Благодаря открытым межслоевым промежуткам, слоистая матрица с заметной анизотропией может предоставить больше возможностей для регулирования люминесценции редкоземельных ионов. В данной работе методом высокотемпературного твердофазного синтеза был получен слоистый флуоресцентный порошок Bi₂ErO₄Cl с допированием ионами K⁺, а также систематически изучено влияние допирования K⁺ на кристаллическую структуру, восходящую люминесценцию и температурные сенсорные свойства. Результаты показали, что ионы K⁺ преимущественно занимают межслоевые промежутки в матрице, вызывая уникальную анизотропную деформацию решетки «поперечное расширение — продольное сжатие», что дополнительно снижает локальную симметрию ионов Er³⁺. Под возбуждением лазером 980 нм допирование K⁺ (3 моль%) увеличило время жизни люминесценции красного излучения перехода Er³⁺ <⁴F₉/₂>→<⁴I₁₅/₂>, а интенсивность возросла в 3 раза. На основе метода измерения отношения интенсивностей люминесценции, связанного со степенью расщепления уровня <⁴F₉/₂> Стэрком, материал показал отличные температурные сенсорные характеристики и стабильность при тепловом циклировании; абсолютная чувствительность Sₐ и относительная чувствительность Sᵣ достигли 0,19% K⁻¹ и 0,48% K⁻¹ соответственно. В данном исследовании крупноионный K⁺ может посредством интерстициального допирования вызывать деформацию решетки слоистой матрицы и регулировать локальное кристаллическое поле, что открывает новые возможности для разработки высокоэффективных материалов для температурных сенсоров на основе восходящего преобразования.

Допирование ионами калия; Bi₂ErO₄Cl; Восходящая люминесценция; Температурный сенсор