Scientific abstract

Abstract
NaYF4 : Yb3+; Er3+-nanoparticles that show upconversion luminescence were coated with a
porous silica layer to create NaYF4 : Yb3+; Er3+@aSiO2@mSiO2 -nanoparticles using either
C18TMS or C16TAB as structuring agents. The resulting nanoparticles were characterized
using infrared (IR), X-ray di_raction (XRD), time-resolved and steady-state fluorescence
spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM) and N2-adsorption measurements. It was
found that the silica-coated nanoparticles made by the removal of C16TAB were spherical,
had small size distribution, a large surface area and were mesoporous. They showed strong
luminescence under low excitation power although a decrease in photoluminscence and an
increase in aggregation between particles was observed as compared to non-coated
nanoparticles. Absorption of a luminescent molecular dye into the silica shell was measured
with UV-Vis spectroscopy and showed that dye molecules can be loaded into the porous
structure. However, subsequent energy transfer between the dye molecules and core particles
was not observed. Using C18TMS as structuring agent did not prove to be a viable method to
create porous silica shelled nanoparticles, mainly due to the crystal phase transition induced
by the high temperature needed to burn away the C18TMS, which severely quenches the
photoluminescence.
Samenvatting
NaYF4 : Yb3+; Er3+-Nanodeeltjes die in staat zijn infrarode fotonen te absorberen en uit te
zenden als fotonen in het zichtbare spectrum zijn gecoat met een laag poreus silica met
behulp van ofwel C18TMS ofwel C16TAB als structuur brengende agent. De resulterende
nanodeeltjes zijn gekarakteriseerd met behulp van infrarood (IR), X-ray di_ractie (XRD) en
(tijds-opgeloste) fluorescentie spectroscopie, raster electron microscopie (SEM) en N2adsorptie metingen. De gecoate nanodeeltjes gemaakt door middel van de verwijdering van
C16TAB waren sferisch, hadden een nauwe grootte verdeling, een groot oppervlakte en waren
mesoporeus. Ze toonden sterke luminescentie bij lage excitatie energie, al was een
vermindering van de luminescentie en een verhoging van de aggregatie tussen deeltjes
meetbaar ten opzichte van niet-gecoate nanodeeltjes. Opname van een luminescente `dye'
molecuul in de silica schil is gemeten met UV-Vis spectroscopie en toonde aan dat de
moleculen in de poreuze laag opgenomen kunnen worden. Energie overdracht tussen de dyemoleculen en de kern deeltjes was echter niet waargenomen. C18TMS as porouze agent bleek
niet tot het gewenste resultaat te leiden, voornamelijk doordat het gebruik van hoge
temperaturen in deze methode leidt tot een fase verandering van de kristalstructuur, wat de
luminescentie ernstig vermindert.