희토류 이온 공도핑 형광 재료의 독특한 온도 반응 거동은 비접촉식 광학 온도 센서 구축에 중요한 재료적 기반을 제공하며, 서로 다른 발광 중심 간의 에너지 경쟁 및 협동 조절이 고감도 온도 반응을 얻는 핵심이다. 본 논문에서는 고온 고상법으로 BaGd₂ZnO₅:Ho³⁺, Eu³⁺ 형광체를 계통적으로 합성하고 그 구조, 광발광 및 온도 반응 특성을 연구하였다. X선 회절 및 주사전자현미경 결과, Ho³⁺와 Eu³⁺ 공도핑 후에도 시료는 우수한 직교 결정 상 구조를 유지함을 보였다. 스펙트럼 연구에서 Ho³⁺와 Eu³⁺가 BaGd₂ZnO₅에서 각각 544nm와 628nm 위치의 특성 녹색 및 적색 발광을 나타내며, Eu³⁺ 농도 조절을 통해 Ho³⁺→Eu³⁺ 에너지 전달 효율을 변화시켜 발광 색상이 녹색에서 적색으로 전환됨을 확인하였다. 또한, 형광 수명 분석을 통해 Ho³⁺→Eu³⁺ 에너지 전달 과정을 증명하였다. -196~250 °C 범위 내 온도 의존 발광 스펙트럼은 Ho³⁺와 Eu³⁺가 뚜렷이 구분되는 온도 반응을 보임을 나타내었다: 온도 상승에 따라 Eu³⁺ 적색 발광은 지속적인 열 소광이 일어나고, Ho³⁺ 녹색 발광은 일정 온도 구간 내에서 비정상적인 열 증강을 나타내어 공도핑계 내 온도 의존 에너지 경쟁 및 재분배 과정의 존재를 시사하였다. Ho³⁺와 Eu³⁺ 발광 열 반응 차이에 기초한 형광 강도 비 측온 전략을 구축하였으며, 본 방식의 최적 상대 감도는 1.744% K^-1 (123 K)에 달하였다. 위 결과는 BaGd₂ZnO₅:Ho³⁺, Eu³⁺ 계가 상기 희토류 이온 간 에너지 전달을 통해 발광 색상 조절을 실현하며, 서로 다른 발광 중심의 미분화된 온도 반응 특성을 활용해 안정적이고 정량 가능한 비율형 광학 온도 센서 신호를 구축함으로써 희토류 공도핑 형광 재료의 다색 발광 조절 및 고감도 비접촉 광학 온도 측정에 대한 실현 가능한 전략을 제공함을 보여준다.

BaGd₂ZnO₅：Ho³⁺，Eu³⁺; 발광 조절; 역열 소광; 에너지 전달; 광학 온도 측정