Estudio de las propiedades de detección de temperatura por fluorescencia de conversión ascendente de nanocristales basados en LiYbF4:Er3+

HUANG Qianyu ,  

WEN Yijie ,  

HU Shuai ,  

YUAN Maohui ,  

HAN Kai ,  

摘要

Se prepararon materiales nanoemisores de conversión ascendente de LiYbF4 dopados con diferentes concentraciones de Er3+ mediante un método hidrotérmico mejorado. Se caracterizaron y analizaron sistemáticamente la morfología microscópica, la estructura cristalina, los espectros de emisión de conversión ascendente y las propiedades de detección de temperatura mediante fluorescencia de conversión ascendente de las nanopartículas sintetizadas. Los resultados de SEM mostraron que el tamaño de las partículas varía con la concentración de dopaje de Er3+, con un tamaño que va desde varios cientos de nanómetros hasta unos pocos micrómetros. Los resultados de difracción de rayos X indicaron que las posiciones de los picos en los patrones de difracción permanecen prácticamente sin cambios con el aumento de la concentración de Er3+, lo que indica que la incorporación de Er3+ no altera significativamente la fase cristalina de LiYbF4. Bajo excitación con láser continuo de 980 nm, la intensidad máxima de emisión de fluorescencia de conversión ascendente se produjo a una concentración de dopaje de Er3+ de 0.05 mol%, y la temperatura de extinción de la fluorescencia de conversión ascendente alcanzó aproximadamente los ~600 K. Se estudiaron además las propiedades de detección de temperatura por fluorescencia de conversión ascendente de estas nanopartículas de alta estabilidad térmica en un amplio rango de temperatura de 298 a 623 K, confirmándose una sensibilidad relativa máxima (Sr) de 1.296 % K-1 a 298 K, con una incertidumbre térmica (δT) menor a 3.1 K en el rango de medición y δT<0.266 K cuando la temperatura es menor a 573 K.

关键词

fluorescencia de conversión ascendente; detección de temperatura; LiYbF4:Er3+; nanocristales; método hidrotérmico

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