二重モード光学温度測定用の発光材料の開発はますます注目される研究分野であり、その鍵は複数の相互に独立した温度感知蛍光パラメータを同時に持つことにある。本論文では空間分離戦略を提案し、Tm³⁺/Cr³⁺共ドープされたLaF₃/Ga₂O₃二相透明ガラスセラミックスを調製した。構造および分光分析により、Tm³⁺とCr³⁺はそれぞれLaF₃相およびGa₂O₃相に選択的に埋め込まれており、808 nmレーザーダイオード（LD）励起下で1300～1700 nm範囲の高効率近赤外発光をTm³⁺が示し、567 nm励起下で720 nmにおいてCr³⁺の延長された蛍光寿命が観察された。この空間的隔離により、Tm³⁺とCr³⁺間のエネルギー移動が抑制され、Tm³⁺の非熱結合準位の蛍光強度比とCr³⁺の蛍光寿命を利用した独立した二重チャンネル温度測定モードが実現し、308 Kおよび458 Kでそれぞれ最大相対感度0.85% K^-1および0.89% K^-1を達成した。研究結果は、空間分離戦略に基づく二相ガラスセラミックスが複数の活性剤を収容する理想的なマトリックスとして、近赤外二重モード光学温度測定材料の設計の参考となることを示している。

ガラスセラミックス;Tm³⁺とCr³⁺;近赤外発光;空間隔離;光学温度測定