Nanopartikel für die Aufwärtskonversion

Abstract

Mit Upconversion (UC, Aufwärtskonversion) werden nichtlineare optische Prozesse beschrieben, bei denen die aufeinander folgende Absorption von zwei oder mehr Photonen mit vergleichsweise großer Wellenlänge zur Emission von Strahlung mit kürzerer Wellenlänge (Emission vom anti‐Stokes‐Typ) führt. Im Unterschied zu anderen Emissionen auf Basis einer Mehrphotonenabsorption können UC‐Prozesse auch mit niedrigen Energiedichten effizient angeregt werden. Die effizientesten heute bekannten UC‐Prozesse werden in Seltenerd‐dotierten Festkörperverbindungen beobachtet. Die Forschungen auf dem Gebiet nanokristalliner Materialien führten schließlich zur Entwicklung von Synthesemethoden für kleine, hocheffiziente UC‐Partikel mit enger Partikelgrößenverteilung, die transparente Lösungen in einer Vielzahl von Lösungsmitteln bilden. Mittlerweile gibt es Syntheserouten für qualitativ hochwertige UC‐Nanokristalle, die eine Steuerung von kolloidaler Löslichkeit, Partikelgröße, Kristallstruktur, optischen Eigenschaften und Partikelform ermöglichen. Zurzeit werden diese Partikel als vielversprechende Alternative zu organischen Fluorophoren und Halbleiternanopartikeln (“Quantenpunkten”) in der medizinischen Bildgebung diskutiert.