Lifetime Studies.
The luminescence lifetimes of the excited states of the 4 mol % doped samples of I and IIa were investigated.
The 5D0 f 7F1 band for the Eu3þ samples I (4% Eu) and IIa (4% Eu) and the 5D4 f 7F6 emission band for the Tb3þ samples I (4% Tb) and IIa (4% Tb) were monitored for
the lifetime studies employing 310 nm excitation at room temperature.
The experimental luminescent decay curve was fitted to a single exponential decay function as,
I ¼ I0 expð- t=τÞ
where I and I0 stands for the luminescent intensities at time t = t and t = 0 and τ is defined as the luminescent lifetime.
The fit of the curve for a single exponential decay suggests a lifetime value
of 0.38 ms for I (4% Eu) (Figure 7).
The lifetime values for the other samples are given in Table 4 (Supporting Information,
Figure S22-S24). The values of the lifetime observed in the present compounds are comparable to the values generally known for the pure Eu3þ and Tb3þ compounds reported in the literature. Upconversion Studies.
There has been some recent interest in the study of a possible two-photon upconversion processes in compounds containing Nd3þ ions.
The upconversion in these compounds are actually anti-Stokes emissions.
Among the present compounds, [C10H10N2][Nd2(SO4)4(H2O)2]2, IIIa, could exhibit this upconversion emission.
The room temperature UVvis spectrum of IIIa indicated that the absorption increases
rapidly with decreasing wavelength due to the intraligand absorption (Figure 8).
From the UV studies, the absorption bands of the Nd3þ ions appear to exhibit primary ground state Stark splitting of the eigenstates due to the possible crystal field
effects.
A schematic of the energy transfer process in the upconversion using Nd3þ ions suggests the possible pathway for the twophoton upconversion processes (Supporting Information, Figure S25).
The Nd3þ compound (IIIa) has an intense absorption at ∼582 nm, which corresponds to the 4I9/2 f 4G5/2 transition.
This is a hypersensitive band and also satisfies the selection rules of ΔJ = ( 2, ΔL = ( 2, and ΔS = 0.
The luminescence of IIIa at short wavelength results from the 4D3/2 levels.
In order to observe the possible two-photon absorption in IIIa, one needs to excite the photon to either the 4D3/2 or 4D5/2 levels.
The direct excitation to this level may be limited due to the intraligand absorption by the short wavelength radiation.
In addition, the excitation wavelength (λ = 582 nm) is far from the wavelength
that may be required for the intraligand absorption.
Thus, during our studies, the first excited 4G5/2, level can relax nonradiatively
to the 4F3/2 level where some population can occur.
This photon may further undergo excited state absorption (ESA), while the others relax to lower energy levels. The excitation wavelength (∼582 nm) was used to populate the 4F3/2 levels and efficient reexcitation from the 4F3/2 to the 4D5/2 levels.
It is likely that the excited 4D5/2 levels from the ESA also relax nonradiatively to the
4D3/2 levels from which the upconverted luminescence may be observed.
The upconverted luminescence spectra for this yellow pumping (582 nm excitation) from 4D3/2 levels are shown in Figure 9.
To study the dependence of the excitation intensity on the upconverted luminescence intensity, we have also performed a simple power dependence study.
Here a series of sterile glass plates are placed sequentially in the pathway between the
excitation source and the sample.
The decrease in excitation intensity per glass plate was precalibrated using the UV-vis
spectrometer in the transmission mode and also normalized with respect to the transmission obtained in the absence of any glass slides.
The decrease in the luminescence intensity for six successive glass plates is shown in Figure 10.
We have plotted the log-log plot of the luminescence intensity versus the excitation intensity, and a fit could provide a clue to the number of photons involved in the upconversion process (Figure 11).
The plot for the three emission peaks at 373, 432, and 445 nm was found to be linear with a slope of 2.07, 1.57, and 1.64, respectively.
These values suggest that the excitation may be due to two photons that are employed successfully.
The ideal value for the two photon absorption should be closer to 2, and the
decreased value may be due to the loss of some of the excitation energy at the one-photon absorption level, which could result from the 4F3/2f4I11/2, 4F3/2f4I9/2 level in the near-IR region.
Lifetime Studies. The luminescence lifetimes of the excited states of the 4 mol % doped samples of I and IIa were investigated. The 5D0 f 7F1 band for the Eu3þ samples I (4% Eu) and IIa (4% Eu) and the 5D4 f 7F6 emission band for the Tb3þ samples I (4% Tb) and IIa (4% Tb) were monitored forthe lifetime studies employing 310 nm excitation at room temperature. The experimental luminescent decay curve was fitted to a single exponential decay function as,I ¼ I0 expð- t=τÞwhere I and I0 stands for the luminescent intensities at time t = t and t = 0 and τ is defined as the luminescent lifetime. The fit of the curve for a single exponential decay suggests a lifetime valueof 0.38 ms for I (4% Eu) (Figure 7). The lifetime values for the other samples are given in Table 4 (Supporting Information,Figure S22-S24). The values of the lifetime observed in the present compounds are comparable to the values generally known for the pure Eu3þ and Tb3þ compounds reported in the literature. Upconversion Studies. There has been some recent interest in the study of a possible two-photon upconversion processes in compounds containing Nd3þ ions.The upconversion in these compounds are actually anti-Stokes emissions. Among the present compounds, [C10H10N2][Nd2(SO4)4(H2O)2]2, IIIa, could exhibit this upconversion emission. The room temperature UVvis spectrum of IIIa indicated that the absorption increasesrapidly with decreasing wavelength due to the intraligand absorption (Figure 8). From the UV studies, the absorption bands of the Nd3þ ions appear to exhibit primary ground state Stark splitting of the eigenstates due to the possible crystal fieldeffects.A schematic of the energy transfer process in the upconversion using Nd3þ ions suggests the possible pathway for the twophoton upconversion processes (Supporting Information, Figure S25). The Nd3þ compound (IIIa) has an intense absorption at ∼582 nm, which corresponds to the 4I9/2 f 4G5/2 transition.This is a hypersensitive band and also satisfies the selection rules of ΔJ = ( 2, ΔL = ( 2, and ΔS = 0. The luminescence of IIIa at short wavelength results from the 4D3/2 levels. In order to observe the possible two-photon absorption in IIIa, one needs to excite the photon to either the 4D3/2 or 4D5/2 levels. The direct excitation to this level may be limited due to the intraligand absorption by the short wavelength radiation. In addition, the excitation wavelength (λ = 582 nm) is far from the wavelengththat may be required for the intraligand absorption. Thus, during our studies, the first excited 4G5/2, level can relax nonradiativelyto the 4F3/2 level where some population can occur. This photon may further undergo excited state absorption (ESA), while the others relax to lower energy levels. The excitation wavelength (∼582 nm) was used to populate the 4F3/2 levels and efficient reexcitation from the 4F3/2 to the 4D5/2 levels. It is likely that the excited 4D5/2 levels from the ESA also relax nonradiatively to the
4D3/2 levels from which the upconverted luminescence may be observed.
The upconverted luminescence spectra for this yellow pumping (582 nm excitation) from 4D3/2 levels are shown in Figure 9.
To study the dependence of the excitation intensity on the upconverted luminescence intensity, we have also performed a simple power dependence study.
Here a series of sterile glass plates are placed sequentially in the pathway between the
excitation source and the sample.
The decrease in excitation intensity per glass plate was precalibrated using the UV-vis
spectrometer in the transmission mode and also normalized with respect to the transmission obtained in the absence of any glass slides.
The decrease in the luminescence intensity for six successive glass plates is shown in Figure 10.
We have plotted the log-log plot of the luminescence intensity versus the excitation intensity, and a fit could provide a clue to the number of photons involved in the upconversion process (Figure 11).
The plot for the three emission peaks at 373, 432, and 445 nm was found to be linear with a slope of 2.07, 1.57, and 1.64, respectively.
These values suggest that the excitation may be due to two photons that are employed successfully.
The ideal value for the two photon absorption should be closer to 2, and the
decreased value may be due to the loss of some of the excitation energy at the one-photon absorption level, which could result from the 4F3/2f4I11/2, 4F3/2f4I9/2 level in the near-IR region.
การแปล กรุณารอสักครู่..
การศึกษาอายุการใช้งาน.
ชีวิตเรืองแสงของรัฐตื่นเต้นของ% mol 4 ตัวอย่างยาของฉันและ IIa ถูกตรวจสอบ.
วง 5D0 ฉ 7F1 สำหรับตัวอย่างEu3þฉัน (4% อียู) และ IIa (4% อียู) และ 5D4 ฉ 7F6 วงปล่อยก๊าซเรือนกระจกสำหรับตัวอย่างTb3þฉัน (4% TB) และ IIa (4% Tb)
ได้รับการตรวจสอบเพื่อการศึกษาอายุการใช้งานจ้างกระตุ้น310 นาโนเมตรที่อุณหภูมิห้อง.
โค้งผุเรืองแสงทดลองติดตั้งฟังก์ชั่นการสลายชี้แจงเดียว,
ฉัน ¼ I0 expð- t =
τÞที่ฉันและI0 หมายถึงความเข้มเรืองแสงเวลา t t = และ t = 0 และτถูกกำหนดให้เป็นเรืองแสงอายุการใช้งาน.
พอดีของเส้นโค้งสำหรับการชี้แจงสลายเดียวแสดงให้เห็นคุณค่าชีวิตการให้
0.38 มิลลิวินาทีสำหรับฉัน (4% อียู) (รูปที่ 7).
ค่าอายุการใช้งานสำหรับตัวอย่างอื่น ๆ จะได้รับในตารางที่ 4 (ข้อมูลสนับสนุน,
รูป S22-S24) ค่าของชีวิตที่สังเกตในสารประกอบปัจจุบันจะเปรียบกับค่าที่รู้จักกันโดยทั่วไปสำหรับEu3þบริสุทธิ์และสารTb3þรายงานในวรรณคดี upconversion ศึกษา.
มีบางอย่างที่น่าสนใจเมื่อเร็ว ๆ นี้ในการศึกษาที่เป็นไปได้ upconversion สองโฟตอนกระบวนการในสารประกอบที่มีไอออนNd3þ.
upconversion ในสารเหล่านี้เป็นจริงการปล่อยต่อต้าน Stokes.
ในบรรดาสารปัจจุบัน [C10H10N2] [Nd2 (SO4 ) 4 (H2O) 2] 2 IIIa สามารถแสดงการปล่อย upconversion นี้.
สเปกตรัม UVvis อุณหภูมิห้อง IIIa
ชี้ให้เห็นว่าการดูดซึมที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วที่มีความยาวคลื่นลดลงอันเนื่องมาจากการดูดซึมintraligand (รูปที่ 8).
จากการศึกษารังสียูวี, การดูดซึม วงดนตรีของไอออนNd3þปรากฏจะแสดงพื้นหลักรัฐแยกสตาร์ของ eigenstates
เนื่องจากสนามคริสตัลที่เป็นไปได้ผลกระทบ.
วงจรของกระบวนการถ่ายโอนพลังงานใน upconversion ใช้ไอออนNd3þแสดงให้เห็นเส้นทางที่เป็นไปได้สำหรับกระบวนการ twophoton upconversion (สนับสนุนข้อมูล รูปที่ S25).
สารประกอบNd3þ (IIIa) มีการดูดซึมที่รุนแรง ~582 นาโนเมตรซึ่งสอดคล้องกับ 4I9 / 2 ฉ 4G5 / 2 การเปลี่ยนแปลง.
นี้เป็นวงดนตรีผิวแพ้ง่ายและสอดคล้องกับกฎการเลือกΔJ = (2, ΔL = (2, และΔS = 0
เรืองแสงของ IIIa ที่ผลความยาวคลื่นสั้น ๆ จาก 4D3 / 2 ระดับ.
เพื่อที่จะสังเกตเห็นการดูดซึมที่เป็นไปได้สองโฟตอนใน IIIa หนึ่งต้องตื่นเต้นโฟตอนไปทั้ง 4D3 / 2 หรือ 4D5 / 2 ระดับ.
กระตุ้นโดยตรงกับระดับนี้อาจจะ จำกัด เนื่องจากการดูดซึม intraligand โดยการฉายรังสีความยาวคลื่นสั้น.
นอกจากนี้ความยาวคลื่นกระตุ้น (λ = 582 นาโนเมตร)
อยู่ไกลจากความยาวคลื่นที่อาจจะจำเป็นสำหรับการดูดซึมintraligand .
ดังนั้นในระหว่างการศึกษาของเราเป็นครั้งแรกรู้สึกตื่นเต้น 4G5 / 2 ระดับสามารถผ่อนคลาย nonradiatively
กับ 4F3 / 2 ระดับที่มีประชากรบางส่วนสามารถเกิดขึ้นได้.
โฟตอนต่อไปนี้อาจได้รับการดูดซึมสภาพคล่อง (ESA) ในขณะที่คนอื่น ๆ ผ่อนคลายเพื่อลดระดับพลังงาน . ความยาวคลื่นกระตุ้น (~582 นาโนเมตร) ถูกใช้ในการเติม 4F3 / 2 ระดับและมีประสิทธิภาพ reexcitation จาก 4F3 / 2 กับ 4D5 / 2 ระดับ.
มีแนวโน้มว่าตื่นเต้น 4D5 / 2 ระดับจากอีเอสเอยังผ่อนคลาย nonradiatively ไป
4D3 / 2 ระดับจากที่เรืองแสง upconverted อาจจะสังเกตเห็น.
สเปกตรัมแสงเรือง upconverted นี้สำหรับสูบน้ำสีเหลือง (582 นาโนเมตรกระตุ้น) จาก 4D3 / 2 ระดับจะแสดงในรูปที่ 9
เพื่อศึกษาการพึ่งพาอาศัยกันของความเข้มกระตุ้นในความเข้มของแสงเรือง upconverted เราได้ดำเนินการศึกษาการพึ่งพาพลังงานที่เรียบง่าย.
นี่คือชุดของแผ่นแก้วผ่านการฆ่าเชื้อจะถูกวางไว้ตามลำดับในทางเดินระหว่างที่เป็นแหล่งที่มากระตุ้นและตัวอย่าง. การลดลงของความเข้มกระตุ้นต่อแผ่นกระจกถูก precalibrated ใช้ UV-Vis สเปกโตรมิเตอร์ใน โหมดการส่งและปกติที่เกี่ยวกับการส่งผ่านที่ได้รับในกรณีที่ไม่มีกระจกสไลด์ใด ๆ . การลดลงของความเข้มแสงเรืองเป็นเวลาหกแผ่นแก้วต่อเนื่องจะแสดงในรูปที่ 10 เราได้วางแผนที่พล็อตเข้าสู่ระบบเข้าสู่ระบบของความเข้มของแสงเรืองเมื่อเทียบกับ ความเข้มของการกระตุ้นและแบบที่สามารถให้เบาะแสไปยังหมายเลขของโฟตอนที่เกี่ยวข้องในกระบวนการ upconversion (รูปที่ 11). พล็อตสำหรับสามยอดการปล่อยที่ 373, 432 และ 445 นาโนเมตรถูกพบว่าเป็นเชิงเส้นที่มีความลาดเอียงของ 2.07 , 1.57 และ 1.64 ตามลำดับ. ค่าเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าการกระตุ้นอาจจะเป็นเพราะสองโฟตอนที่มีการจ้างงานที่ประสบความสำเร็จ. ค่าเหมาะสำหรับทั้งสองดูดซึมโฟตอนควรจะใกล้ชิดกับ 2 และมูลค่าลดลงอาจจะเกิดจากการสูญเสียบางส่วนของการกระตุ้นพลังงานในระดับหนึ่งในการดูดซึมโฟตอนซึ่งอาจเป็นผลมาจาก 4F3 / 2f4I11 / 2, 4F3 / 2f4I9 / 2 ระดับในภูมิภาคใกล้-IR
การแปล กรุณารอสักครู่..