A Pr3+ doping strategy for simultaneously optimizing the size and near infrared persistent luminescence of ZGGO:Cr3+ nanoparticles for potential bio-imaging

文献情報

出版日 2017-07-04
DOI 10.1039/C7CP02909H
インパクトファクター 3.676
著者

Zheng Gong, Yuxue Liu, Jian Yang, Duanting Yan, Hancheng Zhu, Chunguang Liu, Changshan Xu, Hong Zhang


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要旨

Spinel-phase Zn2Ga2.98−xGe0.75O8:Cr0.020,Prx (ZGGO:Cr3+,Pr3+) near infrared (NIR) persistent luminescence nanoparticles (PLNPs) with different amounts of Pr3+ dopant were prepared by a hydrothermal method in combination with a subsequent annealing in a vacuum. For these nanoparticles, the averaged particle size decreases from 64 to 37 nm with increasing Pr3+ doping concentration from 0 to 0.025 and Cr3+ and Pr3+ ions are uniformly doped into the interior and surface of a single nanoparticle. It can be found that Pr3+ doping leads to the appearance of more anti-site pairs () around distorted octahedral Cr3+ ions and enhanced NIR emissions around 697 nm, which originate from the 2E(2G) → 4A2(4F) and 4T2(4F) → 4A2(4F) transitions of the interior and surface Cr3+ ions in the nanoparticles. In particular, for the interior Cr3+ ions in the Pr3+ doped nanoparticles, the enhanced NIR luminescence can be attributed to the suppressed energy transfer of the excited electrons from the 4T2(4F) level to the trap level related to anti-site pairs () around the distorted octahedral Cr3+ ions. Our results suggest that Pr3+ doped ZGGO:Cr3+ PLNPs have potential applications for bio-imaging.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
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年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

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