镧系元素掺杂的上转换纳米晶体中的结构-性能关系：了解核-壳结构的最新进展,Advanced Materials

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镧系元素掺杂的上转换纳米晶体中的结构-性能关系：了解核-壳结构的最新进展
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2019-04-03 , DOI: 10.1002/adma.201900623
Damien Hudry ₁ , Ian A. Howard _{1,

2} , Radian Popescu ₃ , Dagmar Gerthsen ₃ , Bryce S. Richards _{1,

2}

Affiliation

具有定制的光学性质的上转换纳米结构的生产是主要的技术兴趣，并且近年来已经在实现这种生产方面取得了迅速的进步。最终，对纳米结构组织的准确理解将导致设计规则，以准确地定制光学特性。在这里，提出了对上转换和纳米晶体群落仍然普遍重要的开放性问题，特别强调了核-壳上转换纳米晶体的结构-性质关系。尽管已经彻底研究了后者的光学性质，但对其原子尺度的组织知之甚少。实际上，由于其固有的非周期性性质，解决此类纳米材料的原子级结构具有挑战性。熟悉的晶体学概念已不再适用；必须引入化学和结构调制波。为了揭示确切的核壳结构，需要应用和开发创新的表征技术，如本文所述。结构表征技术的不断发展和应用对于巩固目前原子级结构与上转换特性之间不完整的联系至关重要。这最终将为正在出现的详细指南提供有价值的贡献，该指南详细介绍了如何更好地设计上转换纳米结构，以在效率，吸收，光谱发射和动力学方面实现给定的光学特性。为了揭示确切的核壳结构，需要应用和开发创新的表征技术，如本文所述。结构表征技术的不断发展和应用对于巩固目前原子级结构与上转换特性之间不完整的联系至关重要。这最终将为正在出现的详细指南提供有价值的贡献，该指南详细介绍了如何更好地设计上转换纳米结构，以在效率，吸收，光谱发射和动力学方面实现给定的光学特性。为了揭示确切的核壳结构，需要应用和开发创新的表征技术，如本文所述。结构表征技术的不断发展和应用对于巩固目前原子级结构与上转换特性之间不完整的联系至关重要。这最终将为正在出现的详细指南提供有价值的贡献，该指南详细介绍了如何更好地设计上转换纳米结构，以在效率，吸收，光谱发射和动力学方面实现给定的光学特性。结构表征技术的不断发展和应用对于巩固目前原子级结构与上转换特性之间不完整的联系至关重要。这最终将为正在出现的详细指南提供有价值的贡献，该指南详细介绍了如何更好地设计上转换纳米结构，以在效率，吸收，光谱发射和动力学方面实现给定的光学特性。结构表征技术的不断发展和应用对于巩固目前原子级结构与上转换特性之间不完整的联系至关重要。这最终将为正在出现的详细指南提供有价值的贡献，该指南详细介绍了如何更好地设计上转换纳米结构，以在效率，吸收，光谱发射和动力学方面实现给定的光学特性。

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Structure–Property Relationships in Lanthanide‐Doped Upconverting Nanocrystals: Recent Advances in Understanding Core–Shell Structures

The production of upconverting nanostructures with tailored optical properties is of major technological interest, and rapid progress toward the realization of such production has been made in recent years. Ultimately, accurate understanding of nanostructure organization will lead to design rules for accurately tailoring optical properties. Here, the context of open questions still of general importance to the upconversion and nanocrystal communities is presented, with a particular emphasis on the structure–property relationships of core–shell upconverting nanocrystals. Although the optical properties of the latter have been thoroughly investigated, little is known regarding their atomic‐scale organization. Indeed, solving the atomic‐scale structure of such nanomaterials is challenging because of their intrinsic nonperiodic nature. Familiar concepts of crystallography are no longer appropriate; chemical and structural modulation waves must be introduced. To reveal the exact core–shell structures, innovative characterization techniques need to be applied and developed, as discussed herein. The continued development and application of structural characterization techniques will be vital to consolidate the currently incomplete link between atomic‐scale structure and upconversion properties. This will ultimately provide a valuable contribution to the emerging detailed guidelines on how to better design upconverting nanostructures to achieve given optical properties in terms of efficiency, absorption, spectral emission, and dynamics.

更新日期：2019-04-03

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