- About Journal
- Articles Online
- Authors
- Reviewers
- 个人中心
- 退出登录
浏览全部资源
扫码关注微信
- About Journal
- Articles Online
- Authors
- Reviewers
Down-conversion Luminescence and Temperature Sensing Characters of KBaGd（MoO4）3∶Er3+ Under NUV Excitation
- Chinese Journal of Luminescence Vol. 43, Issue 10, Pages: 1564-1573(2022)
- 作者机构：
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：Natural Science Foundation of Shandong Province(ZR2018MB007;ZR2018QEM003)
DOI：10.37188/CJL.20220234
CLC： O482.31Received：13 June 2022，
Revised：30 June 2022，
Published：05 October 2022
- 稿件说明：
移动端阅览
高祥,赵凤杰,张子龙等.近紫外光激发下KBaGd（MoO4）3∶Er3+的下转换发光及温度传感特性[J].发光学报,2022,43(10):1564-157310.37188/CJL.20220234.
GAO Xiang,ZHAO Feng-jie,ZHANG Zi-long,et al.Down-conversion Luminescence and Temperature Sensing Characters of KBaGd（MoO4）3∶Er3+ Under NUV Excitation[J].Chinese Journal of Luminescence,2022,43(10):1564-157310.37188/CJL.20220234.
高祥,赵凤杰,张子龙等.近紫外光激发下KBaGd（MoO4）3∶Er3+的下转换发光及温度传感特性[J].发光学报,2022,43(10):1564-157310.37188/CJL.20220234. DOI：
GAO Xiang,ZHAO Feng-jie,ZHANG Zi-long,et al.Down-conversion Luminescence and Temperature Sensing Characters of KBaGd（MoO4）3∶Er3+ Under NUV Excitation[J].Chinese Journal of Luminescence,2022,43(10):1564-157310.37188/CJL.20220234. DOI：
摘要
近年来，Er
3+
离子掺杂的无机发光材料被广泛应用于温度传感材料的研究。本文采用溶胶⁃凝胶法制备了Er
3+
掺杂的KBaGd（MoO
4
）
3
荧光粉，利用常温激发和发射光谱、荧光衰减曲线以及变温发射光谱对其光谱性能以及温度传感特性进行了分析。荧光光谱表明，KBaGd（MoO
4
）
3
∶Er
3+
在380 nm处有着较强的吸收峰，源自于Er
3+
离子的
4
I
15/2
→
4
G
11/2
吸收跃迁。在近紫外光激发下，KBaGd（MoO
4
）
3
∶Er
3+
荧光粉在520~570 nm之间具有两个明亮的绿色发射。由于电偶极间相互作用，当Er
3+
离子掺杂浓度超过8%时，样品发光开始出现浓度猝灭。基于荧光强度比（FIR）模型计算得到KBaGd（MoO
4
）
3
∶Er
3+
的相对灵敏度优于已报道的大部分同类温度传感材料，因此在光温传感领域有着更好的应用潜力。最后，对利用KBaGd（MoO
4
）
3
∶Er
3+
设计的LED进行了光电参数测试，并对其在照明领域的应用进行了客观评价。
Abstract
In recent years， Er
3+
doped inorganic materials have been widely investigated for temperature sensing materials. In this paper， Er
3+
doped KBaGd（MoO
4
）
3
phosphor was prepared by sol-gel method. Its luminescence and temperature sensing properties were studied by room temperature excitation and emission spectra， luminescence decay curves and temperature-dependent emission spectra. The luminescence spectra show that KBaGd（MoO
4
）
3
∶Er
3+
possesses efficient absorption at 380 nm， which is attributed to the
4
I
15/2
→
4
G
11/2
transition of Er
3+
ions. Under NUV excitation， KBaGd⁃（MoO
4
）
3
∶Er
3+
exhibits two bright green emission between 520-570 nm. Due to the dipole-diploe interaction effect， the concentration quenching begins as the doping concentration of Er
3+
is beyond 8%. Based on the fluorescence intensity ratio （FIR） model， the calculated absolute sensitivity of KBaGd（MoO
4
）
3
∶Er
3+
is larger than most of the reported temperature sensing materials of the same kind， so it may has a better prospect in the field of temperature sensing. Ultimately， the photoelectric parameters of the designed LED with KBaGd（MoO
4
）
3
∶Er
3+
were recorded and its potential application in lighting field was objectively evaluated.
关键词
Keywords
references
孙英斐 ， 吕树臣 ， 孟庆裕 ， 等 . NaY（MoO 4 ） 2 ∶Er 3+ 纳米晶体荧光粉的发光与光学温度传感特性 ［J］. 发光学报 ， 2017 ， 38 （ 12 ）： 1582 - 1590 . doi: 10.3788/fgxb20173812.1582 http://dx.doi.org/10.3788/fgxb20173812.1582
SUN Y F ， LYU S C ， MENG Q Y ， et al . Luminescence and optical temperature sensing properties of NaY（MoO 4 ） 2 ∶Er 3+ nanocrystalline phosphor ［J］. Chin. J. Lumin. ， 2017 ， 38 （ 12 ）： 1582 - 1590 . （in English） . doi: 10.3788/fgxb20173812.1582 http://dx.doi.org/10.3788/fgxb20173812.1582
朱久军 ， 罗来慧 ， 杜鹏 ， 等 . 全光谱白光发光二极管用Eu 3+ 掺杂Ca 2 KZn 2 （VO 4 ） 3 黄色荧光粉的制备及光学性能 ［J］. 无机化学学报 ， 2022 ， 38 （ 2 ）： 244 - 252 .
ZHU J J ， LUO L H ， DU P ， et al . Synthesis and optical properties of Eu 3+ ⁃doped Ca 2 KZn 2 （VO 4 ） 3 yellow-emitting phosphors for full-spectrum white light-emitting diode ［J］. Chin. J. Inorg. Chem. ， 2022 ， 38 （ 2 ）： 244 - 252 . （in Chinese）
DU P ， RAN W G ， HOU Y F ， et al . Eu 3+ -activated NaGdF 4 nanorods for near-ultraviolet light-triggered indoor illumination ［J］. ACS Appl. Nano Mater. ， 2019 ， 2 （ 7 ）： 4275 - 4285 . doi: 10.1021/acsanm.9b00743 http://dx.doi.org/10.1021/acsanm.9b00743
ZHANG H ， YANG H ， LI G G ， et al . Enhancing thermometric performance via improving indicator signal in Bi 3+ -doped CaNb 2 O 6 ∶ Ln 3+ （ Ln =Eu/Sm/Dy/Tb） phosphors ［J］. Chem. Eng. J. ， 2020 ， 396 ： 125251-1 - 12 . doi: 10.1016/j.cej.2020.125251 http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2020.125251
XUE J P ， SONG M J ， NOH H M ， et al . Achieving non-contact optical thermometer via inherently Eu 2+ /Eu 3+ -activated SrAl 2 Si 2 O 8 phosphors prepared in air ［J］. J. Alloys Compd. ， 2020 ， 843 ： 155858-1 - 10 . doi: 10.1016/j.jallcom.2020.155858 http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.155858
ZHENG T ， LUO L H ， DU P ， et al . Highly-efficient double perovskite Mn 4+ -activated Gd 2 ZnTiO 6 phosphors： a bifunctional optical sensing platform for luminescence thermometry and manometry ［J］. Chem. Eng. J. ， 2022 ， 446 ： 136839-1 - 11 . doi: 10.1016/j.cej.2022.136839 http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2022.136839
SONG M J ， ZHAO W ， XUE J P ， et al . Color-tunable luminescence and temperature sensing properties of a single-phase dual-emitting La 2 LiSbO 6 ∶Bi 3+ ， Sm 3+ phosphor ［J］. J. Lumin. ， 2021 ， 235 ： 118014-1 - 11 . doi: 10.1016/j.jlumin.2021.118014 http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2021.118014
XUE J P ， NOH H M ， PARK S H ， et al . NUV light induced visible emission in Er 3+ -activated NaSrLa（MoO 4 ） 3 phosphors for green LEDs and thermometer ［J］. J. Am. Ceram. Soc. ， 2020 ， 103 （ 2 ）： 1174 - 1186 . doi: 10.1111/jace.16797 http://dx.doi.org/10.1111/jace.16797
RAN W G ， NOH H M ， PARK S H ， et al . et al . Er 3+ -activated NaLaMgWO 6 double perovskite phosphors and their bifunctional application in solid-state lighting and non-contact optical thermometry ［J］. Dalton Trans. ， 2019 ， 48 （ 13 ）： 4405 - 4412 . doi: 10.1039/c9dt00315k http://dx.doi.org/10.1039/c9dt00315k
HUA Y B ， YU J S . Thermal-couple levels of 4 S 3/2 and 2 H 11/2 in Na（Ca， Sr）La（VO 4 ） 2 ∶Er 3+ phosphors for potential optical thermometers ［J］. J. Am. Ceram. Soc. ， 2020 ， 103 （ 12 ）： 7082 - 7094 . doi: 10.1111/jace.17386 http://dx.doi.org/10.1111/jace.17386
彭跃红 ， 任韦舟 ， 邱建备 ， 等 . 1 550 nm激发层状BiOCl∶Er 3+ 上转换发光及温度传感特性 ［J］. 无机材料学报 ， 2020 ， 35 （ 8 ）： 902 - 908 . doi: 10.15541/jim20190462 http://dx.doi.org/10.15541/jim20190462
PENG Y H ， REN W Z ， QIU J B ， et al . Upconversion luminescence and temperature sensing properties of layered BiOCl∶Er 3+ under 1 550 nm excitation ［J］. J. Inorg. Mater. ， 2020 ， 35 （ 8 ）： 902 - 908 . （in Chinese） . doi: 10.15541/jim20190462 http://dx.doi.org/10.15541/jim20190462
LUO L H ， RAN W G ， DU P ， et al . Photocatalytic and thermometric characteristics of Er 3+ -activated Bi 5 IO 7 upconverting microparticles ［J］. Adv. Mater. Interfaces ， 2020 ， 7 （ 11 ）： 1902208 . doi: 10.1002/admi.201902208 http://dx.doi.org/10.1002/admi.201902208
周慧丽 ， 吴锋 ， 张志宏 ， 等 . Lu 2 O 3 ∶Er 3+ /Yb 3+ 荧光材料的上转换发光及其温度传感特性 ［J］. 发光学报 ， 2022 ， 43 （ 2 ）： 192 - 200 .
ZHOU H L ， WU F ， ZHANG Z H ， et al . Upconversion luminescence and temperature sensing characteristics of Lu 2 O 3 ∶ Er 3+ /Yb 3+ phosphor ［J］. Chin. J. Lumin. ， 2022 ， 43 （ 2 ）： 192 - 200 . （in Chinese）
缪菊红 ， 裴世鑫 ， 杨欣烨 . NaGdF 4 ∶Yb 3+ ， Er 3+ 纳米晶的温度传感特性实验教学设计 ［J］. 实验室研究与探索 ， 2021 ， 40 （ 3 ）： 9 - 13 .
MIAO J H ， PEI S X ， YANG X Y . Experimental teaching design on the temperature sensing properties of NaGdF 4 ∶Yb 3+ ， Er 3+ nano-crystals ［J］. Res. Explor. Lab. ， 2021 ， 40 （ 3 ）： 9 - 13 . （in Chinese）
金叶 ， 李坤 ， 罗旭 ， 等 . Sc 2 （WO 4 ） 3 ∶Er 3+ /Yb 3+ 的上转换发光及其温度传感特性 ［J］. 发光学报 ， 2021 ， 42 （ 1 ）： 91 - 97 . doi: 10.37188/cjl.20200326 http://dx.doi.org/10.37188/cjl.20200326
JIN Y ， LI K ， LUO X ， et al . Upconversion luminescence and temperature sensing properties for Sc 2 （WO 4 ） 3 ∶Er 3+ /Yb 3+ ［J］. Chin. J. Lumin. ， 2021 ， 42 （ 1 ）： 91 - 97 . （in Chinese） . doi: 10.37188/cjl.20200326 http://dx.doi.org/10.37188/cjl.20200326
LI K ， ZHU D M ， LIAN H Z . Up-conversion luminescence and optical temperature sensing properties in novel KBaY⁃（MoO 4 ） 3 ∶Yb 3+ ， Er 3+ materials for temperature sensors ［J］. J. Alloys Compd. ， 2020 ， 816 ： 152554 . doi: 10.1016/j.jallcom.2019.152554 http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152554
LI K ， DEUN R V . Photoluminescence and energy transfer properties of a novel molybdate KBaY（MoO 4 ） 3 ∶ Ln 3+ （ Ln 3+ = Tb 3+ ， Eu 3+ ， Sm 3+ ， Tb 3+ /Eu 3+ ， Tb 3+ /Sm 3+ ） as a multi-color emitting phosphor for UV w-LEDs ［J］. Dalton Trans. ， 2018 ， 47 （ 20 ）： 6995 - 7004 .
HUANG X Y ， GUO H ， LIANG J ， et al . Synthesis and photoluminescence properties of novel red-emitting KBaLu（MoO 4 ） 3 ∶Eu 3+ phosphors with high thermal stability and high color purity ［J］. Inorg. Chem. Commun. ， 2020 ， 116 ： 107938-1 - 7 . doi: 10.1016/j.inoche.2020.107938 http://dx.doi.org/10.1016/j.inoche.2020.107938
罗鸣 ， 于文肖 ， 石士考 ， 等 . 白光LED用钼酸盐红色荧光粉水热合成法的研究进展 ［J］. 化工新型材料 ， 2015 ， 43 （ 2 ）： 21 - 23 .
LUO M ， YU W X ， SHI S K ， et al . Progress in synthesis of molybdate red emitting phosphor for white-LED via hydrothermal method ［J］. New Chem. Mater. ， 2015 ， 43 （ 2 ）： 21 - 23 . （in Chinese）
赵小杨 ， 王佳 ， 温慧霞 ， 等 . 稀土掺杂钼酸盐发光材料的研究进展 ［J］. 稀土 ， 2022 ， 43 （ 1 ）： 25 - 38 .
ZHAO X Y ， WANG J ， WEN H X ， et al . Research progress of rare earth doped molybdate luminescent materials ［J］. Chin. Rare Earths ， 2022 ， 43 （ 1 ）： 25 - 38 . （in Chinese）
宋明君 ， 王林同 ， 张娜娜 ， 等 . 近紫外光激发KBaGd（MoO 4 ） 3 ∶Dy 3+ 荧光粉的制备及发光性能 ［J］. 发光学报 ， 2018 ， 39 （ 3 ）： 259 - 265 . doi: 10.3788/fgxb20183903.0259 http://dx.doi.org/10.3788/fgxb20183903.0259
SONG M J ， WANG L T ， ZHANG N N ， et al . Preparation and luminescent properties of near UV excited KBaGd（MoO 4 ） 3 ∶Dy 3+ phosphors ［J］. Chin. J. Lumin. ， 2018 ， 39 （ 3 ）： 259 - 265 . （in Chinese） . doi: 10.3788/fgxb20183903.0259 http://dx.doi.org/10.3788/fgxb20183903.0259
MENG X M ， LIN Z B ， ZHANG L Z ， et al . Structure and spectral properties of Nd 3+ -doped KBaGd（MoO 4 ） 3 crystal with a disorder structure ［J］. CrystEngComm ， 2011 ， 13 （ 12 ）： 4069 - 4073 . doi: 10.1039/c0ce00922a http://dx.doi.org/10.1039/c0ce00922a
BLASSE G . Energy transfer in oxidic phosphors ［J］. Phys. Lett. A ， 1968 ， 28 （ 6 ）： 444 - 445 . doi: 10.1016/0375-9601(68)90486-6 http://dx.doi.org/10.1016/0375-9601(68)90486-6
DEXTER D L ， SCHULMAN J H . Theory of concentration quenching in inorganic phosp hors ［J］. J. Chem. Phys. ， 1954 ， 22 （ 6 ）： 1063 - 1070 . doi: 10.1063/1.1740265 http://dx.doi.org/10.1063/1.1740265
赵海雷 ， 崔博 ， 王宏志 ， 等 . Ca 0.95 Si 2 O 2 N 2 ∶Eu <math id="M11"><msubsup><mrow/><mrow><mn mathvariant="normal">0.05</mn></mrow><mrow><mn mathvariant="normal">2</mn><mo>+</mo></mrow></msubsup></math> https://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=49200428&type= https://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=49200427&type= 2.96333337 3.72533321 带状荧光纳米纤维的制备与性能 ［J］. 无机材料学报 ， 2016 ， 31 （ 1 ）： 21 - 26 . doi: 10.15541/jim20150249 http://dx.doi.org/10.15541/jim20150249
ZHAO H L ， CUI B ， WANG H Z ， et al . Synthesis and properties of nanobelt CaSi 2 O 2 N 2 ∶Eu <math id="M12"><msubsup><mrow/><mrow><mn mathvariant="normal">0.05</mn></mrow><mrow><mn mathvariant="normal">2</mn><mo>+</mo></mrow></msubsup></math> https://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=49200431&type= https://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=49200429&type= 2.96333337 3.72533321 fluorescence fibers ［J］. J. Inorg. Mater. ， 2016 ， 31 （ 1 ）： 21 - 26 . （in Chinese） . doi: 10.15541/jim20150249 http://dx.doi.org/10.15541/jim20150249
孙晓园 ， 张家骅 ， 张霞 ， 等 . Sr 2 SiO 4 ∶Eu 2+ 荧光粉的发光性质及在白光二极管中的应用 ［J］. 光电子·激光 ， 2008 ， 19 （ 11 ）： 1482 - 1485 .
SUN X Y ， ZHANG J H ， ZHANG X ， et al . Photoluminescent properties of Sr 2 SiO 4 ∶Eu 2+ phosphor for white light emitting diodes ［J］. J. Optoelectron.∙ Laser ， 2008 ， 19 （ 11 ）： 1482 - 1485 . （in Chinese）
平兆艳 ， 赵旺 ， 郑庆华 ， 等 . 双钙钛矿结构BaLaLiTeO 6 ∶Eu 3+ 红色荧光粉的光谱与LED封装特性 ［J］. 发光学报 ， 2019 ， 40 （ 4 ）： 432 - 439 .
PING Z Y ， ZHAO W ， ZHENG Q H ， et al . Spectra and packaging performance of BaLaLiTeO 6 ∶Eu 3+ red-emitting phosphors for white LEDs ［J］. Chin. J. Lumin. ， 2019 ， 40 （ 4 ）： 432 - 439 . （in Chinese）
0
Views
391
下载量
3
CSCD
- L-PDFDownload
- WORDDownload
- Meta-XMLDownload
- BibTeXDownload
- EndnoteDownload
- RefMan Download
- NoteExpressDownload
- NoteFirstDownload
Publicity Resources
Related Articles
Related Author
Related Institution
- Address：No.3888 Dong Nanhu Road, Changchun, Jilin, China Postal code：130033
- Tel：0431-86176862 Email：fgxbt@126.com
- Technical support is provided by Beijing Founder electronics co., LTD 吉ICP备11002662号-17
京公网安备11010802024621 - It is recommended to read the content of this site in Chrome&IE9+. Please switch to extreme mode in browser 360.
- Cookies We use cookies to help provide and enhance our service and tailor content. By continuing, you agree to the use of cookies.
