Matériau de capteur de température fluorescent visualisable basé sur la photoluminescence des défauts de vacance d'oxygène de BaMgSiO4

TANG Wei ,  

LIANG Chen ,  

LIANG Ping ,  

NING Wanting ,  

GONG Handong ,  

摘要

La température est l'un des paramètres fondamentaux caractérisant les propriétés physico-chimiques, et la mesure précise de la température joue un rôle crucial dans le développement des sciences et technologies modernes. Les capteurs de température fluorescent traditionnels basés sur les paires de niveaux énergétiques thermiquement couplés des ions des terres rares (TCLs) souffrent d'une faible sensibilité et de difficultés de distinction des signaux en raison de la limite de la différence d'énergie entre les TCLs. Pour rechercher une meilleure solution, cette étude explore le potentiel d'application de la photoluminescence des défauts de vacance d'oxygène dans le domaine des capteurs de température fluorescent. Cet article rapporte la synthèse par frittage à haute température de la céramique BaMgSiO4. En raison de l'évaporation d'une petite quantité de Ba2+ et Mg2+ lors du frittage, des vacants d'oxygène se forment dans la céramique pour maintenir la neutralité électrique du matériau. Ces niveaux de défauts formés par ces vacants d'oxygène émettent des longueurs d'onde de 372, 400 et 527 nm sous excitation UV à 332 nm. Les intensités de ces trois émissions ont des sensibilités différentes à la température, ce qui permet une bonne application dans le domaine des capteurs de température fluorescent. Le système de détection basé sur I372 et I527 présente une sensibilité relative de 2,90%·K-1 à 298 K, supérieure à celle des capteurs traditionnels TCLs, dépassant ainsi la limite de sensibilité de ces capteurs. De plus, la différence considérable entre les longueurs d'onde 372 nm et 527 nm permet à la céramique BaMgSiO4 de passer d'une émission verte à température ambiante à une émission bleue à 458 K, réalisant une visualisation du contrôle de température. Par conséquent, la céramique BaMgSiO4, grâce à ses caractéristiques uniques de photoluminescence des défauts de vacance d'oxygène, offre une nouvelle option à haute précision et visualisable pour le développement des capteurs de température fluorescent, ouvrant une nouvelle voie pour la technologie de détection de température par fluorescence.

关键词

photoluminescence des défauts de vacance d'oxygène ; capteur de température fluorescent ; transfert d'énergie ; visualisation

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