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Le quenching de luminescence à de fortes concentrations de dopants limite généralement la concentration de dopants à moins de 1-5 mol% dans les matériaux dopés aux lanthanides, et cela demeure un obstacle majeur dans la conception de matériaux avec une efficacité/éclat améliorés. Dans ce travail, nous fournissons des preuves directes que le principal processus de quenching à de fortes concentrations de dopants est la migration d'énergie vers la surface (c'est-à-dire, le quenching de surface) contrairement à la conception erronée commune de la relaxation croisée entre les ions dopants. Nous montrons qu'après la croissance d'une coque épitaxiale inerte, des concentrations d'erbium (Er3+) aussi élevées que 100 mol% dans des nanocristaux cœur/coque NaY(Er)F4/NaLuF4 améliorent l'intensité d'émission à la fois de la luminescence upconversion et downshifted à travers différentes longueurs d'onde d'excitation (980, 800 et 658 nm), avec des effets de quenching de concentration négligeables. Nos résultats mettent en évidence le fort couplage des effets de quenching de concentration et de surface dans des nanocristaux colloïdaux dopés aux lanthanides, et que la croissance de coques épitaxiales inertes peut surmonter le quenching de concentration. Ces aperçus fondamentaux sur les processus photophysiques dans des nanocristaux fortement dopés donneront lieu à des propriétés améliorées auparavant considérées comme impossibles avec des compositions optimisées en vrac.
Johnson et al. (Mar), ont étudié cette question.