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2025-01-21 09:30:22費(fèi)米耦合常數(shù)
費(fèi)米耦合常數(shù)是粒子物理學(xué)中的重要物理常數(shù),描述費(fèi)米子與希格斯場(chǎng)的相互作用強(qiáng)度。它對(duì)于理解粒子如何獲得質(zhì)量及宇宙基本結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。費(fèi)米耦合常數(shù)的值通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到,與希格斯玻色子質(zhì)量和其他粒子質(zhì)量有關(guān)。在粒子物理學(xué)研究中,費(fèi)米耦合常數(shù)是關(guān)鍵參數(shù),有助于我們更好地理解宇宙的運(yùn)作機(jī)制。

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2022-02-08 14:54:53解析示波器通道耦合與觸發(fā)耦合的區(qū)別
相信大家對(duì)示波器有著一定的了解,都知道示波器中有兩反設(shè)置,其實(shí),在示波器當(dāng)中也存在兩種“兩耦”設(shè)置,一種是通道耦合方式,另一種是觸發(fā)耦合方式。在電子電路中,將前級(jí)電路(或信號(hào)源)的輸出信號(hào)送至后級(jí)電路(或負(fù)載)稱(chēng)為耦合。耦合的作用就是把某一電路的能量輸送(或轉(zhuǎn)換)到其他的電路中去。先來(lái)說(shuō)示波器通道的耦合方式,一般打開(kāi)示波器的通道菜單,就可以看到示波器有三種通道耦合方式的設(shè)置,分別是直流耦合、交流耦合、地。我們給示波器輸入一個(gè)頻率為1KHz、幅值為100V、偏置為50V的正弦波信號(hào)(即該信號(hào)含有50V的直流分量)。直流耦合也叫DC耦合,當(dāng)選擇此選項(xiàng)時(shí),信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線直接到前端放大器,被測(cè)信號(hào)含有的直流分量和交流分量都能通過(guò),可用于查看低至0Hz且沒(méi)有較大DC偏移的波形。此時(shí)信號(hào)顯示如圖所示:交流耦合也叫AC耦合,當(dāng)選擇此選項(xiàng)時(shí),信號(hào)通過(guò)電容耦合到前端放大器,被測(cè)信號(hào)的直流信號(hào)被阻隔,只允許交流分量通過(guò),可用于查看具有較大直流偏移的波形。此時(shí)信號(hào)顯示如圖所示:可以看到信號(hào)從零點(diǎn)(左側(cè)黃色五邊形里面寫(xiě)了個(gè)1的就是零點(diǎn))往下移動(dòng)了,上圖中零點(diǎn)在波形下方位置,此時(shí)零點(diǎn)處于波形中間位置,因?yàn)樾盘?hào)的直流分量被過(guò)濾掉了。示波器的垂直檔位是20V/div,信號(hào)下移了2格半,差不多正好就是50V。當(dāng)耦合方式為地時(shí),代表內(nèi)部輸入接地,斷開(kāi)外部輸入。此時(shí)信號(hào)顯示如圖所示:接地耦合的作用是在不方便外部斷開(kāi),或者外部干擾很大的時(shí)候,幫助我們準(zhǔn)確尋找零點(diǎn)。通道耦合,是用來(lái)控制信號(hào)到達(dá)示波器前端放大器的能量輸送方式。觸發(fā)耦合,就是用來(lái)控制信號(hào)到達(dá)示波器觸發(fā)電路的能量輸送方式。常見(jiàn)的觸發(fā)耦合有直流、交流、高頻Y制、低頻抑制、噪聲抑制。類(lèi)似通道耦合,當(dāng)選擇直流耦合的時(shí)候,直流分量和交流分量都能通過(guò)觸發(fā)。選擇交流耦合的時(shí)候,示波器會(huì)濾除觸發(fā)信號(hào)中的直流成分。高頻抑制會(huì)抑制觸發(fā)信號(hào)中高于50KHz的信號(hào),低頻抑制會(huì)抑制觸發(fā)信號(hào)中低于50KHz的信號(hào),而噪聲抑制,是用低靈敏度的直流耦合來(lái)抑制觸發(fā)信號(hào)中的高頻噪聲。我們來(lái)看下面這個(gè)信號(hào):此信號(hào)選用交流耦合,當(dāng)觸發(fā)電平超出波形的時(shí)候,信號(hào)依然可以被掃描同步。因?yàn)榇诵盘?hào)是一個(gè)2V的方波,其中帶有1V的直流分量。因此當(dāng)觸發(fā)耦合方式為交流時(shí),信號(hào)實(shí)際應(yīng)該下移1V,因此當(dāng)觸發(fā)電平-500mV時(shí)依然可以被觸發(fā)。再來(lái)看下下面這個(gè)信號(hào):此信號(hào)選用低頻抑制,雖然觸發(fā)電平在信號(hào)范圍內(nèi),但是由于觸發(fā)信號(hào)中低于50KHz的信號(hào)被抑制,因此信號(hào)依然無(wú)法被掃描同步,出現(xiàn)信號(hào)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。通道耦合與觸發(fā)耦合雖然都是耦合但有本質(zhì)的區(qū)別,它們只是并行的兩個(gè)通道信號(hào)的耦合,兩個(gè)通道的信號(hào)不會(huì)相互影響的。如需了解更多,歡迎訪問(wèn)安泰測(cè)試網(wǎng)www.agitek.com.cn。
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2023-07-05 10:58:55復(fù)合相變材料與液冷耦合的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的研究
HS-TGA-103熱重分析儀主要由加熱系統(tǒng)、稱(chēng)重系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。在測(cè)試過(guò)程中,樣品被放置在加熱系統(tǒng)內(nèi),通過(guò)溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行升溫。同時(shí),稱(chēng)重系統(tǒng)監(jiān)測(cè)樣品的質(zhì)量變化,并將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行分析。通過(guò)測(cè)量樣品質(zhì)量隨溫度的變化,熱重分析儀能夠揭示材料的熱穩(wěn)定性和動(dòng)力學(xué)行為等信息。復(fù)合相變材料與液冷耦合的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的研究【南昌大學(xué) 劉自強(qiáng)】復(fù)合相變材料與液冷耦合的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的研究上海和晟 HS-TGA-103 熱重分析儀
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2023-08-04 11:22:00光纖微裂紋診斷儀(OLI)如何快速對(duì)硅光芯片耦合質(zhì)量檢測(cè)?
硅光是以光子和電子為信息載體的硅基電子大規(guī)模集成技術(shù),能夠突破傳統(tǒng)電子芯片的極限性能,是5G通信、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新型產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)支撐。光纖到硅基耦合是芯片設(shè)計(jì)十分重要的一環(huán),耦合質(zhì)量決定著集成硅光芯片上光信號(hào)和外部信號(hào)互聯(lián)質(zhì)量。耦合過(guò)程中最困難的地方在于兩者光模式尺寸不匹配,硅光芯片中光模式約為幾百納米,而光纖中則為幾個(gè)微米,幾何尺寸上巨大差異造成模場(chǎng)的嚴(yán)重失配。準(zhǔn)確測(cè)量耦合位置質(zhì)量及硅光芯片內(nèi)部鏈路情況,對(duì)硅光芯片設(shè)計(jì)和生產(chǎn)都變得十分有意義。光纖微裂紋診斷儀(OLI)對(duì)硅光芯片耦合質(zhì)量和內(nèi)部裂紋損傷檢測(cè),非常有優(yōu)勢(shì),可精準(zhǔn)探測(cè)到光鏈路中每個(gè)事件節(jié)點(diǎn),具有靈敏度高、定位精準(zhǔn)、穩(wěn)定性高、簡(jiǎn)單易用等特點(diǎn),是硅光芯片檢測(cè)不二選擇。OLI測(cè)試硅光芯片耦合連接處質(zhì)量使用OLI測(cè)量硅光芯片耦合連接處質(zhì)量,分別測(cè)試正常和異常樣品,圖1為硅光芯片耦合連接處實(shí)物圖。圖1硅光芯片耦合連接處實(shí)物圖OLI測(cè)試結(jié)果如圖2所示,圖2(a)為耦合正常樣品,圖2(b)為耦合異常樣品。從圖中可以看出第一個(gè)峰值為光纖到硅基波導(dǎo)耦合處反射,第二個(gè)峰值為硅基波導(dǎo)到空氣處反射,對(duì)比兩幅圖可以看出耦合正常的回?fù)p約為-61dB,耦合異常,耦合處回?fù)p較大,約為-42dB,可以通過(guò)耦合處回?fù)p值來(lái)判斷耦合質(zhì)量。(a)耦合正常樣品(b)耦合異常樣品圖2 OLI測(cè)試耦合連接處結(jié)果OLI測(cè)試硅光芯片內(nèi)部裂紋使用OLI測(cè)量硅光芯片內(nèi)部情況,分別測(cè)試正常和內(nèi)部有裂紋樣品,圖3為耦合硅光芯片實(shí)物圖。圖3.耦合硅光芯片實(shí)物圖OLI測(cè)試結(jié)果如圖4所示,圖4(a)為正常樣品,圖中第一個(gè)峰值為光纖到波導(dǎo)耦合處反射,第二個(gè)峰值為連接處到硅光芯片反射,第三個(gè)峰為硅光芯片到空氣反射;圖4(b)為內(nèi)部有裂紋樣品,相較于正常樣品再硅光芯片內(nèi)部多出一個(gè)峰值,為內(nèi)部裂紋表現(xiàn)出的反射。使用OLI能精準(zhǔn)測(cè)試出硅光芯片內(nèi)部裂紋反射和位置信息。(a)正常樣品(b)內(nèi)部有裂紋樣品圖4.OLI測(cè)試耦合硅光芯片結(jié)果因此,使用光纖微裂紋診斷儀(OLI)測(cè)試能快速評(píng)估出硅光芯片耦合質(zhì)量,并精準(zhǔn)定位硅光芯片內(nèi)部裂紋位置及回?fù)p信息。OLI以亞毫米級(jí)別分辨率探測(cè)硅光芯片內(nèi)部,可廣泛用于光器件、光模塊損傷檢測(cè)以及產(chǎn)品批量出貨合格判定。
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2022-06-01 15:29:21OLI光纖微裂紋檢測(cè)儀能有效檢測(cè)FA耦合面測(cè)量
FA簡(jiǎn)稱(chēng)光纖陣列,是把光纖按照一定的間距排列固定起來(lái)形成的光器件,它是光進(jìn)出光器件的通道。光纖陣列分為單芯光纖陣列(SFA)和多芯光纖陣列(MFA),光纖陣列有常規(guī)FA、45°光纖懸出FA、光纖轉(zhuǎn)90°FA。45°FA利用端面全反射使光路90°轉(zhuǎn)角與VCSEL或者PD耦合,這種方法耦合效率高,但苦于45°端面研磨工藝有較大難度,工藝制造成本高,生產(chǎn)良率不高。光纖轉(zhuǎn)90°FA通常與硅光芯片中的光柵進(jìn)行耦合,不過(guò)直接對(duì)準(zhǔn)耦合,會(huì)存在一定的角度失配,盡管?chē)?guó)內(nèi)廠商經(jīng)過(guò)這幾年的努力與克服,已有不少?gòu)S家能夠批量制造提高良率,但FA耦合面檢測(cè)一直是通信行業(yè)所關(guān)注的熱點(diǎn)話題。FA耦合一般都是在一些很小的尺寸里面,例如光器件、光模塊、硅光芯片等等,這些器件級(jí)的檢測(cè)對(duì)設(shè)備要求極高。而OLI光纖微裂紋檢測(cè)儀是專(zhuān)門(mén)針對(duì)這種微小尺寸的檢測(cè)利器,其空間分辨率高達(dá)10微米,能實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)可視化。OLI測(cè)量FA耦合面多芯FA耦合面測(cè)量,測(cè)試結(jié)果顯示該耦合位置回?fù)p為-62dB,耦合情況良好由此可見(jiàn),OLI光纖微裂紋檢測(cè)儀能精準(zhǔn)定位器件內(nèi)部斷點(diǎn)、微損傷點(diǎn)、耦合面以及鏈路連接點(diǎn),以亞毫米級(jí)別分辨率探測(cè)光學(xué)原件內(nèi)部,且廣泛用于光器件、光模塊損傷檢測(cè)以及產(chǎn)品批量出貨合格判定。如需了解更多產(chǎn)品詳情,請(qǐng)隨時(shí)聯(lián)系
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2022-12-27 15:23:37熱點(diǎn)應(yīng)用丨耦合熱冷臺(tái)附件實(shí)現(xiàn)上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料溫度傳感的研究
前言許多發(fā)光材料的發(fā)光特性隨溫度、壓力或化學(xué)物質(zhì)的存在而變化。這種特性在發(fā)光傳感器的開(kāi)發(fā)中得到了長(zhǎng)期的應(yīng)用。除了化學(xué)傳感外,發(fā)光測(cè)溫法也是最常用的傳感方法之一。與其他方法不同,它不需要宏觀的探針與探測(cè)區(qū)域進(jìn)行物理接觸。這是發(fā)光測(cè)溫法無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。例如,可以功能化的發(fā)光納米顆粒進(jìn)入生物靶,熒光顯微鏡可以準(zhǔn)確探測(cè)不同區(qū)域的溫度。這種納米測(cè)溫法在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有很大的潛力,如:對(duì)溫度高于平均值的癌細(xì)胞進(jìn)行成像[1]。發(fā)光測(cè)溫可以根據(jù)強(qiáng)度、線寬、光致發(fā)光壽命或光譜位移的變化來(lái)進(jìn)行。由于鑭系離子的穩(wěn)定性和窄光譜特性,很容易識(shí)別到這些變化,因此在溫度傳感的應(yīng)用中經(jīng)常使用鑭系離子[2]。此外,鑭系摻雜材料呈現(xiàn)上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì): 可被近紅外(NIR)光激發(fā),在光譜可見(jiàn)光區(qū)發(fā)射。近紅外光譜激發(fā)減少了生物組織的自吸收和散射,因此遠(yuǎn)程激勵(lì)變得更加容易。由于這一性質(zhì),越來(lái)越多的溫度生物成像研究使用無(wú)機(jī)納米摻雜鑭離子制備上轉(zhuǎn)換納米顆粒 (UCNPs)[3]。圖1. NaY0.77Yb0.20Er0.03F4上轉(zhuǎn)換發(fā)光機(jī)理的結(jié)構(gòu)示意圖,其中紅色和綠色的線代表發(fā)射躍遷?;疑木€代表非輻射躍遷。圖1是上轉(zhuǎn)換熒光粉NaY0.77Yb0.20Er0.03F4發(fā)光機(jī)理的示意圖。至少需要兩個(gè)980nm的光子去激發(fā)樣品來(lái)產(chǎn)生可見(jiàn)區(qū)的發(fā)射。除了直接激發(fā)Er3+離子外,還存在從激發(fā)態(tài)Yb3+與Er3+激發(fā)態(tài)的能量轉(zhuǎn)移,該材料在可見(jiàn)光光譜的藍(lán)色、綠色和紅色區(qū)域發(fā)光。取決于躍遷過(guò)程中Er3+能級(jí)的高低。上轉(zhuǎn)換的測(cè)溫法通常集中使用525nm和540nm兩個(gè)波長(zhǎng)的發(fā)射峰,分別對(duì)應(yīng)2H11/2 →4I15/2和4S3/2 → 4I15/2能級(jí)躍遷。2H11/2和2H11/2兩個(gè)能級(jí)在能量上緊密間隔,他們實(shí)際處于熱平衡狀態(tài)。因此,它們的粒子數(shù)比例可以用玻爾茲曼分布來(lái)表示:式中,Ni是能級(jí)i上的粒子數(shù),Δe是兩個(gè)能級(jí)間的能量差,k是玻爾茲曼常數(shù),C是簡(jiǎn)并常數(shù)。基于此,525nm與540nm處熒光強(qiáng)度的比值RHS可用來(lái)推出2H11/2與4S3/2的比值,從而能夠計(jì)算出樣品的溫度。愛(ài)丁堡(Edinburgh Instruments)熒光光譜儀FLS1000通過(guò)光纖耦合變溫臺(tái)能夠完成該測(cè)試項(xiàng)目。此變溫臺(tái)不僅能夠保證在FLS1000和顯微鏡下研究的為同一樣品,并且沒(méi)有任何中間樣品轉(zhuǎn)移步驟。本文通過(guò)FLS1000熒光光譜儀耦合變溫臺(tái)對(duì)上轉(zhuǎn)換樣品NaY0.77Yb0.20Er0.03F4進(jìn)行不同溫度下上轉(zhuǎn)換發(fā)光的測(cè)試。測(cè)試方法與樣品測(cè)試樣品為NaY0.77Yb0.20Er0.03F4上轉(zhuǎn)換發(fā)光粉末,購(gòu)置于Sigma Aldrich。將樣品放置于Linkam HFS350EV-PB4冷熱臺(tái)里的石英樣品池中。通過(guò)光纖將冷熱臺(tái)與FLS1000樣品倉(cāng)相連接。使用穩(wěn)態(tài)光源Xe2 980nm進(jìn)行激發(fā),激光能量要低,以防止樣品變熱。使用980nm的激光器往往會(huì)造成樣品受激光照射而變熱[4]。FLS1000配置:雙單色器,標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)器PMT-900。時(shí)間分辨的壽命測(cè)試使用脈沖氙燈(μF2)作為激發(fā)光源,采用MCS模式測(cè)試發(fā)光壽命。測(cè)試結(jié)果與討論使用FLS1000的Fluoracle中溫度mapping的測(cè)試功能,分別測(cè)試從-100℃到80℃每間隔20℃溫度范圍內(nèi),樣品上轉(zhuǎn)換發(fā)射的紅光及綠光隨溫度的變化情況。結(jié)果如圖2(上轉(zhuǎn)化綠光)和3(上轉(zhuǎn)換紅光)所示。圖2 中上轉(zhuǎn)換綠光發(fā)射峰是由于Er3+的2H11/2 →4I15/2和4S3/2 → 4I15/2兩個(gè)能級(jí)躍遷產(chǎn)生的。4S3/2 → 4I15/2和4F9/2 → 4I15/2對(duì)應(yīng)發(fā)射峰的強(qiáng)度隨著溫度升高而降低。但是2H11/2 → 4I15/2對(duì)應(yīng)的譜待變化的稍有不同:在273K以下,隨著溫度的增加其發(fā)光強(qiáng)度降低。但當(dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí),增長(zhǎng)緩慢。圖2. NaY0.77Yb0.20Er0.03F4溫度相關(guān)的發(fā)射圖譜(綠光部分)。使用耦合Linkam冷熱臺(tái)的FLS1000光譜儀進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試條件:λex=980 nm, Δλex=10 nm, Δλem=10 nm, 步進(jìn)step=0.10nm, 積分時(shí)間=1s/step。內(nèi)插圖為對(duì)應(yīng)2H11/2→ 4I15/2躍遷的發(fā)射范圍的放大圖。圖3. NaY0.77Yb0.20Er0.03F4溫度相關(guān)的發(fā)射圖譜(紅光部分)。使用耦合Linkam冷熱臺(tái)的FLS1000光譜儀進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試條件:λex=980nm, Δλex=10nm, Δλem=10nm, 步進(jìn)step=0.10nm, 積分時(shí)間=1s/step。圖4. NaY0.77Yb0.20Er0.03F4溫度相關(guān)的壽命三維譜圖。使用耦合Linkam冷熱臺(tái)的FLS1000光譜儀進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試2H11/2→ 4I15/2對(duì)應(yīng)的發(fā)射。測(cè)試條件:λex=980nm, Δλex=15nm, λem=541nm ,Δλem=10nm, 燈源頻率=100Hz, 采集時(shí)間:每條衰退曲線采集5分鐘。紅色和藍(lán)色曲線分別代表-100℃和40℃下的測(cè)試結(jié)果。隨著溫度的增加,非輻射弛豫過(guò)程降低了整體的上轉(zhuǎn)換發(fā)光過(guò)程。有關(guān)溫度的猝滅的動(dòng)力學(xué)可以通過(guò)圖4所示的溫度相關(guān)的三維壽命譜圖來(lái)進(jìn)行研究,當(dāng)溫度增加時(shí),該樣品的發(fā)光壽命從640μs降低至530μs,有明顯下降?;氐綀D2和圖3,從4S3/2 ,2H11/2 到4F9/2的弛豫過(guò)程相對(duì)增加了紅色光的發(fā)射強(qiáng)度。這可以從圖5(a)的溫度Rrg函數(shù)看出。2H11/2 →4I15/2和4S3/2 → 4I15/2的比值,RHS是優(yōu)異的溫度指數(shù)參數(shù)(前言已介紹過(guò)),圖5(b)是RHS隨溫度的變化圖,圖5(c)是相同數(shù)據(jù)的對(duì)數(shù)值。有趣的是,RHS并沒(méi)有遵循玻爾茲曼曲線:在高溫下,額外的弛豫過(guò)程發(fā)生并引發(fā)4S3/2 → 4I15/2躍遷的“緩慢增加”。這與之前的報(bào)告一致[5,6],證明了上轉(zhuǎn)換的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)過(guò)程: 4H11/2到 4S3/2的非輻射過(guò)程在高溫下變得更為重要,所以粒子數(shù)與RHS不相等。應(yīng)該指出不同溫度下的RHS 很大程度上取決于樣品顆粒的大小[4,6]。為了說(shuō)明上轉(zhuǎn)換測(cè)溫的概念,將曲線的低溫區(qū)域擬合到圖5 (c)所示的直線玻爾茲曼圖中,可以得到熒光測(cè)溫系統(tǒng)S的相對(duì)靈敏度。這是評(píng)價(jià)發(fā)光溫度計(jì)系統(tǒng)的一個(gè)有用參數(shù),計(jì)算方法如下:圖5的斜率為-ΔE/k, 在20℃的靈敏度為1.0%K-1。這一結(jié)果與類(lèi)似的上轉(zhuǎn)換測(cè)溫系統(tǒng)是一致的。圖5.  上轉(zhuǎn)換發(fā)射帶強(qiáng)度的比值隨溫度變化的函數(shù)圖:(a)紅光和綠光的比值(b)2H11/2 →4I15/2和4S3/2 → 4I15/2的比值 (c) 圖(b)的對(duì)數(shù)數(shù)據(jù)圖。與玻爾茲曼圖第 一部分的線性擬合如(c)所示。結(jié)論NaY0.77Yb0.20Er0.03F4溫度相關(guān)上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度及壽命均可使用愛(ài)丁堡熒光光譜儀FLS1000 耦合Linkam冷熱臺(tái)進(jìn)行測(cè)試。2H11/2 →4I15/2和4S3/2 → 4I15/2的比值可作為發(fā)光測(cè)溫系統(tǒng)中的溫度探針,其靈敏度為1.0%K-1。通過(guò)光纖耦合的Linkam冷熱臺(tái)附件能夠使用戶(hù)在發(fā)光測(cè)試和顯微鏡下靈活輕松切換,中途不需要樣品轉(zhuǎn)移步驟。參考文獻(xiàn)[1] C. D. S. Brites, et al., Nanoscale 4, 4799-4829 (2012)[2] M. D. Dramianin, Methods Appl. Fluoresc. 4, 042001 (2016)[3] M. González-Béjar and J. Pérez-Prieto, Methods Appl. Fluoresc. 3, 042002 (2015)[4] S. Zhou, et al., Optics Communications 291, 138-142 (2013)[5] X. Bai, et al., J. Phys. Chem. C 111, 13611-13617 (2007)[6] W. Yu, et al., Dalton Trans. 43, 6139-6147 (2014)
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