Los nanocristales de conversión ascendente dopados con lantánidos UCNC han encontrado recientemente un gran potencial en las aplicaciones de bioimagen de infrarrojo cercano y dispositivos optoelectrónicos no lineales debido a sus características espectrales ajustables y excelente fotoestabilidad. En particular, sus bandas de excitación de infrarrojo cercano en 808 y 980nm están dentro de la primera ventana de transparencia biológica, lo que indica una alta profundidad de penetración y un bajo daño fototérmico. Sin embargo, la baja eficiencia cuántica de tales UCNC típicamente menos del 1% constituye un obstáculo intrínseco para el uso práctico. Para superar esta limitación, muchosSe han desarrollado métodos químicos para mejorar las eficiencias de absorción y emisión, incluida la pasivación de la superficie, la gestión de la transferencia de energía y la manipulación de la red del huésped. Recientemente, el efecto de mejora plasmónica en nanoestructuras metálicas de longitud de onda inferior se ha utilizado para abordar este problema de larga data mediante el aumento de la absorciónsección transversal de iones lantánidos y aceleradoresa su velocidad de desintegración radiativa.Además, las nanoestructuras plasmónicas también pueden influir en el estado de polarización de la luminiscencia de conversión ascendente de las UCNC cercanas, lo que no se puede lograr con los otros enfoques mencionados anteriormente y hasta ahora ha permanecido relativamente inexplorado.
En este trabajo, proponemos emplear las resonancias de doble plasmón de un nanorod de oro recubierto de sílice para mejorar la intensidad de luminiscencia de conversión ascendente de los nanocristales CaF2: Yb3 +, Er3 + y al mismo tiempo modular el estado de polarización de las emisiones rojas y verdes. Hemos tenido éxitoNanoestructuras de conversión ascendente plasmónicas híbridas sintetizadas que consisten en UCNC CaF2: Yb3 +, Er3 + sub-10 nm unidas en nanorods de oro recubiertos de sílice en una geometría de núcleo-carcasa-satélite. Al ajustar con precisión el espesor de la carcasa de sílice, hemos logrado un factor de mejora de luminiscenciade ~ 7 veces para la banda de emisión roja y ~ 3 veces para la banda de emisión verde.Con las emisiones de conversión ascendente mejoradas, tales nanoestructuras híbridas de conversión ascendente plasmónica exhiben un mejor contraste de imágenes de múltiples fotones de las células HeLa en los canales de imagen rojos y verdes, lo que demuestra suutilizar como una prometedora sonda fluorescente no lineal para aplicaciones de bioimagen de alto contraste. Más interesante, hemos observado que los dosLas emisiones de nanoestructuras híbridas individuales están altamente polarizadas con una respuesta de polarización distintiva, con la polarización de emisión roja a lo largo del eje largo del nanorod de oro y la polarización de emisión verde a lo largo de la polarización de incidencia.Hemos analizado el origen físico responsable de las emisiones de conversión ascendente polarizada mediante la combinación de la teoría de transferencia de energía de resonancia de Förster y simulaciones electrodinámicas de onda completa.Hemos encontrado que la interacción coherente entre los dipolos de emisión de UCNC y los dipolos plasmónicos de la GNR determina el estado de polarización de emisión en diversas situaciones y, por lo tanto, abre el camino para el control preciso de la anisotropía de emisión de UC para una amplia gama de bioimagen y biodetecciónaplicaciones, así como iluminadores polarizados en espectrómetros y fotodetectores a nanoescala sensibles a la polarización.
El trabajo relacionado ha sido publicado en Luz: ciencia y aplicaciones .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Changchun de Óptica, Mecánica Fina y Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :