Регулирование зеленого-красного свечения, термическая стабильность и оптические температурные применения в BaGd2ZnO5:Ho3+,Eu3+

XUE Jiafei ,  

LIN Shiyi ,  

WANG Yutong ,  

MA Han ,  

LI Wei ,  

Yang Yuxin ,  

WEI Yi ,  

LI Guogang ,  

摘要

Уникальное температурное отклик редкоземельных ионов, совместно легированных в люминесцентных материалах, предоставляет важную материальную основу для создания бесконтактных оптических датчиков температуры, при этом конкуренция и кооперативное регулирование энергии между различными центрами свечения являются ключом к достижению высокой чувствительности температурного отклика. В данной работе была подготовлена серия фосфоров BaGd2ZnO5:Ho3+,Eu3+ методом высокотемпературного твердотельного синтеза, систематически изучены их структура, фотолюминесценция и температурные характеристики. Результаты рентгеновской дифракции и сканирующей электронной микроскопии показали, что образцы с совместным легированием Ho3+, Eu3+ сохраняют хорошую орторомбическую кристаллическую структуру. Спектры показали, что Ho3+ и Eu3+ в BaGd2ZnO5 испускают характерные зеленые и красные линии при 544 и 628 нм соответственно, и путем регулировки концентрации Eu3+ можно изменить эффективность передачи энергии Ho3+→Eu3+, что позволяет осуществить изменение цвета свечения от зеленого к красному. Анализ времени жизни флуоресценции подтвердил процесс передачи энергии Ho3+→Eu3+. Температурно-зависимые эмиссионные спектры в диапазоне от -196 до 250 °C показали выраженные различия температурного отклика Ho3+ и Eu3+: с повышением температуры красное излучение Eu3+ уменьшается из-за теплового затухания, в то время как зеленое излучение Ho3+ в определённом температурном диапазоне демонстрирует аномальное термическое усиление, что указывает на наличие температурно-зависимой конкуренции и перераспределения энергии в совмещенной системе. На основе различий тепловой реакции свечения Ho3+ и Eu3+ разработана методика измерения температуры на основе отношения интенсивности люминесценции с максимальной относительной чувствительностью 1.744% K-1 (123 K). Полученные результаты показывают, что система BaGd2ZnO5:Ho3+,Eu3+ регулирует цвет свечения посредством передачи энергии между редкоземельными ионами, используя дифференцированный температурный ответ различных центров свечения для создания стабильного, количественно измеряемого оптического сигнала температурного датчика, что предоставляет реализуемую стратегию для многоцветного управления люминесценцией и высокочувствительного бесконтактного оптического измерения температуры в совместно легированных люминесцентных материалах.

关键词

BaGd2ZnO5:Ho3+,Eu3+; регулирование свечения; обратное тепловое затухание; передача энергии; оптическое измерение температуры

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