개방된 층간 간격으로 인해 뚜렷한 이방성을 지닌 층상 구조 기질이 희토류 이온의 발광 조절에 더 많은 가능성을 제공합니다. 본 논문에서는 고온 고상법으로 K⁺ 이온이 도핑된 Bi₂ErO₄Cl 층상 형광체를 제조하고, K⁺ 도핑이 결정 구조, 상향 변환 발광 및 온도 센싱 성능에 미치는 영향을 체계적으로 연구하였습니다. 결과에 따르면 K⁺ 이온은 기질의 층간 틈새 위치를 우선 점유하여 독특한 “횡방향 팽창-종방향 압축” 방향성 격자 변형을 유발하고, Er³⁺ 이온의 국부 대칭성을 더욱 낮췄습니다. 980 nm 레이저 여기 하에서 K⁺ 도핑(몰 분율 3%)은 Er³⁺의 ⁴F_9/2→⁴I_15/2 전이 적색 발광 형광 수명을 연장하고, 강도는 3배 향상시켰습니다. ⁴F_9/2 준위 스타크 분할의 형광 강도 비 온도 측정 기술을 기반으로 이 물질은 우수한 온도 센서 성능과 열주기 안정성을 보이며, 절대 감도 S_A와 상대 감도 S_R는 각각 0.19%·K^-1와 0.48%·K^-1에 달합니다. 본 연구에서 큰 이온 반경의 K⁺ 이온은 틈새 도핑을 통해 층상 기질의 격자 변형 및 국부 결정장 조절이 가능하며, 고성능 상향 변환 광학 온도 센서 재료 개발에 새로운 아이디어를 제공합니다.

칼륨 이온 도핑;Bi₂ErO₄Cl;상향 변환 발광;온도 센싱