5月6日，哈尔滨工业大学在《Nature Communications》上发表题为“Inhibiting concentration quenching in Yb3+-Tm3+ upconversion nanoparticles by suppressing back energy transfer”的论文，报道通过抑制反向能量转移实现Yb3+-Tm3+上转换纳米颗粒的浓度猝灭抑制。
镧系掺杂上转换纳米颗粒在生物传感、生物成像到固态激光等领域具有广阔应用前景。然而，其发光亮度始终受限于镧系激活离子的浓度猝灭效应。
研究人员基于六方相NaYF4开发了异质核-壳-壳纳米结构，将Tm3+激活剂与Yb3+敏化剂分别限制在核层与内壳层，同时利用最外壳层抑制表面猝灭效应。实验表明，该设计可显著缓解激活剂浓度猝灭效应：在低于100 W/cm2的激发功率密度下，Tm3+最佳掺杂浓度从传统NaYF4:Yb3+/Tm3+核结构的1%提升至8%；而在高激发功率（20
MW/cm2）条件下，Tm3+最佳浓度可进一步提高至50%。机理研究表明，敏化剂与激活剂的空间分离有效抑制了Tm3+→Yb3+的反向能量转移，从而实现了激活剂最佳浓度的突破性提升。这些发现深化了对镧系浓度猝灭效应的理解，为开发高亮度上转换材料开辟了新途径。
