在Er中通过纹理驱动的水晶场工程对PSN-PMN-PT进行了巨大的压电和卓越的热敏度
Ruigang Qiu1,2, Feifei Guo1, Shantao Zhang3
1Xi'an Structure-Function Materials International Science and Technology Cooperation Base School of Materials and Chemical Engineering, Xi'an Technological University, Xi'an, 710021, China.
Small methods
|July 30, 2025
概括
这项研究使用纹理设计了具有增强压电和向上转换 (UC) 发光特性的多功能陶. [001]c方向实现了超高的压电和敏感的发光,用于双模式的温度传感.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 陶工程 陶工程
背景情况:
- 多功能陶需要同时调节压电和上转换 (UC) 发光特性.
- 纹理诱导的晶体场工程提供了一种新的方法来调节这些特性.
- (Er3+) 加的矿陶是这种应用的有希望的候选者.
研究的目的:
- 开发一种纹理诱导的晶体场工程策略,以增强压电和UC发光特性.
- 为了研究[001]c纹理对Er3+化矿陶的晶体场对称性和性能的影响.
- 为了证明使用这些工程陶的双模式自校准温度传感能力.
主要方法:
- 制造具有高Lotgering因子 (F001 ~ 99.2%) 的[001]c导向的Er3+合Pb(Sc1/2Nb1/2) O3-Pb(Mg1/3Nb2/3) O3-PbTiO3 (PSN-PMN-PT) 陶.
- 压电性质的表征,包括压电常数 (d33).
- 对上转换发光和发光热敏度 (Sa, Sr, δT) 的评估.
- 分析晶体场,热合能量水平 (TCL) 和压电-温度反应之间的相关性.
主要成果:
- 在0.0175Er:PSN-PMN-PT纹理陶中实现了超高的压电常数 (d33 ~ 1120 pC N-1).
- 显示出优异的发光热敏度 (Sa = 0.0043 K-1,Sr = 0.028 K-1,dT = 0.48 K). 显示出优异的发光热敏度 (Sa = 0.0043 K-1,Sr = 0.028 K-1,dT = 0.48 K).
- 成功实现了双模式自校准温度传感能力.
结论:
- 纹理诱导的晶体场工程是一种有效的策略,可以同时增强压电和UC发光特性.
- 面向[001]c的Er3+化PSN-PMN-PT陶在先进应用中表现出卓越的性能.
- 这些多功能陶对光电子集成设备具有重大潜力,特别是在自校准温度传感方面.
