BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
HỆ THỐNG THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  25,576,573
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

31

Kỹ thuật hoá dược

BB

Hoàng Như Vân(2), Nguyễn Thị Lan(3), Lê Tiến Hà(1), Phạm Hùng Vượng

Tổng hợp và tính chất phát quang của vật liệu hydroxyapatite (HA):Er, Yb định hướng ứng dụng trong quang điện tử và y sinh

Synthesis and optical properties of hydroxyapatite material (HA):Er, Yb oriented towards applications in optoelectronics and biomedicine

Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Thái Nguyên

2024

14

144 - 150

1859-2171

Phương pháp đốt cháy, Phát xạ chuyển đổi ngược màu xanh, Vật liệu HA:Er, Yb, Vật liệu y sinh, Quang điện tử

Combustion method, Green UC emission, HA:Er, Yb phosphor, Biomedical materials, Optoelectronic

Trong công trình này, chúng tôi báo cáo tính chất phát xạ chuyển đổi ngược mạnh vùng màu xanh của vật liệu hydroxyapatite (HA):Er, Yb tổng hợp bằng phương pháp đốt cháy, và xử lý nhiệt ở 900 ℃ trong thời gian 3 giờ, trong môi trường không khí. Cấu trúc, hình thái, thành phần nguyên tố hóa học và tính chất phát quang của vật liệu được thực hiện bằng các phép phân tích như phổ nhiễu xạ tia X (XRD), kính hiển vi điện tử quét (FE-SEM), phổ tán xạ năng lượng tia X (EDS), và phổ phát xạ PL. Kết quả XRD xác nhận mẫu vật liệu tồn tại hai pha, pha chiếm hàm lượng lớn là HA có cấu trúc lục giác, và một lượng nhỏ pha tricalcium phosphate (β-TCP) có cấu trúc trực thoi, cả hai pha có độ kết tinh cao. Phân tích EDS cho thấy vật liệu có các nguyên tố cấu tạo mạng nền (Ca, P, O) và các nguyên tố pha tạp (Er, Yb) và không quan sát thấy các nguyên tố tạp chất. Với bước sóng kích thích từ nguồn laser 975 nm, bột phosphor cho phát xạ UC mạnh tại đỉnh 530 và 554 nm và phát xạ yếu vùng màu đỏ 660 nm của ion Er3+. Sự phát xạ xanh là do sự truyền năng lượng từ ion Yb3+ sang ion Er3+. Các kết quả này cho thấy vật liệu phosphor HA:Er, Yb có thể được sử dụng cho các ứng dụng trong quang điện tử và y sinh.

In this work, we report the intense green upconversion (UC) emission in hydroxyapatite (HA):Er, Yb phosphor synthesized using the combustion method following heat treatment at 900 ℃ for 3 h in air. The material was c-haracterized for its structure, morphology, elemental composition, and luminescent properties using X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and photoluminescence spectroscopy (PL). XRD results confirm the main phase hydroxyapatite (HA) and a tract amount of the tricalcium phosphate (β-TCP) phase with high crystallinity of the obtained material. EDS analysis shows that the presence of elements of the host lattice (Ca, P, O) and dopant ions (Er, Yb) and other impurities elements did not appear. Under 975 nm excitation, the obtained phosphor behave intense green emission at 530/554 nm and weak green emission at 660 nm of the Er3+ ion. The se-lective enhancement of red UC emission corresponds to an energy transfer f-rom Yb3+ to Er3+ ions. The results indicate that HA:Er, Yb phosphor promising material for optoelectronics and biomedical applications.

TTKHCNQG, CTv 178

Xem toàn văn
  • [1] S. Basu, B. Basu (2019), Unravelling Doped Biphasic Calcium Phosphate: Synthesis to Application,ACS Appl. Bio Mater.
  • [2] S. Gomes, A. Kaur, J. M. Grenèche, J. M. Nedelec, G. Renaudin (2017), Atomic scale modeling of iron-doped biphasic calcium phosphate bioceramics,Acta Biomater.
  • [3] N. V. Hoang, T. H. Bui, T. K. Nguyen, D. T. Phuong, H. V. Pham (2018), Controlling Blue and Red Light Emissions from Europium (Eu2+)/Manganese (Mn2+)-Codoped Beta-Tricalcium Phosphate [bCa3(PO4)2 (TCP)] Phosphors,J. Electron. Mater.
  • [4] N. V. Hoang, D. T. Phuong, D. T. K. Nguyen, T. H. Pham, V. H. Pham (2017), Enhancing the luminescence of Eu3+/Eu2+ ion-doped hydroxyapatite by fluoridation and thermal annealing,Luminescence
  • [5] N. V. Hoang, N. H. Vu, H. V. Pham, V. H. Pham, T. H. Bui, D. H. Nguyen, M. T. Le (2020), A novel upconversion emission material based on Er3+-Yb3+-Mo6+ tridoped Hydroxyapatite/Tricalcium phosphate (HA/β-TCP),J. Alloys Compd.
  • [6] N. V. Hoang, T. C. Le, D. H. Nguyen, T. T. Le, V. H. Pham (2024), Effect of Sr substituted on multifunction pure green emission of rare-earth-element doped HA/β-TCP nanocomposite for optical thermometer,Ceram. Int.
  • [7] N. V. Hoang, D. T. Phuong, V. H. Pham, D. H. Nguyen, X. T. Cao, Q. M. Le (2023), Control of red upconversion emission in Er3+–Yb3+–Fe3+ tri–doped biphasic calcium phosphate,Inorg. Chem. Commun.
  • [8] S. Liu, H. Ming, J. Cui, S. Liu, W. You, X. Ye, Y. Yang, H. Nie, R. Wang (2018), Color-Tunable Upconversion Luminescence and Multiple Temperature Sensing and Optical Heating Properties of Ba3Y4O9:Er3+/Yb3+ Phosphors,J. Phys. Chem. C
  • [9] N. V. Hoang, M. T. Le, T. T. D. Do, H. V. Pham, D. H. Nguyen, T. H. Pham, V. H. Hoang (2021), On enhancement and control of green emission of rare earth co-doped hydroxyapatite nanoparticles: synthesis and upconversion luminescence properties,New J. Chem.
  • [10] T. T. D. Do, T. N. M. Vu, X. T. Nguyen, V. H. Pham, H. V. Pham, D. H. Nguyen, T. H. Bui, M. T. Le, N. V. Hoang (2021), Dual-mode green emission and temperature sensing properties of rare-earth-element-doped biphasic calcium phosphate composite,J. Alloy. Comp.
  • [11] X. Li, P. Gao, J. Li, L. Guan, X. Li, F. Wang, D. Wang, Z. Li, X. Li (2020), Enhancing upconversion emission and temperature sensing modulation of the La2(MoO4)3: Er3+, Yb3+ phosphor by adding alkali metal ions,Ceram. Int.
  • [12] D. Y. Wang, P. C. Ma, J. C. Zhang, Y. H. Wang (2018), Efficient Down- and Up-Conversion Luminescence in Er3+-Yb3+ Co-doped Y7O6F9 for Photovoltaics,ACS Appl. Energy Mater.
  • [13] A. Pandey, V. K. Rai, V. Kumar, V. Kumar, H. C. Swart (2015), Upconversion based temperature sensing ability of Er3+-Yb3+ codoped SrWO4: An optical heating phosphor,Sensors Actuators, B Chem.
  • [14] M. Lin, L. Xie, Z. Wang, B. S. Richards, G. Gao, J. Zhong (2019), Facile synthesis of mono-disperse sub-20 nm NaY(WO4)2:Er3+,Yb3+ upconversion nanoparticles: A new choice for nanothermometry,J. Mater. Chem. C
  • [15] S. Sinha, K. Kumar (2018), Studies on up/down-conversion emission of Yb3+ sensitized Er3+ doped MLa2(MoO4)4 (M = Ba, Sr and Ca) phosphors for thermometry and optical heating,Opt. Mater. (Amst).
  • [16] T. Pang, W. Wan, D. Qian, Z. Liu (2019), Calibration of optical temperature sensing of Ca1-xNaxMoO4:Yb3+,Er3+ with intense green up-conversion luminescence,J. Alloys Compd.
  • [17] F. Paz-Buclatin, F. Rivera-López, O. González, I. R. Martín, L. L. Martin, D. J. Jovanović (2019), GdVO4:Er3+/Yb3+ nanocrystalline powder as fluorescence temperature sensor. Application to monitor the temperature of an electrical component,Sensors Actuators, A Phys.
  • [18] G. Xiang, X. Liu, J. Zhang, Z. Liu, W. Liu, Y. Ma, S. Jiang, X. Tang, X. Zhou, L. Li, Y. Jin (2019), Dual-Mode Optical Thermometry Based on the Fluorescence Intensity Ratio Excited by a 915 nm Wavelength in LuVO4:Yb3+/Er3+@SiO2 Nanoparticles,Inorg. Chem.
  • [19] B. Hou, M. Jia, P. Li, G. Liu, Z. Sun, Z. Fu (2019), Multifunctional Optical Thermometry Based on the Rare-Earth-Ions-Doped Up-/Down-Conversion Ba2TiGe2O8:Ln (Ln=Eu3+/Er3+/Ho3+/Yb3+) Phosphors,Inorg. Chem.
  • [20] V. T. Cu, T. D. Nguyen, V. H. Nguyen, T. N. M. Vu, X. T. Nguyen, A. T. Pham, V. H. Pham, N. V. Hoang (2022), Intense green upconversion emission of rare-earth-doped Sr3(PO4)2/Sr2P2O7 powder: Effect of annealing temperature and temperature-sensor properties,Optik (Stuttg).
  • [21] V. H. Nguyen, T. K. L. Nguyen, T. H. Dinh, T. H. Bui, M. T. Nguyen, H. V. Pham, D. H. Nguyen, T. A. Vu, N. V. Hoang (2023), High-efficiency energy transfer in the strong orange-red-emitting phosphor CeO2:Sm3+, Eu3+,RSC Adv.
  • [22] V. H. Nguyen, T. H. Dinh, T. K. L. Nguyen, T. H. Bui, M. T. Nguyen, N. V. Hoang (2023), Blue-excited red emission of CeO2:Eu3+, Al3+ cubic phosphor: Influence of Al3+ ion doping and Judd-Ofelt theory,J. Lumin.
  • [23] M. Gallo, B. L. G. Santoni, T. Douillard, F. Zhang, L. Gremillard, S. Dolder, W. Hofstetter, S. Meille, M. Bohner, J. Chevalier (2019), Effect of grain orientation and magnesium doping on β-tricalcium phosphate resorption behavior,Acta Biomater.
  • [24] (2019), Assisted Synthesis and Characterization of Heparin-Coated Eu3+ Doped Hydroxyapatite Luminescent Nanoparticles,Colloids Interface Sci. Commun.