Mittels Ko-Fällungsmethode und schichtweiser Ummantelungsmethode wurden verschiedene Kern-Schale-Upconversion-Nanokristalle mit β-NaYF₄∶Yb³⁺/A³⁺ (A=Er, Ho, Tm) als Kern und inertem Mantel aus NaLuF₄, NaYF₄, NaGdF₄ hergestellt. Die Auswirkungen der Zusammensetzung der inertem Schale auf die Leuchteigenschaften der Kern-Schale-Upconversion-Nanokristalle wurden durch Upconversion-Emissionsspektren und Lumineszenzlebensdauermessungen untersucht. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass die Upconversion-Emissionintensität und die Lumineszenzlebensdauer von Yb³⁺ mit den inertem Schalen in der Reihenfolge abnehmen: NaLuF₄>NaYF₄>NaGdF₄, was auf eine Abnahme der Oberflächenquenchunterdrückung hinweist; dieser Unterschied ist in einer wässrigen Dispersionsumgebung mit hoher Quenchneigung ausgeprägter. Theoretische Berechnungen weisen darauf hin, dass die Differenz der Dielektrizitätskonstanten der Schalenmaterialien ein Schlüsselfaktor für die Leistungsunterschiede sein könnte, wobei NaLuF₄ die niedrigste relative Dielektrizitätskonstante aufweist, was effektiv die Wechselwirkung des elektrischen Dipolmoments zwischen den aktiven Ionen im Kern und den adsorbierten Oberflächengruppen reduziert und nichtstrahlenden Energieverlust hemmt. Diese Studie offenbart den möglichen Einfluss der dielektrischen Eigenschaften der inerten Schale auf den Oberflächenquench-Effekt und bietet Richtlinien für die Gestaltung von hochleuchtenden Kern-Schale-Upconversion-Nanokristallzusammensetzungen.

Kern-Schale-Nanokristalle;Upconversion-Emission;inertem Schale;Dielektrizitätskonstante