Nanopartículas fluorescentes con estructura core-shell

Abstract

RESUMEN: Se han sintetizado nanocristales (NCs) de Y2O3:Eu3+ y Y2O3:Tb3+ mediante los métodos de precipitación y síntesis solvotermal para estudiar sus propiedades ópticas, y de este modo investigar los procesos de emisión radiativa, procesos no radiativos debido a efectos de superficie y la transferencia de energía entre partículas. Además, se han preparado nanopartículas con estructura “core-shell” recubiertas con una capa de SiO2 de diferente grosor para estudiar así su efecto sobre el tiempo de vida de la luminiscencia visible. Finalmente se han investigado los efectos de transferencia de energía entre los NCs de Y2O3:Tb3+ e Y2O3:Eu3+, de modo que excitando el Tb3+ se estudia si se produce emisión del Eu3+ de NCs vecinos. Este estudio se basa en un trabajo publicado recientemente (Eu3+ Sensitization via Non-Radiative Inter-Particle Energy Transfer Using Inorganic Nanoparticles. The Journal of Physical Chemistry Letters. Volume 11, Pag: 689-695. (2020) DOI: 10.1021/acs.jpclett.9b03764) y se pretende comprobar si el fenómeno se produce también en esta red cristalina. De producirse la transferencia de energía entre el Tb3+ del Y2O3:Tb3+ y el Eu3+ del Y2O3:Eu3+, la capa de SiO2 de distinto grosor permitiría estudiar el efecto producido al aumentar la distancia entre los NCs. El grosor de la capa se analizó mediante microscopía electrónica.

ABSTRACT: Nanocrystals (NC) of Y2O3:Eu3+ and Y2O3:Tb3+ have been synthesized by precipitation and solvothermal methods to study their optical properties, in order to investigate the radiative emission processes, non-radiative processes due to surface effects and the energy transfer between particles. Furthermore, nanoparticles with “core-shell” structure with different thickness of SiO2 were prepared from the NCs previously obtained, studying the effect of the visible luminescence’s lifetime. Finally, the energy transfer effects between NCs were studied for the mixture of Y2O3:Tb3+ and Y2O3:Eu3+, in such a way that we will study if the excitation of Tb3+ leaves to emission of Eu3+ from neighboring NCs. This study is based on a recently published work (Eu3+ Sensitization via Non-Radiative Inter-Particle Energy Transfer Using Inorganic Nanoparticles. The Journal of Physical Chemistry Letters. Volume 11, Pag: 689-695. (2020) DOI: 10.1021/acs.jpclett.9b03764), and we are interested to verify if this energy transfer phenomenon also occurs in this crystal lattice. If the energy transfer between Tb3+ from Y2O3:Tb3+ and Eu3+ from Y2O3:Eu3+ is observed, the SiO2 shell of different thickness would allow studying the effect due to the increase in the distance between the NCs. The thickness of the layer was monitored by electron microscopy.