实现二维(2D)纳米材料的多色发光将为下一代纳米级光电器件提供潜力。而且,将精细的结构化谱线发射和检测结合起来可以进一步丰富功能纳米材料的研究和应用。近日,中国计量大学Gongxun Bai,Shiqing Xu,香港理工大学Jianhua Hao等报道了将镧系元素掺杂策略已用于2D ZnSe:Er3+纳米片的合成,以实现精细结构的多色发光光谱。
本文要点:
1)获得的材料实现了同时的上转换和下转换发射,可以覆盖从紫外线到可见光再到近红外区域的超宽带光学范围。
2)通过研究4 K下的发射光谱的低温精细结构,作者观察到了大量的次电子能级跃迁,阐明了2D ZnSe纳米片中Er3+离子的电子结构。
3)随着温度的变化,这些纳米片在980和365 nm的激发下呈现出多色发光。
4)实验表明,利用Er3+离子独特的亚能级跃迁开发的2D ZnSe:Er3+光学温度传感器具有较高的绝对值(15.23%K-1)和相对灵敏度(8.61%K-1),优于常规的Er3+激活的上转换发光纳米温度计。
该工作表明,具有直接和宽带隙的掺Er3+的ZnSe纳米材料在未来的二维光子和传感器件中具有巨大的应用潜力。
Yuan Liu, et al. Ultrabroadband Tuning and Fine Structure of Emission Spectra in Lanthanide Er-Doped ZnSe Nanosheets for Display and Temperature Sensing. ACS Nano, 2020
DOI: 10.1021/acsnano.0c07547