負の熱膨張(KMg)0.4In1.6W3O12:Yb/Ho蛍光体の熱強化上方変換発光に基づく光学温度センシングと動的偽造防止の研究

Huang Rong ,  

Yu Yiqi ,  

Liao Yuxiang ,  

Ao Zhiwen ,  

Yang Ying ,  

Zhang Jinmin ,  

Liao Jinsheng ,  

摘要

負の熱膨張(NTE)基質が高温下で示す格子収縮特性を利用し、希土類発光中心の熱消光挙動を効果的に抑制することで、高性能光学温度センサーおよび偽造防止材料の設計に新たな道を提供した。本研究では、高温固相法により(KMg)0.4In1.6W3O12:Yb/Hoの上方変換(UC)蛍光体を調製した。XRDおよび構造精密化により、Yb3+およびHo3+が基質格子にドープされており、その構造は六方晶系であることが確認された。980 nmレーザー励起下で、試料は主に緑色光(549 nm、5F4/5S2 → 5I8)および赤色光(665 nm、5F5 → 5I8)を発する。温度変化に伴う上方変換発光スペクトルの測定により、基質の負の熱膨張効果により398-573 Kの範囲でUC発光が顕著に増強し、573 K時の総発光強度は373 Kの7.8倍であった。赤緑光の熱応答が異なることに基づき、黄緑から橙赤色への発光色変化を実現し、発光強度比(LIR)と色座標比(CIER)による二重モード温度センサーを構築した。LIRモードの398 Kでの相対感度(Sr)は0.82% K-1、CIERモードの488 KでのSrは0.26% K-1であった。発光色の温度依存変化により、視覚的動的偽造防止および非接触温度モニタリングを実現した。本蛍光体は光学温度センシングおよび高級動的偽造防止において優れた応用可能性を示す。

关键词

負の熱膨張;熱強化;上方変換発光;温度センサー;動的偽造防止

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