Regulación de la emisión por upconversión y las propiedades de detección de temperatura del fósforo estratificado Bi2ErO4Cl dopado con iones K+ en espacios intersticiales
Debido a los espacios intersticiales abiertos, una matriz estructurada en capas con anisotropía significativa puede proporcionar más posibilidades para el control de la emisión luminosa de iones de tierras raras. En este trabajo se preparó un fósforo fosforescente estratificado Bi2ErO4Cl dopado con iones K+ mediante un método sólido a alta temperatura, y se estudió sistemáticamente el efecto del dopaje con K+ sobre la estructura cristalina, la emisión upconversión y el rendimiento de detección de temperatura. Los resultados mostraron que los iones K+ ocupan preferentemente sitios en los espacios intersticiales entre capas de la matriz, induciendo una distorsión anisotrópica única de la red denominada "expansión transversal - compresión longitudinal", que reduce aún más la simetría local de los iones Er3+. Bajo excitación con láser de 980 nm, la dopación con K+ (fracción molar del 3 %) prolongó la vida útil de la fluorescencia de la transición roja 4F9/2→4I15/2 de los iones Er3+ y aumentó la intensidad por un factor de 3. Basado en la técnica de detección de temperatura mediante la relación de intensidad de fluorescencia resultante de la división de Stark del nivel 4F9/2, el material mostró un rendimiento excelente en detección de temperatura y estabilidad en ciclos térmicos, con sensibilidades absoluta SA y relativa SR que alcanzan 0.19%·K-1 y 0.48%·K-1 respectivamente. En este estudio, el gran radio iónico de K+ puede lograr la distorsión de la red y la modulación del campo cristalino local de la matriz estratificada mediante dopaje intersticial, proporcionando así una nueva perspectiva para desarrollar materiales ópticos de detección de temperatura por upconversión de alto rendimiento.
关键词
dopaje con iones potasio;Bi2ErO4Cl;emisión por upconversión;detección de temperatura