Local Site Symmetry and Luminescence Manipulation of Lanthanide Doped Disordered Crystals

WEN Fei; TU Datao; LIAN Wei; FANG Zekai; LI Huihong; CHEN Xueyuan

doi:10.37188/CJL.20230040

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Local Site Symmetry and Luminescence Manipulation of Lanthanide Doped Disordered Crystals

Invited Paper | 更新时间：2023-08-02

- Local Site Symmetry and Luminescence Manipulation of Lanthanide Doped Disordered Crystals
  增强出版
- Chinese Journal of Luminescence Vol. 44, Issue 7, Pages: 1202-1219(2023)
- 作者机构：
  
  1.福建师范大学化学与材料学院，福建福州　350117
  2.中国科学院福建物质结构研究所，中国科学院功能纳米结构设计与组装重点实验室，福建省纳米材料重点实验室，福建福州　350002
  3.中国福建光电信息科技与技术创新实验室（闽都创新实验室），福建福州　350108
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(21975257;22275188;22135008);Natural Science Foundation of Fujian Province(2021L3024)
- DOI：10.37188/CJL.20230040
  CLC： O482.31
- Received：17 February 2023，
  
  Revised：06 March 2023，
  
  Published：05 July 2023
- 稿件说明：
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文飞,涂大涛,廉纬等.稀土掺杂无序结构晶体的局域位置对称性与发光调控[J].发光学报,2023,44(07):1202-1219.

WEN Fei,TU Datao,LIAN Wei,et al.Local Site Symmetry and Luminescence Manipulation of Lanthanide Doped Disordered Crystals[J].Chinese Journal of Luminescence,2023,44(07):1202-1219.
文飞,涂大涛,廉纬等.稀土掺杂无序结构晶体的局域位置对称性与发光调控[J].发光学报,2023,44(07):1202-1219. DOI： 10.37188/CJL.20230040.

WEN Fei,TU Datao,LIAN Wei,et al.Local Site Symmetry and Luminescence Manipulation of Lanthanide Doped Disordered Crystals[J].Chinese Journal of Luminescence,2023,44(07):1202-1219. DOI： 10.37188/CJL.20230040.

摘要

稀土掺杂的无序结构晶体具有优异的下转移和上转换发光性能，通过对材料的发光调控可使其广泛应用于各种光学和光电子学领域。稀土离子的光学性质与所处的晶体场环境密切相关，因此，使用稀土离子作为灵敏的结构探针，可以确定无序结构发光材料中稀土离子掺杂的局域结构和位置对称性；同时，通过改变稀土离子掺杂的无序结构晶体的局域位置对称性也可以进行一系列发光调控。本文首先介绍了稀土离子掺杂无序结构材料的晶体学格位对称性和光谱学格位对称性；其次，系统总结了通过改变局域结构来调控稀土离子掺杂的下转移/上转换发光的最新成果，包括组分调节和外场调节；最后，深入探讨了稀土掺杂无序结构发光材料面临的挑战和发展前景。

Abstract

Lanthanide ion （

）-doped disordered materials exhibit excellent downshifting and upconversion luminescent properties， which can be widely used in a variety of optical and optoelectronic fields through luminescence modulation. The optical properties of

ions are closely related to the local structure of crystal field. Thus， by using

as a sensitive structural probe， the local structure and local site symmetry of

dopants in luminescent materials can be determined. Meanwhile， it is also an effective strategy to optimize the luminescence of

by modulating the local site symmetry of the

-doped disordered materials. In this review， we first clarify the crystallographic lattice site symmetry and spectroscopic lattice site symmetry of

-doped disordered crystals. Then， we systematically summarize the latest achievements of downshifting/upconversion luminescence manipulation by changing the microstructures around

dopants， including internal composition and external field regulation. Finally， the challenges and prospects of

-doped disordered luminescent materials are discussed in detail.

关键词

Keywords

references

ZHANG Y H ， HUANG L ， LIU X G . Unraveling epitaxial habits in the Na Ln F 4 system for color multiplexing at the single-particle level ［J］. Angew. Chem. Int. Ed. ， 2016 ， 55 （ 19 ）： 5718 - 5722 . doi: 10.1002/anie.201511626 http://dx.doi.org/10.1002/anie.201511626

ZHANG Y H ， ZHANG L X ， DENG R R ， et al . Multicolor barcoding in a single upconversion crystal ［J］. J. Am. Chem. Soc. ， 2014 ， 136 （ 13 ）： 4893 - 4896 . doi: 10.1021/ja5013646 http://dx.doi.org/10.1021/ja5013646

WANG F ， DENG R R ， LIU X G . Preparation of core-shell NaGdF 4 nanoparticles doped with luminescent lanthanide ions to be used as upconversion-based probes ［J］. Nat. Protoc. ， 2014 ， 9 （ 7 ）： 1634 - 1644 . doi: 10.1038/nprot.2014.111 http://dx.doi.org/10.1038/nprot.2014.111

贾恒，冯晓锐，李大光，等 . 正交激发发射上转换纳米材料的设计、制备与应用［J］. 中国光学（中英文）， 2023 ， 16 （ 1 ）： 76 - 93 . doi: 10.37188/co.2022-0134 http://dx.doi.org/10.37188/co.2022-0134

JIA H ， FENG X R ， LI D G ， et al . Design， preparation and application of orthogonal excitation-emission upconversion nanomaterials ［J］. Chin. Opt. ， 2023 ， 16 （ 1 ）： 76 - 93 . （in Chinese） . doi: 10.37188/co.2022-0134 http://dx.doi.org/10.37188/co.2022-0134

DING Y L ， LI Z H . Tuning the photoluminescence properties of β-NaYF 4 ∶Yb， Er by Bi 3+ doping strategy ［J］. Cryst. Res. Technol. ， 2022 ， 57 （ 4 ）： 2100162-1-5 . doi: 10.1002/crat.202100162 http://dx.doi.org/10.1002/crat.202100162

WANG G J ， HUANG Y S ， ZHANG L Z ， et al . Growth， structure， and optical properties of the Cr 3+ ∶K 0.6 （Mg 0.3 Sc 0.7 ） 2 ⁃（MoO 4 ） 3 crystal ［J］. Cryst. Growth Des. ， 2011 ， 11 （ 9 ）： 3895 - 3899 . doi: 10.1021/cg200438p http://dx.doi.org/10.1021/cg200438p

RENERO-LECUNA C ， MARTÍN-RODRÍGUEZ R ， VALIENTE R ， et al . Origin of the high upconversion green luminescence efficiency in β-NaYF 4 ∶2%Er 3+ ， 20%Yb 3+ ［J］. Chem. Mater. ， 2011 ， 23 （ 15 ）： 3442 - 3448 . doi: 10.1021/cm2004227 http://dx.doi.org/10.1021/cm2004227

孟宪福，刘艳颜，步文博 . 用于医学磁共振影像的稀土上转换发光纳米材料［J］. 发光学报， 2018 ， 39 （ 1 ）： 69 - 91 . doi: 10.3788/fgxb20183901.0069 http://dx.doi.org/10.3788/fgxb20183901.0069

MENG X F ， LIU Y Y ， BU W B . Rare-earth upconversion nanomaterials for medical magnetic resonance imaging ［J］. Chin. J. Lumin. ， 2018 ， 39 （ 1 ）： 69 - 91 . （in Chinese） . doi: 10.3788/fgxb20183901.0069 http://dx.doi.org/10.3788/fgxb20183901.0069

XU L N ， ZHENG H Y ， PANG T ， et al . Multicolor luminescence of hexagonal NaYF 4 ∶Yb 3+ /Ho 3+ /Ce 3+ microcrystals with tunable morphology under 940 nm excitation for temperature-responsive anti-counterfeiting ［J］. J. Rare Earths ， 2022 ， 40 （ 3 ）： 406 - 414 . doi: 10.1016/j.jre.2021.01.017 http://dx.doi.org/10.1016/j.jre.2021.01.017

ZHANG G D ， DANG P P ， LIAN H Z ， et al . Tailoring the highly efficient upconversion luminescence of all-inorganic Er 3+ -based halide double perovskites by introducing various energy trapping centers ［J］. Adv. Opt. Mater. ， 2022 ， 10 （ 20 ）： 2201220 . doi: 10.1002/adom.202201220 http://dx.doi.org/10.1002/adom.202201220

DONG H ， DU S R ， ZHENG X Y ， et al . Lanthanide nanoparticles： from design toward bioimaging and therapy ［J］. Chem. Rev. ， 2015 ， 115 （ 19 ）： 10725 - 10815 . doi: 10.1021/acs.chemrev.5b00091 http://dx.doi.org/10.1021/acs.chemrev.5b00091

缪菊红，谢颖，陈铭源，等 . NaYF 4 ∶Yb 3+ /Er 3+ /Tm 3+ 纳米晶的温度传感特性研究［J］. 中国稀土学报， 2022 ， 40 （ 4 ）： 602 - 608 .

MIAO J H ， XIE Y ， CHEN M Y ， et al . Temperature sensing performance of NaYF 4 ∶Yb 3+ /Er 3+ /Tm 3+ nano-crystals ［J］. J. Chin. Soc. Rare Earths ， 2022 ， 40 （ 4 ）： 602 - 608 . （in Chinese）

JI Y N ， XU W ， DING N ， et al . Huge upconversion luminescence enhancement by a cascade optical field modulation strategy facilitating selective multispectral narrow-band near-infrared photodetection ［J］. Light⁃Sci. Appl. ， 2020 ， 9 （ 1 ）： 184 . doi: 10.1038/s41377-020-00418-0 http://dx.doi.org/10.1038/s41377-020-00418-0

XIANG H Y ， HU Z L ， BILLOT L ， et al . Heavy-metal-free flexible hybrid polymer-nanocrystal photodetectors sensitive to 1.5 μm wavelength ［J］. ACS Appl. Mater. Interfaces ， 2019 ， 11 （ 45 ）： 42571 - 42579 . doi: 10.1021/acsami.9b14034 http://dx.doi.org/10.1021/acsami.9b14034

DENH Z M ， BI S H ， JIANG M Y ， et al . Endogenous H 2 S-activated orthogonal second near-infrared emissive nanoprobe for in situ ratiometric fluorescence imaging of metformin-induced liver injury ［J］. ACS Nano ， 2021 ， 15 （ 2 ）： 3201 - 3211 . doi: 10.1021/acsnano.0c09799 http://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c09799

ZHANG X W ， ZHAO Z ， ZHANG X ， et al . Magnetic and optical properties of NaGdF 4 ∶Nd 3+ ， Yb 3+ ， Tm 3+ nanocrystals with upconversion/downconversion luminescence from visible to the near-infrared second window ［J］. Nano Res. ， 2015 ， 8 （ 2 ）： 636 - 648 . doi: 10.1007/s12274-014-0548-2 http://dx.doi.org/10.1007/s12274-014-0548-2

HUANG P ， TU D T ， ZHENG W ， et al . Inorganic lanthanide nanoprobes for background-free luminescent bioassays ［J］. Sci. China Mater. ， 2015 ， 58 （ 2 ）： 156 - 177 . doi: 10.1007/s40843-015-0019-4 http://dx.doi.org/10.1007/s40843-015-0019-4

SHAH S A A ， SAYYAD M H ， SUN J H ， et al . Recent advances and emerging trends of rare-earth-ion doped spectral conversion nanomaterials in perovskite solar cells ［J］. J. Rare Earths ， 2022 ， 40 （ 11 ）： 1651 - 1667 . doi: 10.1016/j.jre.2021.12.001 http://dx.doi.org/10.1016/j.jre.2021.12.001

董国亚，赵翔，张燕，等 . 便携式上转换荧光试纸条检测仪的研制［J］. 光学精密工程， 2017 ， 25 （ 3 ）： 584 - 590 . doi: 10.3788/ope.20172503.0584 http://dx.doi.org/10.3788/ope.20172503.0584

DONG G Y ， ZHAO X ， ZHANG Y ， et al . Development of portable up-conversion photoluminescence strip detector ［J］. Opt. Precision Eng. ， 2017 ， 25 （ 3 ）： 584 - 590 . （in Chinese） . doi: 10.3788/ope.20172503.0584 http://dx.doi.org/10.3788/ope.20172503.0584

SONG X R ， LI S H ， GUO H H ， et al . Graphene-oxide-modified lanthanide nanoprobes for tumor-targeted visible/NIR-Ⅱluminescence imaging ［J］. Angew. Chem. Int. Ed. ， 2019 ， 58 （ 52 ）： 18981 - 18986 . doi: 10.1002/anie.201909416 http://dx.doi.org/10.1002/anie.201909416

LIU Y S ， LUO W Q ， ZHU H M ， et al . Optical spectroscopy of lanthanides doped in wide band-gap semiconductor nanocrystals ［J］. J. Lumin. ， 2011 ， 131 （ 3 ）： 415 - 422 . doi: 10.1016/j.jlumin.2010.07.018 http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2010.07.018

LUO W Q ， LIU Y S ， CHEN X Y . Lanthanide-doped semiconductor nanocrystals： electronic structures and optical properties ［J］. Sci. China Mater. ， 2015 ， 58 （ 10 ）： 819 - 850 . doi: 10.1007/s40843-015-0091-9 http://dx.doi.org/10.1007/s40843-015-0091-9

HOSTETTLER M ， HAUSER J ， et al . Structural and spectroscopic characterization of active sites in a family of light-emitting sodium lanthanide tetrafluorides ［J］. Angew. Chem. Int. Ed. ， 2006 ， 45 （ 17 ）： 2802 - 2806 . doi: 10.1002/anie.200503966 http://dx.doi.org/10.1002/anie.200503966

BINNEMANS K . Interpretation of europium（Ⅲ） spectra ［J］. Coord. Chem. Rev. ， 2015 ， 295 ： 1 - 45 . doi: 10.1016/j.ccr.2015.02.015 http://dx.doi.org/10.1016/j.ccr.2015.02.015

YAN C H ， SUN L D ， LIAO C S ， et al . Eu 3+ ion as fluorescent probe for detecting the surface effect in nanocrystals ［J］. Appl. Phys. Lett. ， 2003 ， 82 （ 20 ）： 3511 - 3513 . doi: 10.1063/1.1575504 http://dx.doi.org/10.1063/1.1575504

JU Q ， TU D T ， LIU Y S ， et al . Amine-functionalized lanthanide-doped KGdF 4 nanocrystals as potential optical/magnetic multimodal bioprobes ［J］. J. Am. Chem. Soc. ， 2012 ， 134 （ 2 ）： 1323 - 1330 . doi: 10.1021/ja2102604 http://dx.doi.org/10.1021/ja2102604

ZAKARIA D ， FOURNIER M T ， MAHIOU R ， et al . On Eu 3+ luminescence in the hexagonal NaYF 4 phase ［J］. J. Alloys Compd. ， 1992 ， 188 ： 250 - 254 . doi: 10.1016/0925-8388(92)90687-5 http://dx.doi.org/10.1016/0925-8388(92)90687-5

TU D T ， LIU Y S ， ZHU H M ， et al . Breakdown of crystallographic site symmetry in lanthanide-doped NaYF 4 crystals ［J］. Angew. Chem. Int. Ed. ， 2013 ， 52 （ 4 ）： 1128 - 1133 . doi: 10.1002/anie.201208218 http://dx.doi.org/10.1002/anie.201208218

付虎辉，刘永升，洪茂椿 . 局域结构依赖的稀土上转换发光［J］. 中国稀土学报， 2021 ， 39 （ 1 ）： 24 - 34 .

FU H H ， LIU Y S ， HONG M C . Local-structure-dependent upconversion luminescence in lanthanide-doped nanocrystals ［J］. J. Chin. Soc. Rare Earths ， 2021 ， 39 （ 1 ）： 24 - 34 . （in Chinese）

KARBOWIAK M ， CICHOS J ， RUDOWICZ C . Spectroscopic determination of site symmetry and space group in lanthanide-doped crystals： resolving intricate symmetry aspects for β-Na Ln F 4 ［J］. Polyhedron ， 2016 ， 105 ： 42 - 48 . doi: 10.1016/j.poly.2015.11.044 http://dx.doi.org/10.1016/j.poly.2015.11.044

YANG M ， YOU H P ， JIA Y C ， et al . Synthesis and luminescent properties of NaLa（MoO 4 ） 2 ∶Eu 3+ shuttle-like nanorods composed of nanoparticles ［J］. CrystEngComm ， 2011 ， 13 （ 12 ）： 4046 - 4052 . doi: 10.1039/c0ce00822b http://dx.doi.org/10.1039/c0ce00822b

LI L L ， LIU L ， ZI W W ， et al . Synthesis and luminescent properties of high brightness M La（WO 4 ） 2 ∶Eu 3+ （ M =Li， Na， K） and Na RE （WO 4 ） 2 ∶Eu 3+ （ RE =Gd， Y， Lu） red phosphors ［J］. J. Lumin. ， 2013 ， 143 ： 14 - 20 . doi: 10.1016/j.jlumin.2013.04.031 http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2013.04.031

WISSER M D ， FISCHER S ， MAURER P C ， et al . Enhancing quantum yield via local symmetry distortion in lanthanide-based upconverting nanoparticles ［J］. ACS Photonics ， 2016 ， 3 （ 8 ）： 1523 - 1530 . doi: 10.1021/acsphotonics.6b00166 http://dx.doi.org/10.1021/acsphotonics.6b00166

林少伟，赵婧，法信蒙，等 . 808 nm激发的NaYF 4 ∶Yb/Tm/Ca@NaGdF 4 ∶Nd/Yb上转换纳米粒子的制备及其发光性质［J］. 发光学报， 2020 ， 41 （ 11 ）： 1358 - 1366 . doi: 10.37188/cjl.20200195 http://dx.doi.org/10.37188/cjl.20200195

LIN S W ， ZHAO J ， FA X M ， et al . Preparation and luminescent properties of NaYF 4 ∶Yb/Tm/Ca@NaGdF 4 ∶Nd/Yb up-conversion nanoparticles excited at 808 nm ［J］. Chin. J. Lumin. ， 2020 ， 41 （ 11 ）： 1358 - 1366 . （in Chinese） . doi: 10.37188/cjl.20200195 http://dx.doi.org/10.37188/cjl.20200195

DONG H ， SUN L D ， WANG Y F ， et al . Efficient tailoring of upconversion selectivity by engineering local structure of lanthanides in Na x REF 3+ x nanocrystals ［J］. J. Am. Chem. Soc. ， 2015 ， 137 （ 20 ）： 6569 - 6576 . doi: 10.1021/jacs.5b01718 http://dx.doi.org/10.1021/jacs.5b01718

DUBEY N ， CHANDRA S . Upconversion nanoparticles： recent strategies and mechanism based applications ［J］. J. Rare Earths ， 2022 ， 40 （ 9 ）： 1343 - 1359 . doi: 10.1016/j.jre.2022.04.015 http://dx.doi.org/10.1016/j.jre.2022.04.015

ZHENG W ， HUANG P ， TU D T ， et al . Lanthanide-doped upconversion nano-bioprobes： electronic structures， optical properties， and biodetection ［J］. Chem. Soc. Rev. ， 2015 ， 44 （ 6 ）： 1379 - 1415 . doi: 10.1039/c4cs00178h http://dx.doi.org/10.1039/c4cs00178h

PARK Y I ， LEE K T ， SUH Y D ， et al . Upconverting nanoparticles： a versatile platform for wide-field two-photon microscopy and multi-modal in vivo imaging ［J］. Chem. Soc. Rev. ， 2015 ， 44 （ 6 ）： 1302 - 1317 . doi: 10.1039/c4cs00173g http://dx.doi.org/10.1039/c4cs00173g

LI X M ， ZHANG F ， ZHAO D Y . Lab on upconversion nanoparticles： optical properties and applications engineering via designed nanostructure ［J］. Chem. Soc. Rev. ， 2015 ， 44 （ 6 ）： 1346 - 1378 . doi: 10.1039/c4cs00163j http://dx.doi.org/10.1039/c4cs00163j

DONG H ， SUN L D ， YAN C H . Local structure engineering in lanthanide-doped nanocrystals for tunable upconversion emissions ［J］. J. Am. Chem. Soc. ， 2021 ， 143 （ 49 ）： 20546 - 20561 . doi: 10.1021/jacs.1c10425 http://dx.doi.org/10.1021/jacs.1c10425

WANG F ， HAN Y ， LIM C S ， et al . Simultaneous phase and size control of upconversion nanocrystals through lanthanide doping ［J］. Nature ， 2010 ， 463 （ 7284 ）： 1061 - 1065 . doi: 10.1038/nature08777 http://dx.doi.org/10.1038/nature08777

WANG Z Y ， WANG Y Q ， SUN Y J ， et al . Polarized spectral properties of Sm 3+ ∶CaYAlO 4 crystal ［J］. Opt. Mater. ， 2021 ， 115 ： 111066-1 - 6 . doi: 10.1016/j.optmat.2021.111066 http://dx.doi.org/10.1016/j.optmat.2021.111066

SHI Q F ， HUANG Y ， IVANOVSKIKH K V ， et al . Luminescence properties and host sensitization study of Ba 3 La（PO 4 ） 3 ∶Ce 3+ with （V）UV and X-ray excitation ［J］. J. Alloys Compd. ， 2020 ， 817 ： 152704-1 - 7 . doi: 10.1016/j.jallcom.2019.152704 http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152704

LI H Y ， YANG H K ， MOON B K ， et al . Crystal structure， electronic structure， and optical and photoluminescence properties of Eu（Ⅲ） ion-doped Lu 6 Mo（W）O 12 ［J］. Inorg. Chem. ， 2011 ， 50 （ 24 ）： 12522 - 12530 . doi: 10.1021/ic201452c http://dx.doi.org/10.1021/ic201452c

JIN X Y ， XIE Y ， TANG R ， et al . Novel double perovskite Sr 3 WO 6 ∶Sm 3+ ， Na + orange-red emitting phosphors with high thermal stability for white LEDs ［J］. J. Alloys Compd. ， 2022 ， 899 ： 162739-1 - 11 . doi: 10.1016/j.jallcom.2021.162739 http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.162739

SEO H J . Line broadening and crystallographic sites for Eu 3+ in disordered double borate Ca 3 Gd 2 （BO 3 ） 4 ［J］. J. Alloys Compd. ， 2014 ， 604 ： 100 - 105 . doi: 10.1016/j.jallcom.2014.03.094 http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.03.094

CHEN X L ， CHEN X Y ， ZHAI X S ， et al . Remarkably enhanced red upconversion emission in β-NaLuF 4 ∶Er， Tm microcrystals via ion exchange ［J］. Inorg. Chem. ， 2022 ， 61 （ 28 ）： 10713 - 10721 . doi: 10.1021/acs.inorgchem.2c00899 http://dx.doi.org/10.1021/acs.inorgchem.2c00899

PANG T ， WU Y Y ， ZHANG Y J ， et al . Excitation-wavelength-dependent anti-thermal quenching of upconversion luminescence in hexagonal NaGdF 4 ∶Nd 3+ /Yb 3+ /Er 3+ nanocrystals ［J］. J. Mater. Chem. C ， 2022 ， 10 （ 13 ）： 5109 - 5115 . doi: 10.1039/d2tc00263a http://dx.doi.org/10.1039/d2tc00263a

LIU Q ， SUN Y ， YANG T S ， et al . Sub-10 nm hexagonal lanthanide-doped NaLuF 4 upconversion nanocrystals for sensitive bioimaging in vivo ［J］. J. Am. Chem. Soc. ， 2011 ， 133 （ 43 ）： 17122 - 17125 . doi: 10.1021/ja207078s http://dx.doi.org/10.1021/ja207078s

WU S B ， ZHAN S P ， CHENG S B ， et al . Surface crystallization enhanced upconversion luminescence in NaGdF 4 ∶Yb，Er@NaYF 4 core/shell nanocrystals ［J］. J. Alloys Compd. ， 2022 ， 925 ： 166555-1 - 8 . doi: 10.1016/j.jallcom.2022.166555 http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.166555

BUTLER P H . Point Group Symmetry Applications ： Methods and Tables ［M］. New York ： Plenum Press ， 1981 .

LIU R ， TU D T ， LIU Y S ， et al . Controlled synthesis and optical spectroscopy of lanthanide-doped KLaF 4 nanocrystals ［J］. Nanoscale ， 2012 ， 4 （ 15 ）： 4485 - 4491 . doi: 10.1039/c2nr30794d http://dx.doi.org/10.1039/c2nr30794d

CASCALES C ， BLAS A M ， RICO M ， et al . The optical spectroscopy of lanthanides R 3+ in A Bi（ X O 4 ） 2 （ A = Li， Na； X = Mo， W） and LiYb（MoO 4 ） 2 multifunctional single crystals： relationship with the structural local disorder ［J］. Opt. Mater. ， 2005 ， 27 （ 11 ）： 1672 - 1680 . doi: 10.1016/j.optmat.2004.11.051 http://dx.doi.org/10.1016/j.optmat.2004.11.051

WANG Z J ， ZHONG J P ， LIANG H B ， et al . Luminescence properties of lutetium based red-emitting phosphor NaLu⁃（WO 4 ） 2 ∶Eu 3+ ［J］. Opt. Mater. Express ， 2013 ， 3 （ 3 ）： 418 - 425 . doi: 10.1364/ome.3.000418 http://dx.doi.org/10.1364/ome.3.000418

PIN S ， PICCINELLI F ， KUMAR K U ， et al . Structural investigation and luminescence of nanocrystalline lanthanide doped NaNbO 3 and Na 0.5 K 0.5 NbO 3 ［J］. J. Solid State Chem. ， 2012 ， 196 ： 1 - 10 . doi: 10.1016/j.jssc.2012.08.003 http://dx.doi.org/10.1016/j.jssc.2012.08.003

HUANG P ， ZHENG W ， ZHOU S Y ， et al . Lanthanide-doped LiLuF 4 upconversion nanoprobes for the detection of disease biomarkers ［J］. Angew. Chem. Int. Ed. ， 2014 ， 53 （ 5 ）： 1252 - 1257 . doi: 10.1002/anie.201309503 http://dx.doi.org/10.1002/anie.201309503

ZHOU Q L ， HUANG P ， ZHENG W ， et al . Cooperative and non-cooperative sensitization upconversion in lanthanide-doped LiYbF 4 nanoparticles ［J］. Nanoscale ， 2017 ， 9 （ 19 ）： 6521 - 6528 . doi: 10.1039/c7nr02124k http://dx.doi.org/10.1039/c7nr02124k

ZHAO J B ， JIN D Y ， SCHARTNER E P ， et al . Single-nanocrystal sensitivity achieved by enhanced upconversion luminescence ［J］. Nat. Nanotechnol. ， 2013 ， 8 （ 10 ）： 729 - 734 . doi: 10.1038/nnano.2013.171 http://dx.doi.org/10.1038/nnano.2013.171

HUANG X Y . Tuning the size and upconversion luminescence of NaYbF 4 ∶Er 3+ /Tm 3+ nanoparticles through Y 3+ or Gd 3+ doping ［J］. Opt. Mater. Express ， 2016 ， 6 （ 7 ）： 2165 - 2176 . doi: 10.1364/ome.6.002165 http://dx.doi.org/10.1364/ome.6.002165

蒙铭周，张瑞，法信蒙，等 . Ce 3+ 掺杂对NaYF 4 ∶Yb 3+ ，Tm 3+ 纳米粒子上转换发光性能的影响及其荧光温度特性应用［J］. 发光学报， 2021 ， 42 （ 11 ）： 1763 - 1773 .

MENG M Z ， ZHANG R ， FA X M ， et al . Effect of Ce 3+ doping on upconversion luminescence of NaYF 4 ∶Yb 3+ ，Tm 3+ nanoparticles and application of fluorescence temperature characteristics ［J］. Chin. J. Lumin. ， 2021 ， 42 （ 11 ）： 1763 - 1773 . （in Chinese）

MISIAK M ， CICHY B ， BEDNARKIEWICZ A ， et al . Influence of Li + doping on up-conversion and structural properties of Yb 3+ /Tm 3+ -doped cubic NaYF 4 nanocrystals ［J］. J. Lumin. ， 2014 ， 145 ： 956 - 962 . doi: 10.1016/j.jlumin.2013.09.021 http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2013.09.021

LIANG Z Q ， CUI Y ， ZHAO S L ， et al . The enhanced upconversion fluorescence and almost unchanged particle size of β- NaYF 4 ∶Yb 3+ ， Er 3+ nanoparticles by codoping with K + ions ［J］. J. Alloys Compd. ， 2014 ， 610 ： 432 - 437 . doi: 10.1016/j.jallcom.2014.04.183 http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.04.183

LEI L ， CHEN D Q ， XU J ， et al . Highly intensified upconversion luminescence of Ca 2+ -doped Yb/Er∶NaGdF 4 nanocrystals prepared by a solvothermal route ［J］. Chem. Asian J. ， 2014 ， 9 （ 3 ）： 728 - 733 . doi: 10.1002/asia.201301514 http://dx.doi.org/10.1002/asia.201301514

ZHAO J ， HU Y B ， LIN S W ， et al . Enhanced luminescence intensity of near-infrared-sensitized upconversion nanoparticles via Ca 2+ doping for a nitric oxide release platform ［J］. J. Mater. Chem. B ， 2020 ， 8 （ 30 ）： 6481 - 6489 . doi: 10.1039/d0tb00088d http://dx.doi.org/10.1039/d0tb00088d

ZHOU H F ， WANG X C ， LAI Y F ， et al . Upconversion improvement in KLaF 4 ∶Yb 3+ /Er 3+ nanoparticles by doping Al 3+ ions ［J］. Appl. Phys. A ， 2017 ， 123 （ 10 ）： 654-1-6 . doi: 10.1007/s00339-017-1260-3 http://dx.doi.org/10.1007/s00339-017-1260-3

HUANG Q M ， YU J C ， MA E ， et al . Synthesis and characterization of highly efficient near-infrared upconversion Sc 3+ /Er 3+ /Yb 3+ tridoped NaYF 4 ［J］. J. Phys. Chem. C ， 2010 ， 114 （ 10 ）： 4719 - 4724 . doi: 10.1021/jp908645h http://dx.doi.org/10.1021/jp908645h

FU J X ， ZHANG X Z ， CHAO Z C ， et al . Enhanced upconversion luminescence of NaYF 4 ∶Yb， Er microprisms via La 3+ doping ［J］. Opt. Laser Technol. ， 2017 ， 88 ： 280 - 286 . doi: 10.1016/j.optlastec.2016.09.029 http://dx.doi.org/10.1016/j.optlastec.2016.09.029

AN Z B ， WANG L J ， GAO C ， et al . Fe 3+ -enhanced NIR-to-NIR upconversion nanocrystals for tumor-targeted trimodal bioimaging ［J］. New J. Chem. ， 2018 ， 42 （ 20 ）： 17073 - 17082 . doi: 10.1039/c8nj04248a http://dx.doi.org/10.1039/c8nj04248a

ZHU W ， WU Q X ， ZHAO S L ， et al . Enhanced upconversion fluorescence and altered particle size of β-NaGdF 4 ∶Yb 3+ /Er 3+ nanocrystals by codoping with Mo 3+ ions ［J］. Opt. Mater. Express ， 2016 ， 6 （ 9 ）： 3001 - 3007 . doi: 10.1364/ome.6.003001 http://dx.doi.org/10.1364/ome.6.003001

NANNURI S H ， KULKARNI S D ， SUBASH C K ， et al . Post annealing induced manipulation of phase and upconversion luminescence of Cr 3+ doped NaYF 4 ∶Yb， Er crystals ［J］. RSC Adv. ， 2019 ， 9 （ 17 ）： 9364 - 9372 .

LI Y B ， LI F J ， HUANG Y N ， et al . Fe 3+ -codoped ultra-small NaGdF 4 ∶Nd 3+ nanophosphors： enhanced near-infrared luminescence， reduced particle size and bioimaging applications ［J］. RSC Adv. ， 2019 ， 9 （ 31 ）： 18070 - 18075 . doi: 10.1039/c9ra00798a http://dx.doi.org/10.1039/c9ra00798a

SERRANO D ， BRAUD A ， DOUALAN J L ， et al . Pr 3+ cluster management in CaF 2 by codoping with Lu 3+ or Yb 3+ for visible lasers and quantum down-converters ［J］. J. Opt. Soc. Am. B ， 2012 ， 29 （ 8 ）： 1854 - 1862 . doi: 10.1364/josab.29.001854 http://dx.doi.org/10.1364/josab.29.001854

GOPICH I V ， SZABO A . Theory of the energy transfer efficiency and fluorescence lifetime distribution in single-molecule FRET ［J］. Proc. Natl. Acad. Sci. USA ， 2012 ， 109 （ 20 ）： 7747 - 7752 . doi: 10.1073/pnas.1205120109 http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1205120109

ZHENG X G ， CHEN Y ， PAN S S ， et al . Morphology evolution， tunable multicolor and enhanced upconversion luminescence via Li + doping in Yb 3+ /Tm 3+ /Ho 3+ tri-doped NaYF 4 microcrystals ［J］. J. Fluorine Chem. ， 2022 ， 261-262 ： 110013-1 - 9 . doi: 10.1016/j.jfluchem.2022.110013 http://dx.doi.org/10.1016/j.jfluchem.2022.110013

CHENG Z L ， MENG M Z ， QIAO X ， et al . The synthesis of Er 3+ /Yb 3+ /K + triple-doped NaYF 4 phosphors and its high sensitivity optical thermometers at low power ［J］. J. Alloys Compd. ， 2023 ， 937 ： 168299 . doi: 10.1016/j.jallcom.2022.168299 http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.168299

LI Y B ， LI X L ， XUE Z L ， et al . M 2+ doping induced simultaneous phase/size control and remarkable enhanced upconversion luminescence of Na Ln F 4 probes for optical-guided tiny tumor diagnosis ［J］. Adv. Healthc. Mater. ， 2017 ， 6 （ 10 ）： 1601231-1-9 . doi: 10.1002/adhm.201601231 http://dx.doi.org/10.1002/adhm.201601231

ZENG L W ， LI Z Y ， CHEN D Q ， et al . Tin-（Ⅳ） dopant-controlled synthesis of Yb 3+ /Er 3+ ∶NaGdF 4 nanocrystals： morphology transformation and intensified upconversion performance ［J］. J. Alloys Compd. ， 2019 ， 811： 15 2048-1-10 . doi: 10.1016/j.jallcom.2019.152048 http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152048

CHEN D Q ， HUANG P ， YU Y L ， et al . Dopant-induced phase transition： a new strategy of synthesizing hexagonal upconversion NaYF 4 at low temperature ［J］. Chem. Commun. ， 2011 ， 47 （ 20 ）： 5801 - 5803 . doi: 10.1039/c0cc05722c http://dx.doi.org/10.1039/c0cc05722c

PROROK K ， OLK M ， SKOWICKI M ， et al . Near-infrared excited luminescence and in vitro imaging of HeLa cells by using Mn 2+ enhanced Tb 3+ and Yb 3+ cooperative upconversion in NaYF 4 nanocrystals ［J］. Nanoscale Adv. ， 2019 ， 1 （ 9 ）： 3463 - 3473 . doi: 10.1039/c9na00336c http://dx.doi.org/10.1039/c9na00336c

DU K M ， XU X ， YAO S ， et al . Enhanced upconversion luminescence and controllable phase/shape of NaYF 4 ∶Yb/Er crystals through Cu 2+ ion doping ［J］. CrystEngComm ， 2018 ， 20 （ 14 ）： 1945 - 1953 . doi: 10.1039/c7ce02227a http://dx.doi.org/10.1039/c7ce02227a

ZUO P F ， ZHAO S L ， SONG D D ， et al . Enhancement of upconversion emissions of NaYF 4 ∶Yb 3+ ， Tm 3+ nanoparticles by Ba 2+ co-doping ［J］. J. Nanosci. Nanotechnol. ， 2018 ， 18 （ 11 ）： 7584 - 7589 . doi: 10.1166/jnn.2018.16088 http://dx.doi.org/10.1166/jnn.2018.16088

YANG Y X ， XU Z ， ZHAO S L ， et al . Shape controllable synthesis and enhanced upconversion photoluminescence of beta-NaGdF 4 ∶Yb 3+ ， Er 3+ nanocrystals by introducing Mg 2+ ［J］. Chin. Phys. B ， 2017 ， 26 （ 8 ）： 087801 . doi: 10.1088/1674-1056/26/8/087801 http://dx.doi.org/10.1088/1674-1056/26/8/087801

ZHAO S W ， LIU W ， XUE X Y ， et al . Enhanced upconversion luminescence and modulated paramagnetic performance in NaGdF 4 ∶Yb， Er by Mg 2+ tridoping ［J］. RSC Adv. ， 2016 ， 6 （ 85 ）： 81542 - 81551 . doi: 10.1039/c6ra13711c http://dx.doi.org/10.1039/c6ra13711c

CONG T ， DING Y D ， LIU J P ， et al . Synthesis and optical properties of Zn 2+ doped NaYF 4 ∶Yb 3+ ，Er 3+ upconversion nanoparticles ［J］. Mater. Lett. ， 2016 ， 165 ： 59 - 62 . doi: 10.1016/j.matlet.2015.11.109 http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2015.11.109

ZHENG W ， ZHOU S Y ， CHEN Z ， et al . Sub-10 nm lanthanide-doped CaF 2 nanoprobes for time-resolved luminescent biodetection ［J］. Angew. Chem. Int. Ed. ， 2013 ， 52 （ 26 ）： 6671 - 6676 . doi: 10.1002/anie.201302481 http://dx.doi.org/10.1002/anie.201302481

DING Y L ， ZHANG X D ， GAO H B ， et al . Enhancement on concentration quenching threshold and upconversion luminescence of β-NaYF 4 ∶Er 3+ /Yb 3+ codoping with Li + ions ［J］. J. Alloys Compd. ， 2014 ， 599 ： 60 - 64 . doi: 10.1016/j.jallcom.2014.02.050 http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.02.050

HUANG Y A ， XIAO Q B ， HU H S ， et al . 915 nm light-triggered photodynamic therapy and MR/CT dual-modal imaging of tumor based on the nonstoichiometric Na 0.52 YbF 3.52 ∶Er upconversion nanoprobes ［J］. Small ， 2016 ， 12 （ 31 ）： 4200 - 4210 . doi: 10.1002/smll.201601023 http://dx.doi.org/10.1002/smll.201601023

HAO J H ， ZHANG Y ， WEI X H . Electric-induced enhancement and modulation of upconversion photoluminescence in epitaxial BaTiO 3 ∶Yb/Er thin films ［J］. Angew. Chem. Int. Ed. ， 2011 ， 50 （ 30 ）： 6876 - 6880 . doi: 10.1002/anie.201101374 http://dx.doi.org/10.1002/anie.201101374

CHEN P ， JIA H ， ZHANG J P ， et al . Magnetic tuning of optical hysteresis behavior in lanthanide-doped nanoparticles ［J］. J. Phys. Chem. C ， 2015 ， 119 （ 10 ）： 5583 - 5588 . doi: 10.1021/jp511914f http://dx.doi.org/10.1021/jp511914f

TOLBERT S H ， ALIVISATOS A P . Size dependence of a first order solid-solid phase transition： the wurtzite to rock salt transformation in CdSe nanocrystals ［J］. Science ， 1994 ， 265 （ 5170 ）： 373 - 376 . doi: 10.1126/science.265.5170.373 http://dx.doi.org/10.1126/science.265.5170.373

NARAYANA C ， LUO H ， ORLOFF J ， et al . Solid hydrogen at 342 GPa： no evidence for an alkali metal ［J］. Nature ， 1998 ， 393 （ 6680 ）： 46 - 49 . doi: 10.1038/29949 http://dx.doi.org/10.1038/29949

WISSER M D ， CHEA M ， LIN Y ， et al . Strain-induced modification of optical selection rules in lanthanide-based upconverting nanoparticles ［J］. Nano Lett. ， 2015 ， 15 （ 3 ）： 1891 - 1897 . doi: 10.1021/nl504738k http://dx.doi.org/10.1021/nl504738k

MEI S ， GUO Y ， LIN X H ， et al . Experimental and simulation insights into local structure and luminescence evolution in Eu 3+ -doped nanocrystals under high pressure ［J］. Phys. Chem. Lett. ， 2020 ， 11 （ 9 ）： 3515 - 3520 . doi: 10.1021/acs.jpclett.0c00895 http://dx.doi.org/10.1021/acs.jpclett.0c00895

ZHANG H F ， HOU S M ， WANG T ， et al . Realization of pressure induced emission enhancement for rare earth luminescent materials： adopting delta-doped structure ［J］. J. Alloys Compd. ， 2021 ， 859 ： 157882-1 - 8 . doi: 10.1016/j.jallcom.2020.157882 http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157882

RUNOWSKI M ， MARCINIAK J ， GRZYB T ， et al . Lifetime nanomanometry high-pressure luminescence of up-converting lanthanide nanocrystals-SrF 2 ∶Yb 3+ ，Er 3+ ［J］. Nanoscale ， 2017 ， 9 （ 41 ）： 16030 - 16037 . doi: 10.1039/c7nr04353h http://dx.doi.org/10.1039/c7nr04353h

BAE H ， LEE K T . Effect of tetragonal to cubic phase transition on the upconversion luminescence properties of A/B site erbium-doped perovskite BaTiO 3 ［J］. RSC Adv. ， 2019 ， 9 （ 5 ）： 2451 - 2457 . doi: 10.1039/c8ra09783f http://dx.doi.org/10.1039/c8ra09783f

ZHOU J J ， WEN S H ， LIAO J Y ， et al . Activation of the surface dark-layer to enhance upconversion in a thermal field ［J］ Nat. Photonics ， 2018 ， 12 （ 3 ）： 154 - 158 . doi: 10.1038/s41566-018-0108-5 http://dx.doi.org/10.1038/s41566-018-0108-5

WANG Z J ， CHRISTIANSEN J ， WEZENDONK D ， et al . Thermal enhancement and quenching of upconversion emission in nanocrystals ［J］. Nanoscale ， 2019 ， 11 （ 25 ）： 12188 - 12197 . doi: 10.1039/c9nr02271f http://dx.doi.org/10.1039/c9nr02271f

YI G S ， LU H C ， ZHAO S Y ， et al . Synthesis， characterization， and biological application of size-controlled nanocrystalline NaYF 4 ∶Yb， Er infrared-to-visible up-conversion phosphors ［J］. Nano Lett. ， 2004 ， 4 （ 11 ）： 2191 - 2196 . doi: 10.1021/nl048680h http://dx.doi.org/10.1021/nl048680h

ZHOU Y H ， CHENG Y ， XU J ， et al . Thermo-enhanced upconversion luminescence in inert-core/active-shell UCNPs： the inert core matters ［J］. Nanoscale ， 2021 ， 13 （ 13 ）： 6569 - 6576 . doi: 10.1039/d1nr00752a http://dx.doi.org/10.1039/d1nr00752a

RABOUW F T ， PRINS P T ， VILLANUEVA-DELGADO P ， et al . Quenching pathways in NaYF 4 ∶Er 3+ ，Yb 3+ upconversion nanocrystals ［J］. ACS Nano ， 2018 ， 12 （ 5 ）： 4812 - 4823 . doi: 10.1021/acsnano.8b01545 http://dx.doi.org/10.1021/acsnano.8b01545

CUI H Q ， CAO Y Z ， ZHANG L ， et al . Thermal enhancement of the 2 H 11/2 → 4 I 15/2 up-conversion luminescence of Er 3+ -doped K 2 Yb（PO 4 ）（MoO 4 ） phosphors ［J］. J. Mater. Chem. C ， 2021 ， 9 （ 36 ）： 12159 - 12167 . doi: 10.1039/d1tc02442f http://dx.doi.org/10.1039/d1tc02442f

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