Оптическое термометрическое исследование на основе свойств отрицательного теплового заглушения у Sc2Mo3O12∶Dy3+

NIU Jinyan ,  

CHENG Chen ,  

YU Xiaobo ,  

HE Shuai ,  

GUAN Qian ,  

SHEN Yu ,  

LI He ,  

QIAO Jun ,  

CHAO Luomeng ,  

MA Yonghong ,  

摘要

Использование динамики решетки субстрата с отрицательным тепловым расширением эффективно подавляет тепловое заглушение центров люминесценции редкоземельных элементов, открывая новые пути для создания высокочувствительных оптических термометров. В данной работе была синтезирована серия фосфоров Sc2Mo3O12∶xDy3+ с отрицательным тепловым расширением методом высокотемпературного твердотельного синтеза и систематически исследованы их кристаллическая структура, люминесцентные свойства и тепловая реакция при изменении температуры. Результаты рентгеновской дифракции и рамановского структурного рафинирования показали, что образцы являются однофазной ортогональной структурой с пространственной группой Pbcn, при этом ионы Dy3+ успешно занимают шести координированные позиции Sc3+. Под возбуждением на длине волны 468 нм образцы демонстрируют характерное желтое излучение Dy3+, при этом регулировкой концентрации допирования можно добиться управляемого изменения цвета излучения от желтого к желто-зеленому. Отрицательное тепловое расширение матрицы Sc2Mo3O12 связано с термически активируемой передачей энергии от группы[MoO4]2- к Dy3+, а система демонстрирует аномальное отрицательное тепловое заглушение в диапазоне температур 303~393 K, при котором интенсивность излучения увеличивается с ростом температуры. На основе этих свойств были построены два режима термометрии по соотношению интенсивностей излучения: режим безтепловой связи одного излучающего центра (при 513 K абсолютная чувствительность Sa=12%·K-1, относительная чувствительность Sr=0.45%·K-1) и режим безтепловой связи двойного возбуждения (при 513 K абсолютная чувствительность Sa=1.38%·K-1, относительная чувствительность Sr=0.77%·K-1). Кроме того, после 8 циклов нагрева и охлаждения материал показал отличную термическую циклическую обратимость, подтверждающую стабильность структуры. Благодаря синергии структуры субстрата с отрицательным тепловым расширением, механизму аномальной тепловой усиленной передачи энергии и высокой точности температурного сенсора, фосфор Sc2Mo3O12∶Dy3+ имеет широкие перспективы применения в области высокотемпературных электронных устройств и оптической термометрии.

关键词

Sc2Mo3O12;Dy3+;отрицательное тепловое заглушение;отрицательное тепловое расширение;оптическое температурное датирование;соотношение интенсивности излучения

阅读全文

以上内容由讯飞翻译自动生成,翻译内容仅供参考。对于因使用本网站翻译内容产生的相关后果,本网站不承担任何商业和法律责任。

The above content is generated by Large Model Translation. The translated content is for reference only. We do not assume any commercial or legal responsibilty for any consequences arising from the use of our website