Investigación sobre detección óptica de temperatura y falsificación dinámica basada en la fluorescencia mejorada por polvo (KMg)0.4In1.6W3O12∶Yb3+/Ho3+

HUANG Rong ,  

YU Yiqi ,  

LIAO Yuxiang ,  

AO Zhiwen ,  

YANG Ying ,  

ZHANG Jinmin ,  

LIAO Jinsheng ,  

摘要

La contracción de la red cristalina de la matriz de expansión térmica negativa (NTE) a altas temperaturas puede inhibir eficazmente el comportamiento de extinción térmica de los centros de emisión de tierras raras, proporcionando una nueva vía para el diseño de sensores ópticos de temperatura de alto rendimiento y materiales contra la falsificación. En este estudio, se preparó el polvo fluorescente de conversión ascendente (KMg)0.4In1.6W3O12∶Yb/Ho mediante el método de fase sólida a alta temperatura. Los análisis XRD y la refinación estructural confirmaron que Yb3+ y Ho3+ se incorporaron en la red cristalina de la matriz, que presenta una estructura cristalina hexagonal. Bajo excitación láser a 980 nm, la muestra emitió principalmente luz verde (549 nm, 5F4/5S2 → 5I8) y luz roja (665 nm, 5F5 → 5I8). Las pruebas de espectro por conversión ascendente en diferentes temperaturas mostraron que, debido al efecto de expansión térmica negativa de la matriz, la fluorescencia por conversión ascendente de la muestra aumentó significativamente en el rango de 398~573 K, siendo la intensidad de emisión total a 573 K 7.8 veces mayor que a 373 K. Basándose en las diferentes respuestas térmicas de las emisiones roja y verde, se logró un cambio en la fluorescencia desde amarillo-verdoso hasta rojo-anaranjado, y se construyó un sensor de temperatura de doble modo basado en la relación de intensidades de fluorescencia (LIR) y la relación de coordenadas cromáticas (CIER), obteniéndose una sensibilidad relativa (Sr) de 0.82%·K-1 a 398 K para el modo LIR y de 0.26%·K-1 a 488 K para el modo CIER. Con el notable cambio de color de la fluorescencia según la temperatura, se logró la falsificación dinámica visual y el monitoreo de temperatura sin contacto. Los resultados indican que este polvo fluorescente tiene un gran potencial de aplicación en sensores ópticos de temperatura y materiales contra la falsificación avanzada.

关键词

Expansión térmica negativa; mejora térmica; fluorescencia por conversión ascendente; detección de temperatura; falsificación dinámica

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