نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکدة علوم و فناوری نانو، دانشگاه صنعتی شریف، تهران

2 دانشکدة مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی شریف، تهران

3 پژوهشکدة لیزر و پلاسما، دانشگاه شهید بهشتی، تهران

چکیده

نانوذرات ‏SrF2‎‏ آلاییده با ‏Yb3+‎‏ و ‏Tm3+‎‏ از طریق تکنیک گرمایی ساده سنتز شدند. یون‌های سیترات به عنوان عامل پوشانندة سطح به ‏محلول واکنش اضافه شدند. نانوذرات واگردونی رو بالای به دست آمده به وسیلة میکروسکوپ الکترونی روبشی ‏‎(FESEM)‎، طیف ‌سنجی ‏پراش الکترونی پرتو ‏x‏ ‏‎(EDS)‎، پراش پرتو ‏x‏ ‏‎(XRD)‎، پراش نور پویا ‏‎(DLS)‎، پتانسیل زتا، طیف سنجی تبدیل فوریۀ فروسرخ ‏‎(FT-‎IR)‎‏ و نورتابی با استفاده از لیزر ‏ nm‏980 شناسایی شدند. بر اساس نتایج به دست آمده یون‌های خاکی نادر ‏‎(Na+)‎‏ که کاتیون‌های ‏نمک سیترات هستند می‌توانند به عنوان جبران کنندۀ بار وارد شبکۀ میزبان شوند. نشر واگردونی رو به بالا در مناطق مرئی و فروسرخ با ‏تابش لیزر ‏nm‏ 980 مشاهده شد. نانوذرات با توزیع اندزة باریک و ریخت شناسی کروی یکنواخت به طور مستقیم در آب قابل پخش ‏هستند‎ و سوسپانسیون کاملاً شفافی را تشکیل می‌دهند. اندازۀ ذراتnm ‎‏ 10±1 است. نفوذ بالای طول موج نور تهییجی فروسرخ ‏به بافت، این نانوذرات را برای هدف‌گیری تومورها در بافت‌های عمیق به منظور تصویربرداری زیستی و درمان فتودینامیک مناسب ‏می‌کند.
 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Visible and near infrared upconversion emission from Tm3+, Yb3+ ‎doped SrF2 nanoparticles

نویسندگان [English]

  • M Ghorashi 1
  • H R Madaah-Hosseini 2
  • E Mohajerani 3

1 Institute for Nanoscience and Nanotechnology, Sharif University of Technology, Tehran, Iran

2 Department of Materials Science and Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran

3 Laser and Plasma Research Institute, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

چکیده [English]

Tm3+, Yb3+-codoped SrF2 nanoparticles were synthesized through a facile hydrothermal ‎technique. Citrate ions were introduced as the capping agent into the reaction. Upconversion ‎nanoparticles were characterized by field emission scanning electron microscopy (FESEM), ‎Energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS), x-ray diffraction (XRD), Dynamic light scattering ‎‎(DLS), Zeta potential, Fourier transform Infrared spectroscopy (Ft-IR), and the 980 nm laser induced ‎photoluminescence spectroscopy. Rare-earth ions (Na+), which are the cations of citrate salts, ‎are incorporated into the structure to  act as charge compensators. Upconversion emission in the ‎visible and NIR region was observed by the 980 nm irradiation. Nanoparticles with a narrow size ‎distribution and a uniform morphology were directly dispersible in water, forming a quite transparent ‎suspension. Nanoparticles size was approximately 10 nm. High penetration of the  Near-Infrared light into ‎the body tissue makes these nanoparticles appropriate for tumor targeting in the deeper tissues for ‎the purpose of bioimaging and photodynamic therapy‎.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • upconversion nanoparticles
  • strontium fluoride
  • ‎ Tm and Yb dopants
  • hydrothermal ‎synthesis
  • optical properties‎

X Chen, J Vanacken, Y Liu, L Meng, J Ge, J Hu, S. Wu, Z Zhong, and V V Moshchalkov, IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 25 (2019) 1.

D Kim, N Lee, Y I. Park, and T Hyeon, Bioconjugate Chemistry, 28 (2017) 12.

K Lingeshwar Reddy, R Balaji, A. Kumar, and V. Krishnan, Small 14 (2018) 1801304.

B Zhou, B Shi, D Jin, and X Liu, Nature Nanotechnology 10 (2015) 924.

P Du, J H Lim, S H Kim, and J S Yu, Opt. Mater. Express 6 (2016) 1896.

J C Goldschmidt and S Fischer, Advanced Optical Materials 3 (2015) 510.

E A Grebenik, A B Kostyuk, and S M Deyev, Russian Chemical Reviews 85 (2016) 1277.

M Misiak, M Skowicki, T Lipiński, A Kowalczyk, K. Prorok, S Arabasz, and A Bednarkiewicz, Nano Research 10 (2017) 3333.

M K Tsang, C F Chan, K L Wong, and J Hao, Journal of Luminescence 157 (2015) 172.

10. X Wu, Y Zhang, K Takle, O Bilsel, Z Li, H Lee, Z Zhang, D Li, W Fan, C Duan, E M Chan, C Lois, Y Xiang, and G Han, ACS Nano 10 (2016) 1060.

11. N Kumam, N P Singh, L P Singh, and S K Srivastava, Nanoscale Research Letters 10 (2015) 347.

12. J Sun, J Xian, and H Du, Applied Surface Science, 257 (2011) 3592.

13. J Sun, J Xian, X Zhang, and H Du, Journal of Rare Earths 29 (2011) 32.

14. G Wang, Q Peng, and Y Li, Journal of the American Chemical Society 131 (2009) 14200.

15. B Xu, H He, Z Gu, S Jin, Y Ma, and T Zhai, The Journal of Physical Chemistry C 121 (2017) 18287.

16. R D Shannon and C T Prewitt, Acta Crystallographica Section B 26 (1970) 1046.

17. J K Lim, S A Majetich, and R D Tilton, Langmuir 25 (2009) 13384.

18. C Graf, Q Gao, I Schütz, C N Noufele, W Ruan, U Posselt, E Korotianskiy, D Nordmeyer, F Rancan, S Hadam, A Vogt, J Lademann, V Haucke, and E Rühl, Langmuir 28 (2012) 7598.

19. V. Muhr, S. Wilhelm, T. Hirsch, and O. S. Wolfbeis, Accounts of Chemical Research 47 (2014) 3481.

20. Y Bao, Q A N. Luu, C Lin, J M Schloss, P S May, and C Jiang, Journal of Materials Chemistry 20 (2010) 8356.

21. A Márquez-Herrera, M V Ovando-Medina, E B Castillo-Reyes, M Zapata-Torres, M Meléndez-Lira, and J González-Castañeda, Materials 9 (2016) 30.

    L M Bishop, J C Yeager, X Chen, J N Wheeler, M D Torelli, M C Benson, S D Burke, J A Pedersen, and R J Hamers, Langmuir 28 (2012) 1322.

تحت نظارت وف بومی