Mediante el comportamiento de la dinámica de red de la matriz de expansión térmica negativa, se puede suprimir eficazmente el efecto de apagamiento térmico de los centros emisores de tierras raras, abriendo un nuevo camino para construir sondas ópticas de temperatura de alta sensibilidad. En este artículo, se sintetizó una serie de fósforos Sc2Mo3O12 : xDy3+ con características de expansión térmica negativa mediante el método sólido a alta temperatura, y se estudiaron sistemáticamente su estructura cristalina, propiedades de emisión y comportamiento de respuesta térmica variable. Los resultados de difracción de rayos X y refinamiento estructural de Rietveld muestran que las muestras preparadas son de fase pura con estructura ortorrómbica, que pertenecen al grupo espacial Pbcn, y que los iones Dy3+ ocupan con éxito los sitios Sc3+ con coordinación hexadentada. Bajo excitación a 468 nm, las muestras presentan una emisión amarilla característica de Dy3+, y mediante el control de la concentración de dopaje, es posible lograr una evolución controlable del color de emisión del amarillo al amarillo verdoso. La característica de expansión térmica negativa de la matriz Sc2Mo3O12 está relacionada con la transferencia de energía activada térmicamente desde el grupo [MoO4]2- hacia Dy3+, y el sistema muestra un comportamiento anómalo de apagamiento térmico negativo en el rango de temperatura de 303 K a 393 K, con una intensidad de emisión que aumenta continuamente con el aumento de la temperatura. Basándose en esta característica, se construyeron dos modos de medición de temperatura por relación de intensidad de emisión: modo no acoplado de un solo centro de emisión (sensibilidad absoluta a 513 K Sa= 12% K-1, sensibilidad relativa Sr= 0,45% K-1) y modo no acoplado de doble excitación (sensibilidad absoluta a 513 K Sa= 1,38% K-1, sensibilidad relativa Sr= 0,77% K-1). Además, después de 8 ciclos de calentamiento y enfriamiento, el material mostró una excelente reversibilidad térmica cíclica, confirmando la estabilidad de su estructura. Gracias a la sinergia estructural de la matriz de expansión térmica negativa, el mecanismo de transferencia de energía del aumento térmico anómalo de la emisión, y el alto rendimiento de detección de temperatura de alta precisión, el fósforo Sc2Mo3O12 : Dy3+ muestra amplias perspectivas de aplicación en dispositivos electrónicos de alta temperatura y campos de medición óptica de temperatura.
关键词
Sc2Mo3O12;Dy3+;apagamiento térmico negativo;expansión térmica negativa;sensor óptico de temperatura;relación de intensidad de emisión