什么是稀土离子的天线效应

稀土离子的天线效应是指从配体到稀土离子的能量传递。有机配体与稀土离子形成配合物,有机配体将吸收的能量通过无辐射跃迁有效地传递给稀土中心离子,使稀土中心离子敏化发光,这一过程称为天线效应。

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一般是惨杂稀土元素后才具有发光功能，稀土离子是发光中心。

近年来,

将羟基磷灰石进行稀土掺杂,

使其具有发光性能,

并可将其应用在生物荧光探针上[6,7,8].稀土发光材料制造的生物荧光探针有广阔的发展前景,

并且由于它在红外区域能够发光而生物组织在此区域能吸收的光很小,

所以使得稀土发光材料拥有巨大的穿透深度,

也有效避免生物细胞或组织受到紫外激发光所制造的伤害[9].钐在紫外激发时具有较强的发光,

且光化学稳定性良好,

荧光寿命合适为分立发光中心,

Sm3+的f-f跃迁具有发射光谱呈线状、基质对发光颜色改变不大、浓度猝灭小、谱线丰富等特性

Sm3+的吸收发射光谱源自内层的4f-4f电偶极跃迁,

根据宇称选择定则,

同一层内的电偶极跃迁是禁戒的,

由于4f组态与宇称相反的组态发生混合,

或对称性偏离反演中心,

使原是禁阻的f-f跃迁变为允许的

摘自：B/Sm共掺杂羟基磷灰石的制备及发光性能

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晶体场理论认为，当稀土离子掺入到晶体中，受到周围晶格离子的影响时，其能级不同自由离子的情况。这个影响主要来自周围离子产生的静电场，通常称为晶体场[2]。晶体场使离子的能级劈裂和跃迁几率发生变化。稀土离子在固体中形成典型的分立发光中心。在分立发光中心中，参与发光跃迁的电子是形成中心离子本身的电子，电子的跃迁发生在离子本身的能级之间。中心的发光性质主要取决于离子本身，而基质晶格的影响是次要的。

稀土离子的4f电子能量比5s，5p轨道高，但是5s，5p轨道在4f轨道的外面，因而5s，5p轨道上的电子对晶体场起屏蔽作用，使4f电子受到晶体场的影响大大减小。稀土离子4f电子受到晶体场的作用远远小于电子之间的库仑作用，也远远小于4f电子的自旋—轨道作用。考虑到电子之间的库仑作用和自旋—轨道作用，4f电子能级用2J+I

LJ表示。晶体场将使具有总角动量量子数J的能级分裂，分裂的形式和大小取决于晶体场的强度和对称性。稀土离子4f能级的这种分裂，对周围环境（配位情况、晶场强度、对称性）非常敏感，可作为探针来研究晶体、非晶态材料、有机分子和生物分子中稀土离子所在局部环境的结构，且2J+I

LJ能级重心在不同的晶体中大致相同，稀土离子4f电子发光有特征性，因而很容易根据谱线位置辨认是什么稀土离子在发光。

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