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稀土掺杂浓度和煅烧温度对钐掺杂锶钙羟基磷灰石荧光性能的影响

2021-12-01乔荫颇王翠翠

陕西科技大学学报 2021年6期

乔荫颇,王翠翠

(陕西科技大学 材料科学与工程学院 陕西省无机材料绿色制备与功能化重点实验室,陕西 西安 710021)

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羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2,简写为HA)是存在于生物体中的主要无机组成成分,因其具有特殊的结构和生物活性,广泛应用于生物医学领域[1,2].HA中的Ca被Sr置换取代后会导致其结构发生变化,晶面间距变大,更易掺杂进新的元素,从而造成缺陷态而产生某些特殊功能[3,4].近年来随着生物显像和生物荧光探测技术的发展,稀土离子掺杂取代的HA及其复合材料被大量应用于生物荧光探针和生物显像领域[5-8].

由于其优异的抗菌性和抗辐射性,153Sm同位素改性的HA一直用于某些疾病的治疗[9,10].此外,与传统的红色发光稀土元素Eu相比,Sm激发波长较长,能量较低,处于可见光范围(约404 nm),并且其发射波长较短,能量较高(约560~650 nm),是一种高效的可实现近可见光宽光谱范围激发下的具有低色温和高显色指数的绿光、橙光和红光发射的荧光显色掺杂元素[11-13].

羟基磷灰石结构中存在两类不同的Ca位点,其中Ca-Ⅰ位点为C3型三角点对称,局部对称性较高,而Ca-Ⅱ位点为CS型对称,局部对称性相对较低.两类不同位点被Sm取代之后会引起不同的发光行为.前期相关的研究表明,掺杂离子在HA基质中占据的格位会受到固溶离子浓度或煅烧条件等的影响,进而会使其发光性能产生明显变化[14-16].

但是,前期的研究未能明确揭示Sm掺杂HA材料中的基体内部结构变化对Sm取代位置、发光性能、荧光寿命及……

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