In a recent study [11] we investiga

In a recent study [11] we investigated downconversion with the (Er3+, Yb3+) couple in NaYF4, which is a well-known host for efficient upconversion with this couple [12], [13] and [14]. In Fig. 1 the downconversion scheme for the Er3+, Yb3+ couple is shown. In the first step energy transfer from the 4F7/2 level of Er3+ occurs: Er3+ (4F7/2→4I11/2), Yb3+ (2F7/2→2F5/2), thus populating the 2F5/2 level of Yb3+. In the second step energy transfer to a second Yb3+-ion can occur from the 4I11/2 level of Er3+ while it is also possible that Er3+ emits a photon at around 1000 nm from the 4I11/2 level. In order to realize efficient downconversion it is crucial to prevent (fast) non-radiative decay from the 4F7/2 level to the 4S3/2 level since downconversion from the 4S3/2 level is not possible. Non-radiative relaxation from the 4F7/2 level is reduced in a low-phonon energy host lattice. The study on downconversion of the (Er3+, Yb3+) couple in NaYF4 showed that the phonon energy in this fluoride (∼400 cm−1) is too high and fast multi-phonon relaxation prevents downconversion. Therefore we have chosen KPb2Cl5 as a host lattice to study downconversion in Er3+, Yb3+. This chloride host has a small phonon energy (maximum phonon energy ∼200 cm−1[15] and [16]). In addition, it is one of the few chlorides that is not hygroscopic, which is an important advantage for potential applications. In a comprehensive study by Tkachuk et al. [15] the energy levels and relaxation rates have been studied in detail for Er3+ in KPb2Cl5. Here we focus on the 4F7/2 level and energy transfer from this level to neighboring Yb3+ ions in co-doped KPb2Cl5:Er3+, Yb3+. The results show that downconversion occurs, but multi-phonon relaxation is faster and causes the downconversion efficiency to be low.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ในการศึกษาล่าสุด [11] เราสอบสวน downconversion ด้วย (Er3 + Yb3 +) คู่ใน NaYF4 ซึ่งเป็นรู้จักสำหรับ upconversion มีประสิทธิภาพกับคู่นี้ [12], [13] [14] และ Yb3 + คู่จะแสดงขึ้นในแผน downconversion สำหรับ Er3 + 1 Fig. โอนย้ายพลังงานจากระดับ 4F7/2 ของ Er3 + เกิดในขั้นตอนแรก: Er3 + (4F7/2→4I11/2), Yb3 + (2F7/2→2F5/2), ดังนั้น กำลังเติมข้อมูลระดับ 2F5/2 ของ Yb3 + พลังงานในขั้นตอนที่สองโอนย้ายไปที่สอง Yb3 + -ไอออนสามารถเกิดขึ้นได้จากระดับ 4I11/2 ของ Er3 + ในขณะที่มันเป็นไปได้ว่า Er3 + emits โฟตอนที่รอบ 1000 nm จากระดับ 4I11/2 เพื่อให้ทราบถึง downconversion ที่มีประสิทธิภาพ จึงเป็นสิ่งสำคัญเพื่อป้องกันการผุ (เร็ว) ไม่-radiative 4F7/2 ระดับระดับ 4S3/2 เนื่องจาก downconversion จากระดับ 4S3/2 ไม่สามารถ ผ่อนคลายไม่ใช่ radiative จากระดับ 4F7/2 ลงในโครงตาข่ายประกอบพลังงานต่ำ phonon โฮสต์ การศึกษา downconversion ของ (Er3 + Yb3 +) คู่ใน NaYF4 แสดงให้เห็นว่า พลังงาน phonon ในนี้ฟลูออไรด์ (∼400 cm−1) สูงเกินไป และผ่อนคลายได้อย่างรวดเร็วหลาย phonon ป้องกัน downconversion ดังนั้น เราได้เลือก KPb2Cl5 เป็นโครงตาข่ายประกอบโฮสต์การเรียน downconversion ใน Er3 + Yb3 + โฮสต์นี้คลอไรด์มีพลังงาน phonon เล็ก (phonon สูงพลังงาน ∼200 cm−1 [15] และ [16]) นอกจากนี้ มันเป็นหนึ่งของคลอไรด์ไม่กี่ที่ไม่ hygroscopic ซึ่งจะเป็นประโยชน์สำหรับโปรแกรมประยุกต์อาจเกิดขึ้น ในครอบคลุมศึกษาระดับพลังงานโดย Tkachuk et al. [15] และราคาผ่อนคลายมีการศึกษาในรายละเอียด Er3 + ใน KPb2Cl5 ที่นี่เราเน้น 4F7/2 ระดับและโอนย้ายพลังงานจากระดับนี้จะใกล้เคียง Yb3 + ประจุใน doped ร่วม KPb2Cl5:Er3+, Yb3 + ผลลัพธ์แสดงว่า downconversion เกิดขึ้น แต่หลาย phonon จะเร็ว และทำให้ประสิทธิภาพ downconversion จะต่ำ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ในการศึกษาล่าสุด [11] เราตรวจ downconversion กับ (ER3 + YB3 +) คู่ใน NaYF4 ซึ่งเป็นโฮสต์ที่รู้จักกันดีสำหรับ Upconversion มีประสิทธิภาพด้วยคู่นี้ [12], [13] และ [14] ในรูป 1 โครงการ downconversion สำหรับ ER3 + คู่ YB3 + จะแสดง ในการถ่ายโอนพลังงานขั้นตอนแรกจาก 4F7 / 2 ระดับของ ER3 + เกิดขึ้น: ER3 + (4F7 / 2 → 4I11 / 2) YB3 + (2F7 / 2 → 2F5 / 2) จึงประชากร 2F5 / 2 ระดับของ YB3 + ในการถ่ายโอนพลังงานขั้นตอนที่สองจะ YB3 สอง + ไอออนสามารถเกิดขึ้นได้จาก 4I11 / 2 ระดับของ ER3 + ในขณะที่มันเป็นไปได้ว่า ER3 + ปล่อยโฟตอนที่ประมาณ 1000 นาโนเมตรจาก 4I11 / 2 ระดับ เพื่อให้ตระหนักถึง downconversion ที่มีประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญเพื่อป้องกันไม่ให้ (เร็ว) การสลายตัวที่ไ​​ม่แผ่รังสีจาก 4F7 / 2 ระดับเพื่อ 4S3 / 2 ระดับตั้งแต่ downconversion จาก 4S3 / 2 ระดับเป็นไปไม่ได้ ผ่อนคลายไม่การแผ่รังสีจาก 4F7 / 2 ระดับจะลดการใช้พลังงานต่ำ phonon ตาข่ายเจ้าภาพ การศึกษาของ downconversion (ER3 + YB3 +) คู่ใน NaYF4 แสดงให้เห็นว่าพลังงาน phonon ในฟลูออไรนี้ (~400 เซนติเมตร-1) สูงเกินไปและรวดเร็วผ่อนคลายหลาย phonon ป้องกันไม่ให้ downconversion ดังนั้นเราจึงได้เลือก KPb2Cl5 เป็นตาข่ายเป็นเจ้าภาพในการศึกษา downconversion ใน ER3 + YB3 + โฮสต์คลอไรด์นี้มีพลังงาน phonon ขนาดเล็ก (สูงสุด ~200 พลังงาน phonon เซนติเมตร-1 [15] และ [16]) นอกจากนี้ยังเป็นหนึ่งในไม่กี่คลอไรด์ที่ไม่อุ้มน้ำซึ่งเป็นประโยชน์ที่สำคัญสำหรับการใช้งานที่มีศักยภาพ ในการศึกษาที่ครอบคลุมโดย Tkachuk และคณะ [15] ระดับพลังงานและอัตราการผ่อนคลายที่ได้รับการศึกษาในรายละเอียดสำหรับ ER3 + ใน KPb2Cl5 ที่นี่เรามุ่งเน้นไปที่ 4F7 / 2 ระดับและการถ่ายโอนพลังงานจากระดับนี้จะใกล้เคียง YB3 ไอออนใน KPb2Cl5 ร่​​วมเจือ: ER3 + YB3 + ผลปรากฏว่าเกิดขึ้น downconversion แต่ผ่อนคลายหลาย phonon ได้เร็วขึ้นและทำให้เกิดประสิทธิภาพ downconversion จะต่ำ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ในการศึกษาล่าสุด [ 11 ] เราได้ด้วย ( er3 downconversion , คู่ yb3 ) ใน nayf4 ซึ่งเป็นโฮสต์ที่มีประสิทธิภาพ upconversion คู่นี้ [ 12 ] , [ 13 ] และ [ 14 ] ในรูปที่ 1 โครงการ downconversion สำหรับ er3 yb3 คู่ , แสดง ในขั้นตอนแรกของการถ่ายโอนพลังงานจาก 4f7 / 2 ระดับ er3 เกิดขึ้น : er3 ( 4f7 / 2 → keyboard - key - name 4i11 / 2 ) yb3 ( 2f7 / 2 → keyboard - key - name 2f5 / 2 )ดังนั้น ประชากร 2f5 / 2 ระดับ yb3 . ในขั้นตอนที่ 2 การถ่ายโอนพลังงานให้ yb3 ที่สอง - ไอออนที่สามารถเกิดขึ้นได้จาก 4i11 / 2 ระดับ er3 ในขณะที่มันเป็นไปได้ว่า er3 ปล่อยโฟตอนที่ประมาณ 1000 nm จากระดับ 4i11 / 2เพื่อทราบประสิทธิภาพ downconversion มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะป้องกัน ( เร็ว ) ไม่กระจายสลายจากระดับ 4f7 / 2 เพื่อ 4s3 / 2 ระดับ ตั้งแต่ downconversion จากระดับ 4s3 / 2 ไม่ได้ ไม่ผ่อนคลาย เปลี่ยนจากระดับ 4f7 / 2 ลดลงต่ำ Phonon พลังงานเจ้าบ้านตุงตาข่าย การศึกษา ( er3 downconversion ของ ,yb3 ) คู่ พบว่า ใน nayf4 Phonon พลังงานฟลูออไรด์ ( ∼ 400 cm − 1 ) สูงเกินไปและรวดเร็วในการพักผ่อน Phonon หลายป้องกัน downconversion . ดังนั้นเราจึงได้เลือก kpb2cl5 เป็นโฮสขัดแตะเพื่อศึกษา downconversion ใน er3 yb3 , . นี้ ( โฮสต์มีพลังงาน Phonon ขนาดเล็ก ( สูงสุด Phonon ∼พลังงาน 200 ซม. − 1 [ 15 ] [ 16 ] ) นอกจากนี้มันเป็นหนึ่งในไม่กี่ที่ไม่ hygroscopic คลอไรด์ ซึ่งเป็นประโยชน์ที่สำคัญสำหรับการใช้งานที่มีศักยภาพ ในการศึกษาที่ครอบคลุม โดย tkachuk et al . [ 15 ] พลังงานระดับอัตราการผ่อนคลายและได้รับการศึกษาในรายละเอียดสำหรับ er3 ใน kpb2cl5 . ที่นี่เราเน้น 4f7 / 2 ระดับและการถ่ายโอนพลังงานจากระดับใกล้เคียง yb3 ไอออนด้วย kpb2cl5 : er3 yb3 Co , .ผลที่ได้แสดงให้เห็นว่า downconversion เกิดขึ้น แต่การพักผ่อน Phonon หลากเร็วและทำให้ downconversion ประสิทธิภาพจะต่ำ