單顆粒稀土納米晶的三基色上轉(zhuǎn)換發(fā)光

孫劍飛， 閆 東， 劉 祿

(1. 黑龍江大學(xué) 建筑工程學(xué)院， 黑龍江 哈爾濱 150080; 2. 哈爾濱工程大學(xué) 物理與光電工程學(xué)院， 黑龍江 哈爾濱 150001)

1 引 言

由于具有大的反斯托克斯位移、窄發(fā)射帶寬、長(zhǎng)熒光壽命、高發(fā)光穩(wěn)定性等獨(dú)特的光學(xué)特性，鑭系元素?fù)诫s的上轉(zhuǎn)換納米晶(UCNCs)引起了研究者的廣泛關(guān)注[1-3]，并且在照明及顯示器件、防偽材料、太陽能電池、傳感器件等許多領(lǐng)域展示出巨大的應(yīng)用潛力[4-10]。此外，上轉(zhuǎn)換材料生物毒性低，且使用廉價(jià)的近紅外二極管激光器激發(fā)，能減小入射光對(duì)生物組織的損傷并且具有高穿透深度[11]，因此與通過紫外光激發(fā)的高毒性量子點(diǎn)和有機(jī)染料相比，UCNCs更適合于各種生物應(yīng)用，如生物熒光標(biāo)記及成像、藥物輸運(yùn)及釋放、癌癥光療等[12-17]。

在上述應(yīng)用中，具有可調(diào)諧發(fā)光顏色的單顆粒UCNCs在超高分辨率顯示器件、高端防偽材料、生物多通道檢測(cè)等領(lǐng)域具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。但遺憾的是，目前仍然鮮有全色域單顆粒UCNCs的相關(guān)報(bào)道。

大量有關(guān)顏色調(diào)節(jié)的工作都是基于改變UCNCs組分實(shí)現(xiàn)的。通常，UCNCs包含主基質(zhì)、敏化劑離子(Nd3+、Yb3+等)和激活劑離子(Er3+、Tm3+或Ho3+等)[18-22]。其中敏化劑具有較強(qiáng)的近紅外波段吸收能力，并且可以將其所吸收的能量高效地傳遞給激活劑。鑭系激活劑具有階梯狀4f能級(jí)配置，原則上能輻射出跨越整個(gè)可見波段范圍的各種顏色光[23-24]。并且稀土基UCNCs的發(fā)光顏色對(duì)于摻雜組分很敏感，因此可以通過調(diào)節(jié)敏化劑或激活劑的種類或者濃度來改變發(fā)光顏色[25]。例如，用980 nm激光激發(fā)NaLnF4∶Yb/Tm納米晶體發(fā)射藍(lán)光、激發(fā)NaLnF4∶Yb/Er/Mn發(fā)射紅光、激發(fā)NaLnF4∶Yb/Er發(fā)射綠光，再將3種UCNCs按照一定的比例混合來調(diào)節(jié)輸出顏色[26]。然而，上述方法本質(zhì)上是實(shí)現(xiàn)不同顆粒的復(fù)色發(fā)光，而非單顆粒水平下實(shí)時(shí)可調(diào)的發(fā)光顏色。

盡管可以通過改變環(huán)境溫度或激發(fā)強(qiáng)度等外界條件來實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)UCNCs的發(fā)光顏色，但是這種方法一方面會(huì)降低發(fā)光亮度，另一方面其調(diào)節(jié)的顏色范圍非常有限。據(jù)我們所知，目前僅有劉曉鋼等實(shí)現(xiàn)了單顆粒水平的全色域上轉(zhuǎn)換熒光發(fā)射[27]。但是需要利用不同脈沖長(zhǎng)度的980 nm激光分別實(shí)現(xiàn)紅、綠光發(fā)射，不但增加了系統(tǒng)的搭建難度，而且將導(dǎo)致發(fā)光的閃爍，無法用于示蹤等應(yīng)用領(lǐng)域。

因此，合成能夠在近紅外激光激發(fā)下產(chǎn)生可調(diào)諧發(fā)光顏色的UCNCs，特別是能夠輻射出三基色熒光的單顆粒UCNCs，因其具有更高的空間分辨率、更寬的顏色調(diào)節(jié)范圍、更好的顏色再現(xiàn)性和穩(wěn)定性、無顆粒的相位分離等優(yōu)點(diǎn)，具有重大的研究意義和應(yīng)用價(jià)值[28-29]。

三基色單顆粒UCNCs的核心是實(shí)現(xiàn)不同顏色在不同外界刺激下的獨(dú)立發(fā)射。其中最為簡(jiǎn)單易行的方案就是引入不同的入射激光波長(zhǎng)：激光波長(zhǎng)1激發(fā)出納米晶的紅光、波長(zhǎng)2激發(fā)綠光、波長(zhǎng)3激發(fā)藍(lán)光。這種方案的主要優(yōu)點(diǎn)在于：通過連續(xù)輸出的激光激發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)無閃爍的上轉(zhuǎn)換熒光、改變3種入射激光的功率及比例，可以調(diào)節(jié)UCNCs的發(fā)光亮度和顏色，無需額外的激光調(diào)制器件，操作簡(jiǎn)便。

當(dāng)前常用的UCNCs敏化劑是Nd3+和Yb3+，分別對(duì)應(yīng)800 nm和980 nm激光源，所以上述方案需要尋找一種額外的敏化劑和激光源。最近本課題組開發(fā)了1 530 nm激光誘導(dǎo)的高效上轉(zhuǎn)換熒光[30]，利用高濃度Er3+在1.5 μm波段的高效吸收和惰性層的表面鈍化，實(shí)現(xiàn)了高亮度的上轉(zhuǎn)換熒光輸出。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，增加Er3+摻雜濃度可以提高納米晶的紅光純度，為單顆粒三基色發(fā)光提供了基礎(chǔ)。

此外，為了在單顆粒水平上分別實(shí)現(xiàn)800，980，1 530 nm波段誘導(dǎo)的三基色發(fā)光，核-殼結(jié)構(gòu)納米晶是一種有效的備選方案[31-32]。首先，常規(guī)UCNCs為了避免摻雜離子之間有害的交叉弛豫，摻雜濃度通常被限制在非常低的水平，導(dǎo)致發(fā)光強(qiáng)度嚴(yán)重衰減[33]。核-殼結(jié)構(gòu)納米晶可以大幅度地提高摻雜濃度并抑制猝滅，進(jìn)而能夠提高上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率[34-35]。其次，通過多層核-殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以將不同發(fā)光顏色的功能層分布于單顆粒UCNCs的不同區(qū)域，避免可能出現(xiàn)的顏色串?dāng)_。

本文通過熱分解方法及改進(jìn)的一鍋熱注射技術(shù)合成具有多層核-殼結(jié)構(gòu)的UCNCs。選擇高效的六方相NaYF4作為主基質(zhì)[34]，納米晶核為NaYF4∶18Yb/0.5Tm，在980 nm激光激發(fā)下發(fā)射藍(lán)光；第一殼層為NaLuF4惰性層；第二殼層為NaYF4∶40Er，作為1 530 nm激光誘導(dǎo)的紅光輻射源；第三殼層為NaLuF4惰性層；最外層為800 nm激光激發(fā)的NaYF4∶ 1Nd/1Yb/0.5Er，作為綠光輻射源。多層核-殼結(jié)構(gòu)納米晶的形貌通過結(jié)構(gòu)測(cè)試表征，發(fā)光特性通過上轉(zhuǎn)換熒光譜研究。最后，基于納米晶的三基色發(fā)光，通過調(diào)整激發(fā)光的功率及比例，演示了所制備樣品全色域發(fā)光的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。

2 實(shí) 驗(yàn)

2.1 納米晶核的制備

實(shí)驗(yàn)所需稀土氯化物(99.9%)、油酸(OA，90%)、十八烯(ODE，90%)、氫氧化鈉(NaOH，97%)、氟化銨(NH4F，99.9%)、甲醇(99.5%)、乙醇(99.7%)、環(huán)己烷(99.5%)均購于麥克林試劑公司，原料直接使用，未進(jìn)行進(jìn)一步提純。

首先通過如下熱分解方法合成NaYF4∶18Yb/0.5Tm納米晶核[36]：將提前制備的YCl3、TmCl3、YbCl3的甲醇溶液(Y3++Tm3++Yb3+=1 mmol)與6 mL的OA和15 mL的ODE混合加入50 mL三口燒瓶中。將混合物在150 ℃下加熱30 min至溶液澄清透明，然后冷卻至室溫。隨后加入NaOH(Na+=2.5 mmol)和NH4F(F-=4 mmol)的甲醇溶液并攪拌45 min。將混合物在110 ℃加熱15 min除去殘留的甲醇和水后，再將溶液迅速加熱至300 ℃并保持1.5 h，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中使用氬氣來保護(hù)反應(yīng)防止氧化。將制備好的納米顆粒離心收集并使用乙醇和甲醇洗滌數(shù)次，然后分散在環(huán)己烷中用于下一步的外延生長(zhǎng)。

2.2 核-殼納米晶的合成

該步驟首先需要準(zhǔn)備用于熱注射的犧牲殼層原液。以NaLuF4殼層為例簡(jiǎn)要介紹其制備流程：將提前制備的LuCl3(Lu3+=1 mmol)的甲醇溶液與6 mL的OA和15 mL的ODE混合加入50 mL三口燒瓶中。將混合物在180 ℃下加熱40 min至溶液澄清透明，然后冷卻至室溫。隨后加入NaOH(Na+=2.5 mmol)和NH4F(F-=4 mmol)的甲醇溶液并攪拌45 min。將混合物在110 ℃加熱15 min除去殘留的甲醇和水，冷卻至室溫后裝入離心管待用。其他殼層對(duì)應(yīng)的犧牲原液制備步驟類似。

多層核殼納米顆粒通過改進(jìn)的一鍋熱注射方法制備。將前面制備完成的0.1 mmol的NaYF4∶18Yb/0.5Tm納米晶核用作生長(zhǎng)外延殼的種子，與6 mL的OA和15 mL的ODE混合至50 mL的三口燒瓶中?？焖偌訜峄旌衔锷郎刂?00 ℃，待溫度穩(wěn)定后將預(yù)先制備的NaLuF4、NaYF4∶40Er、NaLuF4、NaYF4∶1Nd/1Yb/0.5Er犧牲殼溶液依次緩慢注入反應(yīng)溶液中，然后自然冷卻至室溫，離心清洗獲得最終產(chǎn)物，實(shí)驗(yàn)過程中使用氬氣來保護(hù)反應(yīng)液。最終產(chǎn)物的具體組成如下：NaYF4∶18Yb/0.5Tm@NaLuF4@NaYF4∶40Er@NaLuF4@NaYF4∶1Nd/1Yb/0.5Er。

2.3 實(shí)驗(yàn)裝置

采用X射線衍射儀(XRD，Shimadzu XRD-6100)分析納米晶核的結(jié)構(gòu)。使用透射電子顯微鏡(TEM，Tecnai G2)觀察所制備樣品的形貌。利用寬帶光源(景頤光電，JY-L2000)照射相應(yīng)的NaLnF4納米晶分散液，使用單色儀(Zolix，Omniλ-500)結(jié)合探測(cè)器(Zolix，CR131，DinGaAs1650)記錄其后方的透射光譜，忽略顆粒的散射并去除基線后獲得不同稀土離子的吸收光譜。用800，976，1 532 nm二極管激光器(鐳志威，LWIRL808-2W、LWIRL980-5W、LWIRL1530-1W)照射樣品，使用光纖輸入的微型光譜儀(海洋光學(xué)FLMS03177)記錄樣品的上轉(zhuǎn)換光譜。顏色調(diào)節(jié)演示中，使用三合一光纖連接不同波長(zhǎng)的激光器照射樣品的同一位置，調(diào)節(jié)各激光器的輸出功率，實(shí)現(xiàn)納米晶不同亮度和顏色的上轉(zhuǎn)換熒光。

3 結(jié)果與討論

按照之前的設(shè)計(jì)，本文中涉及Nd3+、Yb3+、Er3+3種敏化劑，對(duì)應(yīng)的吸收光譜如圖1所示。可以看到，Nd3+在795 nm處具有較強(qiáng)的吸收，Yb3+在980 nm附近達(dá)到吸收最大值，Er3+在1 530 nm附近展現(xiàn)一個(gè)明顯的寬帶吸收。上述3個(gè)吸收峰對(duì)應(yīng)3種激光波長(zhǎng)，用于實(shí)現(xiàn)后續(xù)的三基色發(fā)光。需要注意的是，由于采用不同的探測(cè)器測(cè)試不同波段的吸收光譜，因而圖1中的吸收峰強(qiáng)度并不具有可比性。

圖1 釹、鐿、鉺離子的不同波段吸收光譜。

Fig.1 Absorption spectra of Nd3+, Yb3+and Er3+at various wavelength regions.

在納米晶組分的構(gòu)建上，選擇Tm3+、Er3+、Er3+分別用于發(fā)射藍(lán)光、紅光、綠光。具體而言，將Yb3+/Tm3+嵌入內(nèi)核，吸收980 nm激光能量輻射藍(lán)光；將高濃度Er3+置于中間層，吸收1 530 nm激光輻射紅光；將Nd3+/Yb3+/Er3+嵌入最外層吸收800 nm激光輻射綠光。為了避免各層中的稀土離子之間有害的交叉弛豫，提高發(fā)光效率并保證各殼層的發(fā)光顏色不產(chǎn)生串?dāng)_，在各個(gè)發(fā)光層之間添加惰性保護(hù)層。

納米晶核的XRD數(shù)據(jù)如圖2(a)所示，各衍射峰的位置均與六方相NaYF4的標(biāo)準(zhǔn)衍射數(shù)據(jù)(卡片編號(hào)：28-1152)吻合得較好，證實(shí)所合成樣品為六方相結(jié)構(gòu)。相對(duì)于另一種在NaLnF4晶體中常見的四方相結(jié)構(gòu)，六方相具有更低的局域?qū)ΨQ性，因而有利于稀土離子產(chǎn)生高效的上轉(zhuǎn)換熒光。

圖2 納米晶樣品的TEM圖像和XRD數(shù)據(jù)。(a)納米晶核的XRD數(shù)據(jù)；(b)納米晶核的TEM圖像；(c)核-殼結(jié)構(gòu)樣品的TEM圖像。

Fig.2 TEM images and XRD data of as-prepared UCNCs. (a)XRD pattern of core-only UCNCs. (b)TEM image of core-only UCNCs. (c)TEM image of core-shell UCNCs.

樣品形貌如圖2中TEM圖像所示。其中NaYF4∶18Yb/0.5Tm納米晶核為形貌均一的顆粒，平均粒徑約為20 nm(圖2(a)，標(biāo)尺50 nm)。可以看到個(gè)別顆粒呈現(xiàn)較為明顯的六邊形，從另一方面表明所合成納米晶的結(jié)構(gòu)為六方相。此外，納米晶核樣品呈現(xiàn)高度的單分散性質(zhì)，表明其表面的油酸根連接充分。經(jīng)過一鍋熱注射法合成后，納米顆粒的尺寸有明顯增大。由于反應(yīng)體系中的油酸根傾向于鈍化六方相NaLnF4的100晶面，因而其c軸方向(對(duì)應(yīng)001晶面)是當(dāng)前實(shí)驗(yàn)條件下的優(yōu)先生長(zhǎng)方向，導(dǎo)致各向異性的生長(zhǎng)過程[37]。最終多層核-殼結(jié)構(gòu)納米晶變?yōu)樾蚊草^為均一的納米棒，尺寸約為30 nm×80 nm(圖2(b)，標(biāo)尺100 nm)，仍保持良好的單分散性，沒有出現(xiàn)明顯的團(tuán)簇。這種單分散的納米棒更容易被排出生物體外，因而可以降低其生物應(yīng)用的副作用。此外，本文設(shè)計(jì)了NaYF4和NaLuF4交替的結(jié)構(gòu)，由于Lu3+與Y3+的差異較大，因而TEM圖像中NaYF4區(qū)域與NaLuF4區(qū)域的對(duì)比度差異明顯。如圖2(c)中的局域放大圖所示，可以在包裹后的納米棒中看到比較明顯的納米晶核，并且與圖2(a)中的納米晶核尺寸一致，證實(shí)了納米晶核外延生長(zhǎng)的成功進(jìn)行。圖2(b)、(c)中右下角的內(nèi)插圖對(duì)應(yīng)各自樣品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

多層核-殼結(jié)構(gòu)納米晶在不同激發(fā)波長(zhǎng)照射下的上轉(zhuǎn)換熒光光譜如圖3所示。與預(yù)期相符，樣品在980，1 530，800 nm激光的激發(fā)下分別輻射出屬于Tm3+、Er3+、Er3+的特征藍(lán)光、紅光、綠光。NaYF4∶18Yb/0.5Tm晶核的主要發(fā)射峰在藍(lán)色(450 nm和475 nm)區(qū)域，來自Tm3+的1D2→3F4和1G4→3H6躍遷；NaYF4∶40Er中間殼中的Er3+離子在650 nm處產(chǎn)生典型的紅光發(fā)射，這是由Er3+的4F9/2→4I15/2躍遷產(chǎn)生的；最外層中的綠光輻射(520 nm和540 nm)歸因于Er3+的2H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2躍遷。

圖3 不同泵浦波長(zhǎng)下樣品的上轉(zhuǎn)換熒光譜。(a)980 nm；(b)1 530 nm；(c)800 nm。

Fig.3 Spectra obtained by various excitations. (a)980 nm. (b)1 530 nm. (c)800 nm.

為了研究所制備納米晶的上轉(zhuǎn)換發(fā)光機(jī)理，記錄了樣品發(fā)光強(qiáng)度隨泵浦功率的變化。稀土離子的上轉(zhuǎn)換熒光強(qiáng)度隨激光泵浦功率的變化通常遵循如下規(guī)律：

I∝Pn，

(1)

其中，I是樣品的上轉(zhuǎn)換熒光強(qiáng)度，P是激光器輸出的激發(fā)功率，n是產(chǎn)生一個(gè)上轉(zhuǎn)換光子所需的近紅外光子數(shù)。根據(jù)公式(1)，可以將功率關(guān)系數(shù)據(jù)中的橫縱坐標(biāo)取對(duì)數(shù)，之后線性擬合該數(shù)據(jù)，擬合直線的斜率即為上轉(zhuǎn)換過程涉及的光子數(shù)[38]。

圖4展示了由不同波長(zhǎng)激光激發(fā)的多層核-殼結(jié)構(gòu)納米晶的上轉(zhuǎn)換熒光功率關(guān)系，其中上轉(zhuǎn)換熒光強(qiáng)度為各輻射帶中的峰值強(qiáng)度(藍(lán)光：475 nm、紅光：650 nm、綠光：540 nm)?？梢钥闯?，藍(lán)光、紅光、綠光的雙對(duì)數(shù)功率關(guān)系均可以較好地線性擬合，對(duì)應(yīng)的斜率分別為2.2，2.2，1.9，證明了藍(lán)色、紅色、綠色3種顏色的上轉(zhuǎn)換熒光分別涉及三光子、三光子、雙光子過程。實(shí)驗(yàn)測(cè)得的斜率并不是整數(shù)，Pollnau等將這種現(xiàn)象歸因于稀土離子中間態(tài)能級(jí)向下弛豫和向上躍遷過程的競(jìng)爭(zhēng)[39]。

圖4 樣品不同顏色輻射對(duì)應(yīng)的功率關(guān)系。(a)藍(lán)光；(b)紅光；(c)綠光。

Fig.4 Power dependences of various emissions. (a)Blue light. (b)Red light. (c)Green light.

樣品中上轉(zhuǎn)換熒光的具體發(fā)光機(jī)制如圖5所示。對(duì)于藍(lán)光輻射：當(dāng)用980 nm激光照射時(shí)，納米晶內(nèi)核中的Yb3+通過基態(tài)吸收(GSA)被激發(fā)到2F5/2能級(jí)。然后從2F5/2能級(jí)回到基態(tài)2F7/2，同時(shí)通過能量轉(zhuǎn)移(ET)過程把能量傳遞到相鄰的Tm3+離子，使其從基態(tài)3H6躍遷到3H5能級(jí)。3H5上的電子通過非輻射弛豫到激發(fā)態(tài)3F4，再通過ET過程從Yb3+離子獲得第二次能量，躍遷到Tm3+離子的3F2/3F3能級(jí)，然后非輻射弛豫到3H4能級(jí)。再通過ET從Yb3+離子獲得第三次能量躍遷到Tm3+離子的1G4能級(jí)，最終產(chǎn)生三光子藍(lán)色發(fā)光(1G4→3H6，475 nm)。此外，1G4能級(jí)的Tm3+離子可以繼續(xù)吸收Yb3+傳遞的能量躍遷至1D2能級(jí)，然后產(chǎn)生四光子藍(lán)色發(fā)射(1D2→3F4，450 nm)。

對(duì)于紅光輻射：采用1 530 nm激光照射時(shí)，納米晶中間層的Er3+同時(shí)充當(dāng)敏化劑和激活劑，Er3+基態(tài)上的電子首先通過GSA過程躍遷至4I13/2能級(jí)，然后再通過激發(fā)態(tài)吸收(ESA)獲得第二個(gè)入射光子躍遷至4I9/2能級(jí)，最后通過ESA獲得第三個(gè)光子躍遷至2H11/2/4S3/2能級(jí)。由于摻雜濃度較高，Er3+離子之間強(qiáng)力的交叉弛豫過程(4S3/2+4I9/2→4F9/2+4F9/2)高效地退布居綠光能級(jí)同時(shí)填充紅光能級(jí)，因此導(dǎo)致紅光輻射(4F9/2→4I15/2，650 nm)占據(jù)主導(dǎo)。

圖5 不同激發(fā)波長(zhǎng)下核-殼納米晶的上轉(zhuǎn)換過程

Fig.5 Upconversion pathways of as-prepared UCNCs upon various excitations

對(duì)于綠光輻射：當(dāng)用800 nm激光照射樣品時(shí)，最外層中的Nd3+光敏劑離子通過GSA過程捕獲800 nm光子來布居4F5/2/2H9/2能級(jí)，之后通過連續(xù)的ET過程將能量轉(zhuǎn)移到作為橋接的Yb3+離子后，繼續(xù)傳遞給激活劑Er3+離子。Er3+離子連續(xù)接收兩次ET能量從基態(tài)4I15/2躍遷至中間態(tài)4I11/2再到激發(fā)態(tài)4F7/2。之后通過晶格振動(dòng)輔助的非輻射過程弛豫到2H11/2和4S3/2能級(jí)，最終產(chǎn)生雙光子過程的綠色發(fā)射(2H11/2→4I15/2，520 nm和4S3/2→4I15/2，540 nm)。

為了展示所制備納米晶優(yōu)異的顏色調(diào)節(jié)能力，本文最后通過改變3種入射激光的激發(fā)功率來動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)樣品的發(fā)光顏色。如圖6所示，隨著入射激光功率配比的變化，樣品的發(fā)光顏色出現(xiàn)紅→橙→綠→青→藍(lán)→紫→白的逐漸演變(圖中(1)～(7))，并且可以實(shí)現(xiàn)同種發(fā)光顏色的不同亮度輸出(圖中(8)～(10)演示了不同亮度的白光輻射)，表明本文所提供的納米晶具有亮度可調(diào)的全色域顯示能力。

圖6 通過調(diào)整3種激光器的功率來改變核-殼納米晶的上轉(zhuǎn)換熒光顏色

Fig.6 Color tuning of the core-shell UCNCs by adjusting the powers of the three lasers

4 結(jié) 論

本文采用熱分解方法結(jié)合相對(duì)快捷的一鍋熱注射技術(shù)合成了多層核-殼結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)換納米晶體，TEM測(cè)試表明樣品為高度單分散的形貌均勻納米棒。在980，1 530，800 nm激光照射下，樣品的室溫上轉(zhuǎn)換熒光譜中分別展現(xiàn)出較純的源于Tm離子的藍(lán)光、Er離子的紅光、Er離子的綠光輻射，來自于多層核-殼納米晶體中不同的功能區(qū)。通過測(cè)量不同激光功率下的上轉(zhuǎn)換熒光譜，分析了三基色上轉(zhuǎn)換熒光對(duì)應(yīng)的發(fā)光機(jī)理。最后，控制各激光的輸出功率來改變?nèi)l(fā)光強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了樣品全色域熒光輻射的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。本文所提供的這種在單顆粒水平上具有三基色發(fā)光的納米晶體為超高分辨率的上轉(zhuǎn)換顯示器件提供了基礎(chǔ)，并且有利于推動(dòng)多重檢測(cè)、生物成像、高端防偽等應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展。