Благодаря открытым межслоевым зазорам, слоистая матрица с заметной анизотропией может предоставить больше возможностей для регулирования свечения ионов редкоземельных элементов. В этой статье методом высокотемпературного твердофазного синтеза был подготовлен слоистый флуоресцентный порошок Bi₂ErO₄Cl, легированный ионами K⁺, и систематически исследовано влияние легирования K⁺ на кристаллическую структуру, восходящее люминесценцию и температурные сенсорные свойства. Результаты показали, что ионы K⁺ преимущественно занимают межслоевые зазоры матрицы, вызывая уникальную анизотропную деформацию решетки «поперечное расширение - продольное сжатие», что дополнительно снижает локальную симметрию ионов Er³⁺. При возбуждении лазером с длиной волны 980 нм легирование 3-моль% K⁺ удлиняет время жизни люминесценции красного излучения перехода ⁴F_9/2→⁴I_15/2 и увеличивает интенсивность свечения в 3 раза. На основе технологии измерения температуры по отношению интенсивностей люминесценции, связанной с расщеплением уровня ⁴F_9/2 по Штарку, материал проявляет отличные температурные сенсорные свойства и стабильность при тепловых циклах с абсолютной чувствительностью S_A и относительной чувствительностью S_R, достигающими соответственно 0.19%·K^-1 и 0.48%·K^-1. В данном исследовании ионы K⁺ с большим ионным радиусом могут вызывать деформацию решетки слоистой матрицы и регулирование локального кристаллического поля через межслоевое легирование, предлагая новый подход к разработке высокоэффективных материалов для оптического температурного сенсора на основе восходящей люминесценции.

Легирование ионами калия;Bi₂ErO₄Cl;Восходящая люминесценция;Температурный датчик