【摘 要】
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长余辉发光纳米材料是一种可以吸收并储存紫外光、X射线等外界激发能量,并在停止激发后依旧持续发光的纳米材料。近年来,由于长余辉纳米材料具有无背景组织干扰、深组织穿透特性以及无原位激发等优点,使其在生物医学领域具有重要的应用前景,尤其是近红外长余辉纳米材料。然而,有关近红外长余辉纳米材料的研究还处于初始阶段,其余辉性能还有待进一步提高。通过掺杂各种稀土离子可以起到改善近红外长余辉纳米材料的余辉性能,使
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长余辉发光纳米材料是一种可以吸收并储存紫外光、X射线等外界激发能量,并在停止激发后依旧持续发光的纳米材料。近年来,由于长余辉纳米材料具有无背景组织干扰、深组织穿透特性以及无原位激发等优点,使其在生物医学领域具有重要的应用前景,尤其是近红外长余辉纳米材料。然而,有关近红外长余辉纳米材料的研究还处于初始阶段,其余辉性能还有待进一步提高。通过掺杂各种稀土离子可以起到改善近红外长余辉纳米材料的余辉性能,使其具有更优的生物组织穿透能力。目前,已发展出多种长余辉基质材料,例如铝酸盐、硅酸盐以及氧化镓和镓酸盐。其中,氧化稼（Ga2O3）和镓酸镁（MgGa2O4）基质分别具有良好的宽带隙、天然缺陷以及高占比的反位缺陷等优点,使其具有良好的研究价值。本论文主要研究的内容如下:（1）过水热法加后续煅烧,开发了Cr3+,Ca2+共掺杂和Cr3+,Ca2+,Pr3+三掺杂β-Ga2O3近红外长余辉纳米材料。结果表明,Ca、Pr掺杂可有效增强β-Ga2O3:Cr近红外长余辉纳米材料的余辉发光性能;余辉时间超过8天;信噪比（SNR）为272;荧光量子产率（QY）高达74.8%;可通过LED灯进行再激发,并在高温环境下存储信息。合成的β-Ga2O3:Cr3+,Cr3+,Pr3+长余辉纳米材料在光学存储方面具有很大的潜力。（2）用乙二醇辅助共沉淀法,制备出了小尺寸近红外发光Cr,Al共掺杂MgGa2O4（MGO:Cr,Al）长余辉纳米材料,并考察了Al掺杂对MGO:Cr光学性质的影响。研究结果表明,Al掺杂对MGO:Cr的晶体结构无影响,平均粒径为6.53±1.79 nm;最优掺杂浓度为0.4%;平均陷阱能级（E）分别为0.698 e V和1.064 e V;余辉拟合平均发光寿命(τav)从46.98 s增大至78.75 s,这为MGO近红外长余辉纳米材料的应用提供了基础材料支撑。（3）用乙二醇辅助共沉淀法成功合成了小尺寸Cr,In共掺杂MgGa2O4（MGO:Cr,In）近红外长余辉纳米材料,并考察了Cr及In共掺杂及煅烧温度对MGO晶体结构、余辉发光性质、尺寸的影响。结果表明,最优Cr及In共掺杂浓度分别为0.3%和0.02%,属于Fd3m空间群;In、Cr共掺杂对结构无影响;平均粒径为～8.61±2.23 nm;分散性良好;最佳煅烧温度为700℃。并且,In掺杂可有效延长其余辉发光寿命,其平均发光寿命(τav)从49.33s增大至52.89 s;荧光量子产率增高至44.9%;活化能（Ea）为0.36±0.04 e V,具有良好的热稳定性;陷阱深度为0.696 e V,并开展了体外模拟人体内环境肿瘤治疗药物阿霉素（DOX）的载药及释放研究。结果表明,其具有良好的p H影响,可实现肿瘤胃酸环境下的肿瘤药物盐酸阿霉素（DOX）的高释放率。综上所述,该近红外长余辉纳米材料在红色LED灯、光学储器件以及生物医学等领域具有巨大潜在应用价值。
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