将TiO₂与稀土上转换纳米晶体(NaREF₄)进行结合的策略能够在近红外(NIR)激发下实现两个亚单元之间的高效能量传递，其在光催化和光动力治疗(PDT)等领域中具有巨大的应用潜力。然而，在以往的研究中，TiO₂与NaREF₄的结合通常是一种非外延的随机共混模式，由此导致NaREF₄与TiO₂之间的能量传递效率较低。有鉴于此，复旦大学李晓民教授设计了一种氟掺杂介导的外延生长策略，并将其用于合成TiO₂-NaREF₄异质晶体(HNCs)。

本文要点：

（1）得益于外延生长连接，NaREF₄可以通过声子辅助途径向TiO₂传递能量，这一过程比传统的间接二次光子激发效率更高。研究发现，F掺杂可在TiO₂亚单元中引入氧空位，以进一步在TiO₂亚单元的本征带隙中引入新的杂质能级，从而能够促进NaREF₄通过声子辅助的方式向TiO₂进行能量转移。

（2）作为概念验证，研究者构建了TiO₂-NaGdF₄:Yb,Tm@NaYF₄@NaGdF₄:Nd@NaYF₄ HNCs。实验结果表明，该HNCs能够利用多壳结构NaREF₄亚单元的双模态上/下转换发光、F掺杂TiO₂亚单元的高效光响应能力以及它们之间有效的声子辅助能量转移过程实现生物成像指导、NIR触发的PDT。

Yufang Kou. et al. Fluorine Doping Mediated Epitaxial Growth of NaREF4 on TiO₂ for Boosting NIR Light Utilization in Bioimaging and Photodynamic Therapy. Angewandte Chemie International Edition. 2024

DOI: 10.1002/anie.202405132

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202405132