NaYF4纳米粒子中的可调缺陷工程：定制陷阱态以增强近红外-II生物成像效果

《Nano Letters》：Tunable Defect Engineering in NaYF4 Nanoparticles:Tailoring Trap States for Enhanced NIR-II Bioimaging

提出缺陷工程策略，通过金属离子掺杂降低NaYF4纳米晶合成成本，增强NIR-II光吸收和发射强度，激发峰位于1057、1333、1523 nm，DFT证实掺杂诱导导带局部缺陷态及陷阱介导发光机制，缺陷富集材料在生物成像中性能优异，为开发低成本高量子产率NIR-II发光材料提供新范式。

　　

在第二近红外窗口（NIR-II，1000–1700 nm）进行的荧光成像能够检测到深达一厘米的组织，并在毫米深度处实现微米级的分辨率。然而，NIR-II发光材料面临诸多挑战，如合成成本高、光稳定性差以及发射强度不足。我们提出了一种缺陷工程策略，通过使用廉价的金属离子掺杂来增强NaYF₄纳米晶体的光吸收能力，从而提高其NIR-II发射性能。在808/980 nm激光激发下，掺杂金属离子的NaYF₄纳米材料表现出三个清晰分辨的NIR-II发射峰，分别位于1057、1333和1523 nm。密度泛函理论（DFT）计算表明，金属离子掺杂会在导带中诱导出局部缺陷态，并通过陷阱介导的途径促进NIR-II发射。此外，富含缺陷的NaYF₄纳米材料在NIR-II生物成像中表现出更优异的性能。这种缺陷工程策略为开发具有成本效益且量子产率高的NIR-II发光材料提供了一种新的方法。