YbNbO4: Sensor de temperatura óptica de conversión ascendente Ho3+

CHI Ziheng ,  

HE Shuai ,  

DING Shoujun ,  

ZHANG Chuancheng ,  

SU Wenzhi ,  

WANG Miaomiao ,  

摘要

Se prepararon polvos de YbNbO4 dopados con un x% (concentración de iones) Ho3+ (x=1, 2, 5, 10, 15) mediante síntesis de fase sólida a alta temperatura. Los muestras sintéticas de polvo de fluorescencia se caracterizaron mediante análisis de difracción de rayos X (XRD) y espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR), y los resultados mostraron que las muestras de polvo de fluorescencia sintéticas tenían una estructura monoclínica y un grupo espacial I2/a. También se calculó la estructura electrónica de la matriz YbNbO4 (banda de energía y densidad de estados), y mostró que YbNbO4 tenía un intervalo de energía directo, con una anchura de banda prohibida de 4,223 eV. Se estudió más a fondo el efecto de la concentración de dopaje de los iones Ho3+ en el espectro de emisión, y se seleccionó la concentración de dopaje iónico del 2% Ho3+ para tener el efecto de excitación óptimo. Además, se examinó el espectro de emisión de la muestra dopada con un 2% Ho3+ a diferentes potencias de excitación, y mediante el ajuste de los picos de emisión a la potencia de excitación, se determinó que la emisión de luz ascendente del Ho3+ a 666 nm (5F5 → 5I8) y la luz verde a 543 nm (5S2/5F4 → 5I8) pertenecían a un proceso de dos fotones. Además, basándonos en la tecnología de la relación de intensidad de fluorescencia (LIR), se midió el espectro a temperatura variable de la muestra dopada con un 2% de Ho3+ en el rango de temperatura 300-570 K, y se calcularon la sensibilidad absoluta utilizada para caracterizar el rendimiento de detección de temperatura óptica (Sa) y la sensibilidad relativa (Sr). Los resultados mostraron que (Sr) de la muestra alcanzó un valor máximo a 420 K, alcanzando 0,36%·K-1.

关键词

Emisión de luz ascendente; Método de síntesis de alta temperatura sólida; Relación de intensidad de fluorescencia; Cálculos de primeros principios

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