Le titanate de baryum (BaTiO₃), en tant que ferroélectrique classique de type pérovskite, possède une excellente constante diélectrique, des effets piézoélectriques et ferroélectriques non linéaires remarquables ainsi que des caractéristiques de transition de phase contrôlables, ce qui lui confère une grande valeur d'application dans les condensateurs céramiques multicouches, les thermistances, les mémoires et les dispositifs électro-optiques. Dans cet article, la méthode solide à haute température a été utilisée, en contrôlant le rapport Ba/Ti (en réservant respectivement les sites Ba et Ti), pour préparer une série de céramiques BaTiO₃ dopées à l’Er³⁺ (0,5 mol%) à différentes températures de calcination (1250 ℃, 1300 ℃, 1350 ℃). Les échantillons ont été caractérisés systématiquement par DRX, spectroscopie Raman, microscopie électronique à balayage et spectroscopie de fluorescence à température variable. Les résultats montrent que l’échantillon avec sites Ba réservés cuit à 1300℃ (B1300Er) présente de bonnes performances de mesure de température ; dans la zone de transition ferroélectrique de BaTiO₃ (270-290 K), on observe un changement significatif de l’intensité de fluorescence, cette réponse fluorescente anormale pouvant servir de signature optique de la transition de phase, permettant une détection in situ précise de la transition. La sensibilité absolue des échantillons B1300Er et T1300Er est similaire à basse température, mais diffère nettement à haute température ; à 400 K, la sensibilité absolue de B1300Er atteint 0,00413 K^-1, soit une augmentation de 40% par rapport à T1300Er, ce qui est conforme aux attentes théoriques liées à une plus grande énergie de couplage thermique ΔE dans la configuration dopée sur le site Ba. L’analyse de la durée de vie de fluorescence révèle la présence de deux microenvironnements d’émission dans l’échantillon, la composante à longue durée de vie étant plus sensible aux variations de température, facteur microstructural clé pour améliorer la sensibilité de la thermométrie FIR. Cette étude intègre organiquement la mesure de température à large plage thermique basée sur le couplage thermique Er³⁺ FIR et la détection optique in situ de la transition ferroélectrique BaTiO₃ au sein d’un même système céramique, constituant une plateforme de détection optique bifonctionnelle combinant mesure continue de la température et détection de transition de phase, fournissant une base expérimentale et une nouvelle idée pour la conception multifonctionnelle des capteurs optiques de température à base de terres rares à structure pérovskite.

Émission de terres rares;Dopage Er³⁺;BaTiO₃;Thermométrie optique;Rapport d’intensité fluorescente;Détection de transition de phase