由于缺乏自发荧光、血液和组织对光子的吸收较弱以及光子散射系数较低等重要优点，短波红外（SWIR）荧光可能成为生物医学应用光学成像的新金标准。因此，与可见光和近红外区域相反，组织在短波红外区域变得半透明。然而，明亮且生物相容性探针的缺乏是释放短波红外荧光的全部潜力必须克服的关键挑战。尽管基于稀土的核壳纳米晶体似乎是有前途的短波红外探针，但它们的光致发光量子产率（PLQY）有限。对此类复杂材料的原子尺度组织缺乏控制是限制其光学性能的主要障碍之一。
在此，卡尔斯鲁厄理工学院Damien Hudry，Bryce S. Richards，安特卫普大学Sandra Van Aert，慕尼黑亥姆霍兹中心Andriy Chmyrov报道了光学活性 α-NaYF4:Yb:Er（有或没有 Ce3+ 共掺杂）核纳米晶体上均质 (α-NaYF4) 或异质 (CaF2) 壳域的生长。
文章要点
1）可以通过仅在异质核壳纳米晶体中防止阳离子混合来控制原子尺度组织，这对 PLQY 有巨大影响。
2）后者在60 mW/cm2时达到50%；亚 15 nm 纳米晶体的最高 PLQY 值之一。最有效的纳米晶体实现了用于 1450 nm 以上的体内成像。
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Arteaga Cardona, F., Jain, N., Popescu, R. et al. Preventing cation intermixing enables 50% quantum yield in sub-15 nm short-wave infrared-emitting rare-earth based core-shell nanocrystals. Nat Commun 14, 4462 (2023).
DOI：10.1038/s41467-023-40031-4
https://doi.org/10.1038/s41467-023-40031-4
