光上转换核心-壳纳米结构：新兴应用的纳米光子控制

利用铈系元素离子的光上转换纳米结构构成了一个新兴的研究领域，广泛应用于医疗保健、能源和安全等多个领域。这些纳米结构的核心-壳设计使我们能够有意地引入电子能量状态的层次，从而提供前所未有的机会来操控电子激发、能量转移和上转换发射。核心-壳形态还抑制了猝灭机制，以产生高效的上转换发射用于生物光子学和光子学应用。采用层次化设计，每个壳层可以具备特定特性，从而可以调节上转换纳米材料的电子结构及其物理化学结构，以耦合其他电子状态，如有机染料分子的激发或金属纳米结构的局部表面等离子体，或将广泛的成像或治疗方式引入单一导体。在本综述中，我们总结了通过核心-壳纳米结构中层次壳的设计和制备所实现的光上转换纳米粒子的纳米光子控制的关键方面，并回顾了它们在生物医学领域、太阳能转换以及安全编码中的新兴应用。