將TiO2與稀土上轉(zhuǎn)換納米晶體(NaREF4)進(jìn)行結(jié)合的策略能夠在近紅外(NIR)激發(fā)下實(shí)現(xiàn)兩個(gè)亞單元之間的高效能量傳遞，其在光催化和光動(dòng)力治療(PDT)等領(lǐng)域中具有巨大的應(yīng)用潛力。然而，在以往的研究中，TiO2與NaREF4的結(jié)合通常是一種非外延的隨機(jī)共混模式，由此導(dǎo)致NaREF4與TiO2之間的能量傳遞效率較低。有鑒于此，復(fù)旦大學(xué)李曉民教授設(shè)計(jì)了一種氟摻雜介導(dǎo)的外延生長(zhǎng)策略，并將其用于合成TiO2-NaREF4異質(zhì)晶體(HNCs)。
本文要點(diǎn)：
（1）得益于外延生長(zhǎng)連接，NaREF4可以通過(guò)聲子輔助途徑向TiO2傳遞能量，這一過(guò)程比傳統(tǒng)的間接二次光子激發(fā)效率更高。研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)摻雜可在TiO2亞單元中引入氧空位，以進(jìn)一步在TiO2亞單元的本征帶隙中引入新的雜質(zhì)能級(jí)，從而能夠促進(jìn)NaREF4通過(guò)聲子輔助的方式向TiO2進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移。
（2）作為概念驗(yàn)證，研究者構(gòu)建了TiO2-NaGdF4:Yb,Tm@NaYF4@NaGdF4:Nd@NaYF4 HNCs。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該HNCs能夠利用多殼結(jié)構(gòu)NaREF4亞單元的雙模態(tài)上/下轉(zhuǎn)換發(fā)光、F摻雜TiO2亞單元的高效光響應(yīng)能力以及它們之間有效的聲子輔助能量轉(zhuǎn)移過(guò)程實(shí)現(xiàn)生物成像指導(dǎo)、NIR觸發(fā)的PDT。
Yufang Kou. et al. Fluorine Doping Mediated Epitaxial Growth of NaREF4 on TiO2 for Boosting NIR Light Utilization in Bioimaging and Photodynamic Therapy. Angewandte Chemie International Edition. 2024
DOI: 10.1002/anie.202405132
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202405132
