La relajación cruzada permite una conversión ascendente de color conmutada espaciotemporal en una sola nanopartícula sándwich para la seguridad de la información

El control inteligente de la dinámica de interacción iónica ofrece nuevas posibilidades para sintonizar y editar las propiedades de luminiscencia de materiales basados en lantánidos. Sin embargo, sigue siendo un desafío formidable lograr el control dinámico de la conversión ascendente de fotones mediada por la relajación cruzada, y en particular, la fotofísica intrínseca involucrada aún no está clara. En este sentido, este trabajo informa un modelo conceptual para realizar la conversión ascendente conmutada por color de Tm3+ a través del control espaciotemporal de la relajación cruzada en el diseño de la nanostructura sándwich NaYF4:Gd@NaYbF4:Tm@NaYF4. Muestra que la relajación cruzada juega un papel clave en la modulación de la dinámica de conversión ascendente y en la sintonización de los colores de emisión de Tm3+. Interesantemente, se encuentra que hay un corto retraso temporal para la ocurrencia de la relajación cruzada en contraste con la emisión espontánea como resultado de la ligera desajuste energético entre los niveles energéticos relevantes. Esto permite además una precisa sintonización del color de emisión bajo excitación en estado no estable. Además, se propone un tiempo de apagado característico para describir la evolución temporal de la relajación cruzada de manera cuantitativa. Estos hallazgos presentan una profunda visión sobre la física de las interacciones iónicas en sistemas de alta dopaje, y también muestran un gran potencial en aplicaciones fronterizas incluyendo seguridad de la información, lucha contra la falsificación y nanofotónica.