基于高灵敏度LiCaLa(MoO₄)₃的上下转换光发光的双模式光学温度计

科学领域:

• 材料科学
• 发光和光谱学
• 纳米技术

背景情况:

• 使用光发光的光学温度计对于各种应用中精确的温度测量至关重要.
• 在单一材料中整合下转换 (DC) 和上转换 (UC) 机制提供了双模式传感能力,提高了灵活性和精度.
• LiCaLa ((MoO4) 3) 主体矩阵具有发光应用的潜力,但需要进一步研究温度特性.

研究的目的:

• 为了研究与Er3+和Yb3+联合合的LiCaLa(MoO4) 3的双模式温度性能.
• 在这个新型宿主矩阵中展示基于DC和UC的同时温度测量行为.
• 评估这些光器对于精确和强大的光学温度传感的潜力.

主要方法:

• 使用固态反应路径合成与Er3+ (0.02) 和Yb3+ (0.15) 联合合的LiCaLa(MoO4) 3.
• 使用X射线衍射 (XRD) 和扫描电子显微镜 (SEM) 进行结构和形态性质的表征.
• 通过光发光谱 (PL) 在UV (325 nm) 和近红外 (980 nm) 激发下进行光学特性分析.
• 采用Er3+非热合水平 (NTCL) 的双模式光学温度计方法的实施.

主要成果:

• 通过XRD确认了纯单临床LiCaLa(MoO4) 3阶段.
• 在UV激发下观察到Er3+的绿色直流辐射,在NIR激发下观察到强烈的绿色UC发光.
• 与Yb3+联合使用显著提高了DC和UC排放强度.
• 双模式温度计在300K时达到1.2%K-1 (DC) 和2.1%K-1 (UC) 的相对灵敏度 (Sr).
• 在510K时,最大绝对灵敏度 (Sa) 达到13. 6×10−3K−1 (DC) 和25×10−3K−1 (UC).
• 温度分辨率显示不确定性 (δT) 在0.313K以下.

结论:

• 合成的LiCaLa(MoO4)3:Er3+,Yb3+体表现出有前途的双模式温度测量行为.
• 这种材料适用于精确且强大的光学温度传感应用.
• 这项研究代表了在这种特定宿主矩阵中同时进行DC和UC温度计的第一份报告.