Obwohl Pr3+-dotierte LiYF4-Bulkkristalle (LiYF4:Pr3+ ) ein bekanntes Laserverstärkungsmaterial mit mehreren Strahlungsübergängen sind, wurden ihre nanokristallinen Gegenstücke in dieser Hinsicht noch nicht untersucht. Durch die Verkleinerung auf die Nanoskala ergeben sich neue Anwendungsmöglichkeiten, insbesondere in photonischen Verbundbauteilen. Zum Beispiel sind Nanokristalle in stabiler kolloidaler Form mit enger Größenverteilung sehr wünschenswert, um die Streuung in solchen Kompositen zu reduzieren. In diesem Projekt haben wir monodisperse LiYF4:Pr3+-Nanokristalle mit einer Größe von 10 nm synthetisiert, die zu farblosen, klaren und stabilen kolloidalen Dispersionen führen, und haben zum ersten Mal eine umfassende optische Charakterisierung durchgeführt. Wir beobachteten eine unerwartete, aber intensive Emission mit einer Lebensdauer des angeregten Zustands, die mit der von Massenkristallen im sichtbaren Spektrum vergleichbar ist, durch Anregung bei 444 nm und 479 nm. In makroskopischen Massenkristallen ist diese Emission nur durch Anregung eines anderen, darunter liegenden Energieniveaus ausnutzbar. Ein umfassender Vergleich mit den Massenkristallen ermöglicht einen tieferen Einblick in den Anregungsmechanismus und die Leistung dieser Nanokristalle. Die vorgestellten Ergebnisse ebnen den Weg für die Entwicklung anwendungsorientierter LiYF4:Pr3+-Nanokristalle als Emitter mit maßgeschneiderten Eigenschaften für quantenoptische oder biomedizinische Anwendungen.
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