过渡金属-镱离子协同敏化及金属表面等离激元增强稀土掺杂氧化物上转换发光

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11274057
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    88.0万
  • 负责人：
    董斌
  • 依托单位：
    大连民族大学
  • 学科分类：
    A2207.光谱学与固体发光
  • 结题年份：
    2016
  • 批准年份：
    2012
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

The rare earth (RE) and transition metal (TM) ions codoped oxides nanocrystals are prepared by the sol-gel method. The high efficiency of upconversion (UC) luminescence of RE oxides can be realized based on the optimum conditions of doping concentration, doping ratio, sintering temperature, and size of the samples(UC luminescence can be easily observed at a pump power of 30-50 mW/cm2 of 975 nm laser diode). We will build the microscopic dynamics model including the ET processes between the RE and TM ions with considering the effects about exciton and phonon, and analysis the variation law of ET coefficient. Study the effect of metal surface plasmon on the UC luminescence of RE oxides by scanning near-field optical microscope (SNOM) and time resolved transient spectra techniques. Compute the optical properties of surface plasmon of metal nanostructure with Mie theory and Finite-Difference Time-Domain (FDTD) method. On the basis of experimental and theoretical calculation, analyses the physical mechanisms for enhancement of UC luminescence from RE ions caused by metal surface plasmon, obtains the optimum metal nanostructure for high efficiency of UC luminescence. This project will play an important role for realization of high efficiency of UC luminescence of RE oxides, and on the exploration the metal surface plasmon materials and devices based on the RE elements.
采用溶胶-凝胶工艺制备稀土-过渡金属离子共掺杂氧化物上转换发光纳米晶。优化稀土和过渡金属离子掺杂浓度、掺杂比例、烧结温度、晶粒尺寸及控制技术，在氧化物体系中实现高效上转换发光(975 nm 激光二极管激发，功率密度30-50 mW/cm2条件下即可发光)。建立稀土-过渡金属离子能量传递的微观动力学模型，考虑激子、声子等在能量传递中的作用，解析稀土-过渡金属离子能量传递系数的变化规律。利用扫描近场光学显微技术和时间分辨瞬态光谱技术研究金属表面等离激元对稀土掺杂氧化物上转换发光性质的影响。使用Mie理论、时域有限差分法计算金属纳米结构中表面等离激元光子学特性。实验与理论计算相结合，深入分析金属表面等离激元对稀土离子上转换发光增强的物理机制，优化出对上转换发光效率有极大增强的金属纳米结构。本项目对于实现氧化物的高效上转换发光和探索基于稀土元素的金属表面等离激元材料与器件具有重要意义。

结项摘要

本项目在实现稀土氧化物的高效上转换发光取得显著成果。通过对普通连续能量传递过程原理的突破和创新，利用Yb离子与过渡金属离子形成耦合对，将红外光能量蓄积到过渡金属离子的激发态后，通过高阶激发态能量传递过程敏化稀土离子，从而有效避免氧化物基质材料中非辐射衰减几率较大的缺点，将Er/Tm的绿色/蓝色上转换发光增强约4个数量级。采用975 nm激光二极管激发时，在功率密度为30 mW/cm2条件下肉眼即可观察到明显的绿色/蓝色发光，发光效率达到实际应用水平。该研究成果对于人们设计和扩展稀土发光材料的应用范围具有重要的意义。.在基金支持下，目前已接收发表科技论文30篇，都被SCI收录，其中影响因子大于10的2篇；申请国家发明专利6项,已授权2项。获辽宁省自然科学二等奖，大连市科技进步一等奖，以及辽宁省科技进步三等奖各1项。

项目成果

期刊论文数量（30）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Size dependence of the upconverted luminescence of NaYF4:Er,Yb microspheres for use in ratiometric thermometry
用于比例测温的 NaYF4:Er,Yb 微球上转换发光的尺寸依赖性
  • DOI：
    10.1039/c4cp01966k
  • 发表时间：
    2014-01-01
  • 期刊：
    PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Dong, Bin;Hua, Rui N.;Wolfbeis, Otto S.
  • 通讯作者：
    Wolfbeis, Otto S.
白光LED用红色荧光粉CeO_2∶Eu~(3+)的光谱性能研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    光谱学与光谱分析
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    肖宇;何洋洋;王丽梅;董斌
  • 通讯作者：
    董斌
Rational tailoring of ZnSnO3/TiO2 heterojunctions with bioinspired surface wettability for high-performance humidity nanosensors
合理定制具有仿生表面润湿性的 ZnSnO3/TiO2 异质结，用于高性能湿度纳米传感器
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Nanoscale
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Dong, Bin;Yuan, Qing;He, Yangyang;Wolfbeis, Otto S.
  • 通讯作者：
    Wolfbeis, Otto S.
Selective photocatalytic decomposition of formic acid over AuPd nanoparticle-decorated TiO2 nanofibers toward high-yield hydrogen production
AuPd 纳米颗粒修饰的 TiO2 纳米纤维上选择性光催化分解甲酸以实现高产氢气生产
  • DOI：
    10.1016/j.apcatb.2014.06.055
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Applied Catalysis B-Environmental
  • 影响因子：
    22.1
  • 作者：
    Zhang, Zhenyi;Cao, Shao-Wen;Liao, Yusen;Xue, Can
  • 通讯作者：
    Xue, Can
Long afterglow properties of Zn2GeO4:Mn2+, Cr3+ phosphor
Zn2GeO4:Mn2、Cr3荧光粉的长余辉特性
  • DOI：
    10.1016/j.optmat.2015.01.045
  • 发表时间：
    2015-04
  • 期刊：
    Optical Materials
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Cong Yan;He Yangyang;Dong Bin;Xiao Yu;Wang Limei
  • 通讯作者：
    Wang Limei

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  • 通讯作者：
    董斌
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  • 通讯作者：
    陈英耀

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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