Photoluminescence and Temperature Sensing Properties of Color-tunable CsLa（WO4）2∶Pr3+ Phosphors

LIU Fangfang; ZHENG Qinghua; SONG Mingjun; LI Rongqing; XIA Zhengrong; TONG Yue; ZHOU Weiwei; ZHAO Wang

doi:10.37188/CJL.20230055

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Photoluminescence and Temperature Sensing Properties of Color-tunable CsLa（WO₄）₂∶Pr³⁺ Phosphors

Synthesis and Properties of Materials | 更新时间：2023-09-28

- Photoluminescence and Temperature Sensing Properties of Color-tunable CsLa（WO₄）₂∶Pr³⁺ Phosphors
  增强出版
- Chinese Journal of Luminescence Vol. 44, Issue 9, Pages: 1570-1580(2023)
- 作者机构：
  
  1.淮南师范学院电子工程学院，安徽淮南　232038
  2.潍坊学院化学化工与环境工程学院，山东潍坊　261061
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  NSF （Natural Science Foundation） for Distinguished Young Scholars of Anhui University(2022AH020087);NSF of Anhui Province(2108085MB53);University NSF of Anhui Province(KJ2020A0647);Project of Huainan City（144）(144);Research Program of Huainan Normal University(2020XJYB003)
- DOI：10.37188/CJL.20230055
  CLC： O482.31
- Received：16 March 2023，
  
  Revised：2023-03-27，
  
  Published：05 September 2023
- 稿件说明：
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刘芳芳,郑庆华,宋明君等.颜色可调CsLa（WO₄）₂∶Pr³⁺荧光粉的光致发光和温度传感特性[J].发光学报,2023,44(09):1570-1580.

LIU Fangfang,ZHENG Qinghua,SONG Mingjun,et al.Photoluminescence and Temperature Sensing Properties of Color-tunable CsLa（WO₄）₂∶Pr³⁺ Phosphors[J].Chinese Journal of Luminescence,2023,44(09):1570-1580.
刘芳芳,郑庆华,宋明君等.颜色可调CsLa（WO₄）₂∶Pr³⁺荧光粉的光致发光和温度传感特性[J].发光学报,2023,44(09):1570-1580. DOI： 10.37188/CJL.20230055.

LIU Fangfang,ZHENG Qinghua,SONG Mingjun,et al.Photoluminescence and Temperature Sensing Properties of Color-tunable CsLa（WO₄）₂∶Pr³⁺ Phosphors[J].Chinese Journal of Luminescence,2023,44(09):1570-1580. DOI： 10.37188/CJL.20230055.

摘要

利用高温固相法制备了一系列不同Pr

掺杂浓度的CsLa（WO

）

荧光粉，测试了X射线衍射（XRD）、漫反射光谱、激发光谱、发射光谱与荧光衰减曲线，讨论了光致发光光谱与浓度、温度的联系，并基于荧光强度比（FIR）技术计算得出温度传感相关参数。CsLa（WO

）

∶Pr

主要呈现源自

和

能级的发射，对应的最佳掺杂浓度分别为0.03和0.01，经证实电偶极⁃电偶极相互作用导致了浓度猝灭。

与

能级的发射随温度变化趋势不同，这主要归因于Pr

⁃W

的价间电荷迁移（IVCT）、交叉弛豫（CR）和多声子弛豫（MPR）等过程的综合作用。由于上述发射表现出不同的浓度和温度依赖特性，实现了颜色可调谐发光。基于

→

热耦合能级对和

→

非热耦合能级对的FIR，计算得到相对灵敏度分别为586.01/

-1

和1 071.78/

-1

，表明该材料在温度传感领域具有潜在应用价值。

Abstract

A series of CsLa（WO

）

phosphors with different doping concentrations of Pr

were prepared by the high temperature solid-state method. X-ray diffraction （XRD）， diffuse reflectance spectra， excitation spectra， emission spectra and fluorescence decay curves were analyzed. The concentration and temperature-dependent luminescent properties were investigated. The fluorescence temperature sensing parameters were calculated based on the fluorescence intensity ratio （FIR） technique. The optimal doping concentrations of Pr

for the emissions from

and

levels in CsLa（WO

）

were found to be 0.03 and 0.01， respectively， and it was confirmed that concentration quenching was caused by the dipole-dipole interactions. The emission trends of

and

levels were different with temperature， mainly due to the effects of the cross-over process to Pr

-W

intervalence charge transfer （IVCT） state， cross relaxation process and multiphonon relaxation process. The different concentration and temperature-dependent characteristics of the emissions from

and

levels enabled tunable color emissions. According to the fluorescence intensity ratio （FIR） of

→

thermally coupled energy levels and

→

non-thermally coupled energy levels， the calculated relative sensitivities were 586.01/

·K

-1

and 1 071.78/

·K

-1

， respectively， indicating the potential application of this material in temperature sensing.

关键词

Keywords

references

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