希土類イオン共ドープ蛍光材料の独特な温度応答挙動は、非接触型光学温度センサー構築の重要な材料基盤を提供し、異なる発光中心間のエネルギー競合と協調調整が高感度温度応答の鍵となる。本研究では、高温固相法により一連のBaGd₂ZnO₅：Ho³⁺、Eu³⁺蛍光体を合成し、その構造、光励起蛍光および温度応答特性を体系的に研究した。X線回折および走査電子顕微鏡の結果、Ho³⁺、Eu³⁺共ドープ後も試料は良好な直交晶構造を保持していることが示された。スペクトル解析により、BaGd₂ZnO₅中のHo³⁺及びEu³⁺は、それぞれ544 nm及び628 nmに位置する特徴的な緑色および赤色発光を生成し、Eu³⁺濃度の制御によりHo³⁺→Eu³⁺エネルギー移動効率を変化させ、発光色を緑から赤へ変換できることを明らかにした。また、蛍光寿命解析によりHo³⁺→Eu³⁺のエネルギー移動過程が確認された。−196〜250 °Cの温度範囲における温度依存性発光スペクトルは、Ho³⁺及びEu³⁺が著しい温度依存的応答の差異を示すことを明らかにした。温度上昇に伴いEu³⁺赤色発光は持続的な熱消光を示す一方、Ho³⁺緑色発光は一定温度域内で異常な熱増強を呈し、共ドープ系内に温度依存的エネルギー競合および再分配過程が存在することを示唆する。Ho³⁺及びEu³⁺発光熱応答の差分に基づく蛍光強度比による温度測定戦略を構築し、本方式の最適相対感度は1.744% K^-1（123 K）に達した。以上の結果は、BaGd₂ZnO₅：Ho³⁺、Eu³⁺系が希土類イオン間のエネルギー移動によって発光色制御を実現し、異なる発光中心の温度応答特性の差異を利用して安定で定量可能な比率型光学温度センサー信号を構築し、希土類共ドープ蛍光材料の多色発光制御及び高感度非接触光学温度測定に有効な戦略を提供することを示した。

BaGd₂ZnO₅：Ho³⁺，Eu³⁺; 発光制御; 逆熱消光; エネルギー移動; 光学温度測定