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A Facile Synthesis and Photoluminescent Properties of Redispersible CeF3, CeF3:Tb3+, and CeF3:Tb3+/LaF3 (Core/Shell) Nanoparticles

光致发光 纳米颗粒 X射线光电子能谱 材料科学 分析化学(期刊) 吸收(声学) 胶体 发光 结晶学 纳米技术 化学 物理化学 核磁共振 物理 复合材料 光电子学 色谱法
作者
Z. L. Wang,Zewei Quan,Peiyun Jia,Lin Chenglu,Yuanyuan Luo,Y. Chen,Junnan Fang,Wen Zhou,C.J. O’Connor,Jun Lin
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:18 (8): 2030-2037 被引量:332
标识
DOI:10.1021/cm052360x
摘要

CeF3, CeF3:Tb3+, and CeF3:Tb3+/LaF3 (core/shell) nanoparticles were prepared by the polyol method and characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectra (XPS), UV−vis absorption spectra, photoluminescence (PL) spectra, and lifetimes. The results of XRD indicate that the obtained CeF3, CeF3:Tb3+, and CeF3:Tb3+/LaF3 (core/shell) nanoparticles crystallized well at 200 °C in diethylene glycol (DEG) with a hexagonal structure. The TEM images illustrate that the CeF3 and CeF3:Tb3+ nanoparticles are spherical with a mean diameter of 7 nm. The growth of the LaF3 shell around the CeF3:Tb3+ core nanoparticles resulted in an increase of the average size (11 nm) of the nanopaticles as well as in a broadening of their size distribution. These nanocrystals can be well-dispersed in ethanol to form clear colloidal solutions. The colloidal solutions of CeF3 and CeF3:Tb3+ show the characteristic emission of Ce3+ 5d−4f (320 nm) and Tb3+ 5D4−7FJ (J = 6−3, with 5D4−7F5 green emission at 542 nm as the strongest one) transitions, respectively. The emission intensity and lifetime of the CeF3:Tb3+/LaF3 (core/shell) nanoparticles increased with respect to those of CeF3:Tb3+ core particles. This indicates that a significant amount of nonradiative centers existing on the surface of CeF3:Tb3+ nanoparticles can be eliminated by the shielding effect of LaF3 shells. Finally, the energy transfer from Ce3+ to Tb3+ was investigated in CeF3:Tb3+ nanoparticles in detail.
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