半导体纳米材料中的激子跃迁与表面局域等离子体行为；
稀土纳米材料的发光与生物成像、检测应用；
无机纳米材料的制备及功能组装；

稀土;la2o3:eu3+;组装;发光共振能量转移;纳米材料;纳米线;核-壳结构;金纳米颗粒;抗氧化剂;纳米微粒

Nanocrystal Synthesis;Upconversion Nanoparticles;Luminescent Materials;Nanoparticles;Nanocrystals;Nanostructures;Photon Upconversion;Mesoporous Materials;Luminescence;Upconversion

(1) 稀土上转换发光的能量传递与激发调控
在稀土发光材料研究中，稀土离子间的能量传递对跃迁及跃迁选择性的影响是一个未加以充分研究和利用的领域。申请人从稀土发光基础理论出发，在稀土上转换发光研究中，构筑了Nb3+Yb3+能量传递通道，基于晶格匹配的原理设计了壳层组成与结构，并利用核壳结构有效阻止Nd3+对Er3+的猝灭。Nb3+Yb3+的能量传递不仅获得了高效率的稀土近红外发光，并获得了多波长激发的稀土上转换发光，扩展了上转换发光材料的激发范围，有效抑制了该类材料在生物成像应用中的热损伤。
在稀土离子激发态布居的调控上，利用等离子共振、激发光功率密度等，研究了稀土离子跃迁的选择性以及上转换多光子过程的调节；利用CaF2壳层提高跃迁效率，并抑制了稀土离子在核壳界面的扩散以及稀土离子向周围环境的释放。以上研究结果对于新型稀土发光材料及其在生物成像、光发射等领域的应用具有重要意义。
(2) 稀土近红外发光纳米晶
稀土离子的f-f跃迁在近红外激光材料领域也有广泛的应用，而对于纳米尺度材料，近红外发射的能量较低，易受到基质晶格振动、表面吸附分子的影响，发光效率也较低。如何提高能量传递效率，且满足探针的发光在组织中的穿透深、散射弱以及无自发荧光背景的要求，近红外荧光探针的研究更具吸引力。
以Yb3+敏化Tm3+获得了双光子过程对应的近红外发光，可满足活体成像对于近红外发光探针的一般要求。稀土氟化物纳米晶中，发光动力学研究证明Nd3+与Yb3+能量传递效率可达90%以上，依据该能量传递途径设计了新型的近红外激发-近红外发射的稀土纳米发光材料。该类材料可在808 nm或730 nm激发下，通过掺杂离子比例调节产生1055 nm或974 nm的近红外光发射。同时，该体系具有较高的相对量子效率超过20 %，激发通过氙灯即可实现。Yb3+敏化Er3+的近红外组织散射系数更小，获得了约100微米的高空间分辨活体成像。
(3) 稀土纳米晶的局域结构控制及离子交换
纳米尺度晶体中的缺陷种类和数量对其发光有着重要影响，这也是纳米材料发光多变、难以重复的重要原因。以NaREF4纳米晶为例，减小晶体中Na+、F-含量产生相应缺陷，引发晶胞收缩、晶体内部无序度增加，稀土离子的配位数降低，局域对称性也降低。这些变化显著提高了晶体中Er3+的4F9/2-4I15/2跃迁的选择性，使纳米晶的发光由红、绿色共存变为纯的红色发光，这一策略也适用于其它多个f-f组态内跃迁共存的情况，提高了Tm3+、Ho3+离子的跃迁选择性。在局域对称性的调控研究上，纳米晶体生长过程中引入离子半径、氧化态不同的金属离子，也达到了改变稀土离子跃迁选择性的目的。

1. 一种诊疗一体化纳米平台、制备方法及其应用
上海大学
孙丽宁; 张强; 施利毅; 王卓; 孙松强
公开日期: 2020-04-03 申请日期: 2019-09-23 公开号: CN110946999A

2. 一种少量稀土金属离子掺杂的有机无机杂化钙钛矿太阳能电池及其制备方法
北京大学
周欢萍; 王立刚; 严纯华; 孙聆东
公开日期: 2020-01-24 申请日期: 2018-04-20 公开号: CN108389976B

3. 一种钙钛矿太阳能电池用热封装方法及组件
北京大学
周欢萍; 王立刚; 严纯华; 孙聆东
公开日期: 2018-11-13 申请日期: 2018-06-06 公开号: CN108807695A

4. 一种利用原子层沉积法制备的复合电子传输层钙钛矿太阳能电池及其制备方法
北京大学
周欢萍; 王立刚; 严纯华; 孙聆东
公开日期: 2018-11-13 申请日期: 2018-05-28 公开号: CN108807677A

5. 一种光电器件用复合空穴传输层材料及其制备方法
北京大学
周欢萍; 王立刚; 严纯华; 孙聆东
公开日期: 2018-10-19 申请日期: 2018-06-06 公开号: CN108682702A

6. 一种少量稀土金属离子掺杂的有机无机杂化钙钛矿太阳能电池及其制备方法
北京大学
周欢萍; 王立刚; 严纯华; 孙聆东
公开日期: 2018-08-10 申请日期: 2018-04-20 公开号: CN108389976A

7. RARE EARTH-BASED NANOPARTICLE MAGNETIC RESONANCE CONTRAST AGENT AND PREPARATION METHOD THEREOF
UNIV BEIJING
SUN LINGDONG; YAN CHUNHUA; ZHENG XIAOYU
公开日期: 2017-07-13 申请日期: 2014-06-10 公开号: US2017196997A1

8. 一种动力学可调节的变色材料及其制备方法
北京大学科技开发部; 北京镧彩科技有限公司
严纯华; 张超; 田子健; 郭占云; 孙聆东
公开日期: 2017-06-13 申请日期: 2017-01-24 公开号: CN106833604A

9. 一种动力学可调节的变色材料及其制备方法
北京镧彩科技有限公司; 北京大学科技开发部
张超; 郭占云; 严纯华; 田子健; 孙聆东
公开日期: 2017-06-13 申请日期: 2017-01-24 公开号: CN106833604A

10. RARE EARTH-BASED NANOPARTICLE MAGNETIC RESONANCE CONTRAST AGENT AND PREPARATION METHOD THEREOF
UNIV BEIJING
SUN LINGDONG; YAN CHUNHUA; ZHENG XIAOYU
公开日期: 2017-04-05 申请日期: 2014-06-10 公开号: EP3150232A1

11. 一种基于软轴传动的钢丝绳刷
UNIV JINAN
TIAN XIANGXING; CUI WEIHUA; ZHAO XIA; SUN LINGDONG
公开日期: 2015-12-30 申请日期: 2015-07-13 公开号: CN204912124U

12. 稀土基纳米颗粒磁共振造影剂及其制备方法
UNIV BEIJING
YAN CHUNHUA; ZHENG XIAOYU; SUN LINGDONG
公开日期: 2015-12-03 申请日期: 2014-06-10 公开号: WO2015180205A1

13. 一种基于齿轮换向的钢丝绳排线装置
UNIV JINAN
SUN LINGDONG; ZHAO XIA; FU CHAO; ZHAO PING; TIAN XIANGXING
公开日期: 2015-12-02 申请日期: 2015-06-19 公开号: CN204823965U

14. 一种基于齿轮换向的钢丝绳排线装置
UNIV JINAN
SUN LINGDONG; ZHAO XIA; FU CHAO; ZHAO PING; TIAN XIANGXING
公开日期: 2015-09-09 申请日期: 2015-06-19 公开号: CN104891366A

15. 一种新型折叠式玻璃窗
UNIV JINAN
ZHANG MENG; SUN LINGDONG; BAI CHANGYU
公开日期: 2014-10-22 申请日期: 2014-06-19 公开号: CN203891693U

16. 一种核-壳结构稀土发光纳米材料及其制备方法
北京大学
孙聆东; 王也夫; 严纯华
公开日期: 2014-10-22 申请日期: 2014-06-23 公开号: CN104109531A

17. 稀土基纳米颗粒磁共振造影剂及其制备方法
北京大学
郑晓宇; 孙聆东; 严纯华
公开日期: 2014-09-17 申请日期: 2014-05-29 公开号: CN104043138A

18. 易变质产品保质期的变色指示剂及其制备方法
北京大学
严纯华; 张超; 孙聆东; 王建方; 陈兴
公开日期: 2012-10-17 申请日期: 2012-06-07 公开号: CN102735796A

19. 一种稀土掺杂二氧化锆固体电解质纳米晶薄膜的制备方法
北京方正稀土科技研究所有限公司
严纯华; 张亚文; 廖春生; 金舒; 杨宇; 贾江涛; 吴声; 白欧; 孙聆东; 王哲明
公开日期: 2001-11-28 申请日期: 2001-03-20 公开号: CN1323920A

1. Au, Ag纳米结构对稀土纳米晶发光增强的研究
立项时间: 2010-2012 项目经费：360000

2. 过渡金属硫化物、氧化物半导体纳米材料的局域表面等离子体共振调控及光热效应研究
立项时间: 2014-2017 项目经费：800000

3. 基于配位化学原理的纳米材料制备新途径及性质研究
立项时间: 2001-2003 项目经费：250000

4. 无机材料化学
立项时间: 2015-2019 项目经费：4000000

5. 纳米发光材料表面对称性研究及应用
立项时间: 2004-2006 项目经费：250000

6. 2号染色体中国汉族人寻常型银屑病易感基因搜寻
立项时间: 2009-2011 项目经费：200000

7. 稀土 纳米 材料 的近红外 发光 及敏化机制研究
立项时间: 2018-2021

8. 低激发密度的稀土上转换发光纳米材料及其在生物成像领域的应用
立项时间: 2020

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