Termometría óptica de doble modo basada en la fotoluminiscencia de conversión hacia arriba y hacia abajo en fósforos...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Luminiscencia y espectroscopia
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• La termometría óptica que utiliza la fotoluminiscencia es crucial para las mediciones precisas de la temperatura en diversas aplicaciones.
• La integración de mecanismos de conversión descendente (DC) y de conversión ascendente (UC) en un solo material ofrece capacidades de detección de doble modo, mejorando la flexibilidad y la precisión.
• La matriz anfitriona LiCaLa ((MoO4) 3) tiene potencial para aplicaciones luminiscentes, pero requiere una mayor investigación de las propiedades termométricas.

Objetivo del estudio:

• Investigar el rendimiento termométrico en modo dual de los fósforos LiCaLa ((MoO4) 3) co-dopa­dos con Er3+ e Yb3+.
• Para demostrar el comportamiento termométrico simultáneo basado en DC y UC en esta nueva matriz de huéspedes.
• Evaluar el potencial de estos fósforos para la detección óptica precisa y robusta de la temperatura.

Principales métodos:

• Síntesis de fósforos LiCaLa ((MoO4) 3) co-dopados con Er3+ (0,02) y Yb3+ (0,15) mediante una vía de reacción en estado sólido.
• Caracterización de las propiedades estructurales y morfológicas mediante difracción de rayos X (XRD) y microscopía electrónica de barrido (SEM).
• Análisis de las propiedades ópticas mediante espectroscopia de fotoluminiscencia (PL) bajo excitación UV (325 nm) e infrarroja cercana (980 nm).
• Implementación de un enfoque de termometría óptica de doble modo que utiliza niveles no acoplados térmicamente (NTCL) de Er3+.

Principales resultados:

• La fase de LiCaLa ((MoO4) 3) monoclínica pura fue confirmada por XRD.
• Se observaron emisiones de corriente continua verde de Er3+ bajo excitación UV y luminiscencia UC verde intensa bajo excitación NIR.
• El co-dopaje con Yb3+ aumentó significativamente la intensidad de las emisiones DC y UC.
• La termometría de modo dual logró sensibilidades relativas (Sr) del 1,2% K−1 (DC) y del 2,1% K−1 (UC) a 300 K.
• Las sensibilidades máximas absolutas (Sa) alcanzaron 13,6 × 10−3 K−1 (DC) y 25 × 10−3 K−1 (UC) a 510 K.
• La resolución de temperatura demostró incertidumbres (δT) por debajo de 0,313 K.

Conclusiones:

• Los fósforos sintetizados LiCaLa ((MoO4) 3: Er3 +, Yb3 + muestran un comportamiento termométrico de doble modo prometedor.
• Este material es adecuado para aplicaciones de detección óptica de temperatura precisas y robustas.
• El estudio representa el primer informe de la termometría simultánea DC y UC en esta matriz de huésped específico.