Wroclaw Luminescence Seminar
Audytorium INTiBS PAN, ul. Okólna 2
Nowe oblicze lawinowej emisji fotonów
Prof. dr hab. Artur Bednarkiewicz
INTiBS PAN
Wśród procesów ‘upkonwersji’ prowadzących do emisji anty-Stokesowskiej, lawinowa emisja fotonowów (PA) stała się interesującym tematem badawczym od 1979 roku, kiedy to po raz pierwszy zaobserwowano ją w LaCl3 domieszkowanym Pr3+ [1]. Istnieje kilka zasadniczych wymagań niezbędnych do zaobserwowania PA w danym układzie, takich jak (i) obecność wydajnego przejścia ESA i pomijalnego GSA przy długości fali pompującej oraz (ii) obecność wydajnych procesów relaksacji krzyżowej (CR) wymaganych do wypełnienia pośredniego poziomu wzbudzonego. W konsekwencji intensywność luminescencji PA wzrasta o kilka (zwykle 2-3) rzędów wielkości przy wzbudzaniu z gęstością mocy nieznacznie przekraczającą próg PA. Niedawno emisja PA została również zademonstrowana dla nanocząstek NaYF4 domieszkowanych Tm3+ w temperaturze pokojowej przy fotowzbudzeniu 1064 i 1450 nm i emisji 800 nm [3].
Szeroki potencjał aplikacyjny PA (np. obrazowanie superrozdzielcze [3], (bio)czujniki [4], nanotermometria [5] itp.) sprawia, że dalsze badania PA w różnych lantanowcach i różnych matrycach o różnych rozmiarach są niezwykle cenne. W tym wykładzie krótko podsumowany zostanie aktualny stan wiedzy na temat zjawiska i coraz liczniejszych demonstracji zastosowań emisji PA. W szczególności omówione zostaną osobliwości emisji lawinowej fotonów w szerszym kontekście jako zmianę paradygmatu w luminescencyjnych nano-bio-znacznikach do zastosowań takich jak (i) obrazowanie, (ii) czujniki wielkości fizycznych i biologicznych, (iii) obliczenia rezerwuarowe i inne.
Literatura:
[1] J. S. Chivian, W. E. Case, and D. D. Eden, Appl. Phys. Lett. (1979) 35, 124–125.;[2] M. F. Joubert, Opt. Mater. (Amst). (1999) 11, 181–203.;
[3] Ch. Lee et al., Nature (2021), 589, 230-235; A.Bednarkiewicz et al. (2019) Nanoscale Horizons, 4(3), 706-719;
[4] A.Bednarkiewicz, E.Chan, K.Prorok, Nanoscale Adv., 2020,2, 4863-4872;
[5] M.Szalkowski et al., Optical Materials: X (2021)12, 100102; L.Marciniak et al. J. Mater. Chem. C, 2018, 6, 7568
