Advances in the theoretical understanding of photon upconversion in rare-earth activated nanophosphors

Chemical Society Reviews

Volumn 44, Issue 6, 2015, Pages 1635-1652

  Liu, Guokui ^a  

^a ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

LANTHANIDE; NANOMATERIAL;

CHEMISTRY; ENERGY TRANSFER; PHOTON; SPECTROFLUOROMETRY; THEORETICAL MODEL;

ENERGY TRANSFER; METALS, RARE EARTH; MODELS, THEORETICAL; NANOSTRUCTURES; PHOTONS; SPECTROMETRY, FLUORESCENCE;

EID: 84924588067     PISSN: 03060012     EISSN: 14604744     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c4cs00187g     Document Type: Review

References (104)

1. D. Gamelin and H. Gudel, in Transition Metal and Rare Earth Compounds, ed., H. Yersin, Springer, Berlin Heidelberg, 2001, vol. 214, pp. 1-56
2. F. Auzel, in Spectroscopic Properties of Rare Earths in Optical Materials, ed., G. Liu, and, B. Jacquier, Springer, New York, 2005
3. J. Wang R. R. Deng M. A. MacDonald B. L. Chen J. K. Yuan F. Wang D. Z. Chi T. S. A. Hor P. Zhang G. K. Liu Y. Han X. Liu Nat. Mater. 2014 13 157 162
4. P. D. Nguyen S. J. Son J. Min J. Nanosci. Nanotechnol. 2014 14 157 174
5. M. Lin Y. Zhao S. Q. Wang M. Liu Z. F. Duan Y. M. Chen F. Li F. Xu T. J. Lu Biotechnol. Adv. 2012 30 1551 1561
6. F. Wang X. G. Liu Chem. Soc. Rev. 2009 38 976 989
7. F. Auzel Chem. Rev. 2004 104 139 173
8. M. F. Joubert Opt. Mater. 1999 11 181 203
9. D. L. Andrews R. D. Jenkins J. Chem. Phys. 2001 114 1089 1100
10. B. R. Judd Phys. Rev. 1962 127 750 761
11. B. R. Judd Proc. Phys. Soc. 1963 82 874 881
12. B. R. Judd, in Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths, ed., K. A. Gschneidner Jr, and, L. Eyring, North-Holland, Amsterdam, 1988, pp. 81-195
13. B. G. Wybourne Eur. J. Solid State Inorg. Chem. 1991 28 19 32
14. B. G. Wybourne, Spectroscopic Properties of Rare Earths, John Wiley, New York, 1965
15. H. M. Crosswhite H. Crosswhite J. Opt. Soc. Am. B 1984 1 246 254
16. W. T. Carnall, Optical spectroscopy of f-element compounds Report, Argonne Natl. Lab., Argonne, IL, USA, 1978
17. W. T. Carnall G. L. Goodman K. Rajnak R. S. Rana J. Chem. Phys. 1989 90 3443 3457
18. A. A. Kaplyanskii and R. M. Macfarlane, Spectroscopy of Solids Containing Rare Earth Ions, North-Holland, Amsterdam, 1987
19. G. K. Liu and B. Jacquier, Spectroscopic Properties of Rare Earths in Optical Materials, Springer-Verlag, Tsinghua University Press, Berlin, 2005
20. W. M. Yen and P. M. Selzer, Laser Spectroscopy of Solids, Springer, Berlin, 1981
21. P. A. Tanner, in Lanthanide Luminescence: Photophysical, Analytical and Biological Aspects, ed., P. Hanninen, and, H. Harma, Springer, 2011, pp. 183-234
22. J. B. Zhao Z. D. Lu Y. D. Yin C. Mcrae J. A. Piper J. M. Dawes D. Y. Jin E. M. Goldys Nanoscale 2013 5 944 952
23. J. W. Stouwdam F. C. J. M. V. Veggel Nano Lett. 2002 2 733 737
24. O. Ehlert R. Thomann M. Darbandi T. Nann ACS Nano 2008 2 120 124
25. G. Liu and X. Chen, in Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths, ed., J. K. A. Gschneidner, J.-C. G. Bunzli, and, V. K. Pecharsky, Elsevier, New York, 2007, vol. 37, pp. 99-169
26. G. K. Liu, in Spectroscopic Properties of Rare Earths in Optical Materials, ed., G. K. Liu, and, B. Jacquier, Springer, Berlin, 2005, pp. 1-94
27. B. R. Judd Adv. At. Mol. Phys. 1971 7 251 286
28. D. J. Newman, Proc. Rare Earth Res. Conf., 10th, 1973, 2, 1135-1141
29. D. J. Newman and B. Ng, in Crystal Field Handbook, ed., D. J. Newman, and, B. Ng, Cambridge University Press, Cambridge, 2000, pp. 83-119
30. P. Dorenbos J. Phys.: Condens. Matter 2003 15 8417 8434
31. P. Dorenbos J. Lumin. 2005 111 89 104
32. W. Chen A. G. Joly J. O. Malm J. O. Bovin J. Appl. Phys. 2004 95 667 672
33. W. Chen J. O. Malm V. Zwiller Y. N. Huang S. M. Liu R. Wallenberg J. O. Bovin L. Samuelson Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2000 61 11021 11024
34. J. F. Suyver J. Grimm M. K. van Veen D. Biner K. W. Krämer H. U. Güdel J. Lumin. 2006 117 1 12
35. J. F. Suyver J. Grimm K. W. Krämer H. U. Güdel J. Lumin. 2005 114 53 59
36. L. Y. Wang Y. D. Li Nano Lett. 2006 6 1645 1649
37. L. Y. Wang R. X. Yan Z. Y. Hao L. Wang J. H. Zeng H. Bao X. Wang Q. Peng Y. D. Li Angew. Chem., Int. Ed. 2005 44 6054 6057
38. M. F. Reid, in Crystal Field Handbook, ed., D. J. Newman, and, B. Ng, Cambridge University Press, Cambridge, 2000, pp. 190-226
39. P. Dorenbos J. Lumin. 2000 91 155 176
40. L. van Pieterson M. F. Reid G. W. Burdick A. Meijerink Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2002 65 045114
41. G. W. Burdick and M. F. Reid, in Handbook on the Physics and Chemstry of Rare Earths, ed., J. K. A. Gschneidner, J.-C. G. Bunzli, and, V. K. Pecharsky, Elservier, Amsterdam, 2007, vol. 37, pp. 61-98
42. W. Wang G. K. Liu M. G. Brik L. Seijo Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2009 80 155120
43. R. D. Cowan, The theory of atomic structure and spectra, University of California Press, 1981
44. B. R. Judd, Operator Techniques in Atomic Spectroscopy, McGraw-Hill, New York, 1963
45. C. W. Nielson and G. F. Koster, Spectroscopic Coefficients for the pn, dn, and fn configurations, The M.I.T. Press, 1963
46. K. K. Deb SPIE Advanced Laser Technology and Applications 1982 335 31 35
47. D. T. Tu Y. S. Liu H. M. Zhu R. F. Li L. Q. Liu X. Y. Chen Angew. Chem., Int. Ed. 2013 52 1128 1133
48. L. Sudheendra V. Ortalan S. Dey N. D. Browning I. M. Kennedy Chem. Mater. 2011 23 2987 2993
49. Q. Luu A. Hor J. Fisher R. B. Anderson S. Liu T.-S. Luk H. P. Paudel M. Farrokh Baroughi P. S. May S. Smith J. Phys. Chem. C 2014 118 3251 3257
50. H.-X. Mai Y.-W. Zhang L.-D. Sun C.-H. Yan J. Phys. Chem. C 2007 111 13730 13739
51. F. Wang X. G. Liu J. Am. Chem. Soc. 2008 130 5642 5643
52. Y. I. Park S. H. Nam J. H. Kim Y. M. Bae B. Yoo H. M. Kim K. S. Jeon H. S. Park J. S. Choi K. T. Lee Y. D. Suh T. Hyeon J. Phys. Chem. C 2013 117 2239 2244
53. F. Wang Y. Han C. S. Lim Y. Lu J. Wang J. Xu H. Chen C. Zhang M. Hong X. Liu Nature 2010 463 1061 1065
54. A. Patra C. S. Friend R. Kapoor P. N. Prasad Appl. Phys. Lett. 2003 83 284 286
55. F. Vetrone J. C. Boyer J. A. Capobianco A. Speghini M. Bettinelli J. Phys. Chem. B 2002 106 5622 5628
56. P. A. Tanner J. Nanosci. Nanotechnol. 2005 5 1455 1464
57. M. D. Faucher P. A. Tanner Mol. Phys. 2003 101 983 992
58. J. R. G. Thorne C. S. McCaw R. G. Denning Chem. Phys. Lett. 2000 319 185 190
59. D. J. Newman G. G. Siu W. Y. P. Fung J. Phys. C: Solid State Phys. 1982 15 3113 3125
60. P. A. Tanner C. S. K. Mak M. D. Faucher J. Chem. Phys. 2001 114 10860 10871
61. D. E. McCumber M. D. Sturge J. Appl. Phys. 1963 34 1682
62. G. K. Liu H. Z. Zhuang X. Y. Chen Nano Lett. 2002 2 535 539
63. G. K. Liu X. Y. Chen H. Z. Zhuang S. Li R. S. Niedbala J. Solid State Chem. 2003 171 123 132
64. G. Liu J. Lumin. 2014 152 7 10
65. X. J. Zhou P. A. Tanner M. D. Faucher J. Phys. Chem. C 2007 111 683 687
66. R. Kubo Y. Toyozawa Prog. Theor. Phys. 1955 13 160 182
67. K. Huang A. Rhys Proc. R. Soc. A 1950 204 406 423
68. M. Wagner J. Chem. Phys. 1964 41 3939 3943
69. R. S. Meltzer, in Spectroscopic Properties of Rare Earths in Optical Materials, ed., G. Liu, and, B. Jacquier, Springer, Berlin, 2005, p. 191
70. F. Auzel Phys. Rev. B: Solid State 1976 13 2809 2817
71. F. Vetrone J. C. Boyer J. A. Capobianco A. Speghini M. Bettinelli J. Appl. Phys. 2004 96 661 667
72. X. Bai H. W. Song G. H. Pan Y. Q. Lei T. Wang X. G. Ren S. Z. Lu B. Dong Q. L. Dai L. Fan J. Phys. Chem. C 2007 111 13611 13617
73. X. Y. Chen H. Z. Zhuang G. K. Liu S. Li R. S. Niedbala J. Appl. Phys. 2003 94 5559 5565
74. G. S. Yi B. Q. Sun F. Z. Yang D. P. Chen Y. X. Zhou J. Cheng Chem. Mater. 2002 14 2910 2914
75. P. N. Prasad, Nanophotonics, John Wiley & Sons, New York, 2004
76. E. U. Condon and G. H. Shortley, The Theory of Atomic Spectra, Cambridge University Press, Cambridge, 1963
77. R. S. Meltzer S. P. Feofilov B. Tissue H. B. Yuan Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1999 60 R14012 R14015
78. H. Schniepp V. Sandoghdar Phys. Rev. Lett. 2002 89 257403
79. H. Chew Phys. Rev. A: At., Mol., Opt. Phys. 1988 38 3410
80. C. Girard O. J. F. Martin A. Dereux Phys. Rev. Lett. 1995 75 3098
81. J. Gersten A. Nitzan J. Chem. Phys. 1981 75 1139
82. R. E. Benner P. W. Barber J. F. Owen R. K. Chang Phys. Rev. Lett. 1980 44 475
83. T. Miyakawa D. L. Dexter Phys. Rev. B: Solid State 1970 1 2961 2969
84. L. A. Riseberg H. W. Moos Phys. Rev. 1968 174 429 438
85. L. A. Riseberg H. W. Moos Phys. Rev. Lett. 1967 25 1423 1426
86. W. M. Yen, in Spectroscopy of Solids Containing Rare Earth Ions, ed., A. A. Kaplyanskii, and, R. M. Macfarlane, North-Holland, Amsterdam, 1987, pp. 185-249
87. D. L. Huber, in Laser Spectroscopy of Solids, ed., W. M. Yen, and, P. M. Selzer, Springer, New York, 1981, pp. 83-111
88. D. L. Dexter J. Chem. Phys. 1953 21 836 850
89. T. Förster Ann. Phys. 1948 2 55 75
90. M. Inokuti F. Hirayama J. Chem. Phys. 1965 43 1978 1989
91. T. Holstein S. K. Lyo R. Orbach Phys. Rev. Lett. 1976 36 891
92. M. Inokuti F. Hirayama J. Chem. Phys. 1965 43 1978
93. G. K. Liu X. Wu J. Lumin. 1994 58 365
94. G. Y. Chen J. Shen T. Y. Ohulchanskyy N. J. Patel A. Kutikov Z. P. Li J. Song R. K. Pandey H. Agren P. N. Prasad G. Han ACS Nano 2012 6 8280 8287
95. H. Lamb Proc. Math. Soc. London 1882 13 187
96. A. Tamura Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1995 52 2688
97. G. K. Liu H. Z. Zhuang X. Y. Chen Nano Lett. 2002 2 535 539
98. B. M. Tissue Chem. Mater. 1998 10 2837 2845
99. D. K. Williams H. Yuan B. M. Tissue J. Lumin. 1999 83-84 297 300
100. S. D. Jackson Nat. Photonics 2012 6 423 431
101. E. M. Chan G. Han J. D. Goldberg D. J. Gargas A. D. Ostrowski P. J. Schuck B. E. Cohen D. J. Milliron Nano Lett. 2012 12 3839 3845
102. L. F. Liang H. Wu H. L. Hu M. M. Wu Q. Su J. Alloys Compd. 2004 368 94 100
103. W. Wang M. Wu G. K. Liu Spectrosc. Lett. 2007 40 259 269
104. M. Quintanilla N. O. Nunez E. Cantelar M. Ocana F. Cuss J. Appl. Phys. 2013 113 174308