯特瓦爾德熟化過程，即在一個未飽和溶液中，若已經(jīng)有大小不同的粒子存在，對大粒子已經(jīng)飽和的溶液，對小粒子仍未達到飽和，小顆粒消失，大顆粒略有增大?？梢杂瞄_爾文公式表達：

ln(c/c0)=(γl-s-sM)/dRTr,

(1)

其中，γl-s為固-液界面張力；c、c0分別為小晶粒(半徑為r)與大晶體的溶解度；M為固體的摩爾質(zhì)量；d為固體的密度。

3.3 上轉(zhuǎn)換熒光光譜分析

在980 nm激光二極管激發(fā)下測試了樣品的發(fā)光性能，其激發(fā)功率密度為526 mW/cm2。所有樣品在400～700 nm之間均有3個明顯的發(fā)射峰，其中波長522,544 nm處綠色的上轉(zhuǎn)換發(fā)射源于Er3+離子2H11/2、4S3/2到4I15/2能級的躍遷、655 nm處紅色的上轉(zhuǎn)換發(fā)射源于Er3+離子的4F9/2→4I15/2能級躍遷。由圖8(a)可以看出，(KLaF4)1.5納米顆粒的上轉(zhuǎn)換發(fā)光最強，LaF3納米顆粒的上轉(zhuǎn)換發(fā)光最弱；如圖8(b)所示，利用熒光壽命光譜在980 nm脈沖光源激發(fā)下對LaF3、KLaF4、(KLaF4)1.5納米材料的壽命衰減進行了表征。測試波長選定為上轉(zhuǎn)換發(fā)射光譜中最強峰對應(yīng)的波長，即為Er3+：4S3/2激發(fā)態(tài)能級(544 nm)時的壽命衰減曲線。根據(jù)壽命公式

I=I0exp(-t/τ),

(2)

擬合計算得到的壽命值列于表 2 中。圖8(c)為LaF3、KLaF4、(KLaF4)1.5納米顆粒色品坐標圖，進一步證明其上轉(zhuǎn)換發(fā)光均落在綠光區(qū)域。裸眼整體呈現(xiàn)黃綠色光，見圖9。

圖8 (a)在980 nm激光二極管激發(fā)下，LaF3、KLaF4、(KLaF4)1.5納米顆粒的室溫上轉(zhuǎn)換發(fā)射光譜；(b)LaF3、KLaF4、 (KLaF4)1.5納米顆粒Er3+：4S3/2→4I15/2(544 nm) 熒光壽命衰減曲線；(c)LaF3、KLaF4、(KLaF4)1.5納米顆粒色品坐標；(d)980 nm 激光二極管激發(fā)下Yb3+/Er3+共摻 (MLaFn)x(M=0,K;n=3,4;x=1,1.5) 納米顆粒的上轉(zhuǎn)換發(fā)光機制。Fig.8 (a) Upconversion fluorescence spectra of LaF3, KLaF4、(KLaF4)1.5 nanoparticles under excitation at 980 nm LD. (b) Decay profiles of Er3+： 4S3/2→4I15/2(544 nm) transitions of LaF3, KLaF4, (KLaF4)1.5 nanoparticles under 980 nm laser excitation. (c) LaF3, KLaF4, (KLaF4)1.5 nanoparticles CIE color coordinates. (d) Upconversion mechanism diagrams of Yb3+ sensitized Er3+ in (MLaFn)x(M=0, K; n=3， 4; x=1, 1.5) nanoparticles following excitation with 980 nm laser diode excitation.

表2 LaF3、KLaF4、(KLaF4)1.5納米顆粒的熒光衰減壽命值Tab.2 Fluorescence lifetime of the LaF3, KLaF4, (KLaF4)1.5 nanoparticles

3.4 上轉(zhuǎn)換發(fā)光機理

圖8(d)為在980 nm 激光二極管激發(fā)下，Yb3+/Er3+共摻(MLaFn)x(M=0,K;n=3,4;x=1,1.5) 納米顆粒的上轉(zhuǎn)換發(fā)光機制。由圖可知該過程的具體機理：首先敏化劑離子(Yb3+)吸收一個980 nm光子后，由基態(tài)能級(2F7/2)躍遷至激發(fā)態(tài)能級(2F5/2)，之后經(jīng)無輻射躍遷回到基態(tài)時將能量傳遞給鄰近的激活劑離子(Er3+)致使其從基態(tài)能級(4I15/2)躍遷至激發(fā)態(tài)能級(4I11/2)；隨后4I11/2能級再次吸收Yb3+離子傳遞980 nm光子后躍遷到更高的激發(fā)態(tài)能級(2F7/2)；最后，處于2F7/2激發(fā)態(tài)能級的光子一部分經(jīng)無輻射弛豫到達2H11/2，處于2H11/2能級的Er3+以相同的方式可以再吸收一個980 nm光子，躍遷到更高的激發(fā)態(tài)能級(2G9/2)，再經(jīng)無輻射馳豫到2H9/2能級，最后通過輻射躍遷回到基態(tài)能級，產(chǎn)生藍色的上轉(zhuǎn)換發(fā)射光((KLaF4)1.5光譜,在410 nm處對應(yīng)于2H9/2→4I15/2能級躍遷)；而另一部分處于2F7/2激發(fā)態(tài)能級的光子經(jīng)無輻射弛豫到達4S3/2和2H11/2能級，隨后均通過輻射躍遷回到基態(tài)能級，產(chǎn)生綠色的上轉(zhuǎn)換發(fā)射光。在上述過程的同時，處于基態(tài)(4I15/2)的Er3+同樣可以吸收Yb3+傳遞給它的一個980 nm光子后躍遷到4I11/2激發(fā)態(tài)能級；然后經(jīng)無輻射弛豫到達4I13/2激發(fā)態(tài)能級；然后再吸收一個980 nm光子躍遷至4F9/2激發(fā)態(tài)能級；最終經(jīng)輻射躍遷到基態(tài)能級，產(chǎn)生紅色上轉(zhuǎn)換發(fā)射光。

圖9 LaF3、KLaF4、(KLaF4)1.5納米顆粒上轉(zhuǎn)換發(fā)光示意圖。Fig.9 Upconversion luminescence schematic diagram of LaF3, KLaF4, (KLaF4)1.5 nanoparticle.

4 結(jié) 論

采用水熱法制備三氟乙酸鹽前驅(qū)體，溶劑熱法制備一系列Yb3+/Er3+共摻(MLaFn)x(M=0,K;n=3,4;x=1, 1.5)納米材料。實驗通過改變KF/RE的量比、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度等條件，實現(xiàn)從六角相LaF3到立方相KLaF4再到六角相(KLaF4)1.5的相變過程。隨著反應(yīng)時間的延長，納米晶尺寸變大，形貌由原來形狀不均勻的六角形(如(KLaF4)1.5納米晶)逐漸轉(zhuǎn)變成均勻的六角形。所制得的樣品在980 nm LD激發(fā)下，均具有上轉(zhuǎn)換發(fā)光。對(MLaFn)x(M=0,K;n=3,4;x=1,1.5)納米材料的控制合成以及上轉(zhuǎn)換發(fā)光的研究，為其他納米材料的基礎(chǔ)研究及應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。