在强联体场中使用Cr³⁺的比度波兹曼温度计:高效的非辐射合用于记录动态工作范围

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 频谱学是一种光谱学.
• 固态化学 固态化学

背景情况:

• 比率计博尔兹曼温度计利用激发状态的热量群进行温度测量.
• 开发具有广泛动态范围的新型光体对于先进的温度计至关重要.
• 添加材料以其发光特性和在传感应用中的潜力而闻名.

研究的目的:

• 引入一种新的比度博尔兹曼温度计方法,使用一种特定的Cr-doped酸.
• 为了描述Al$_{0.993}$Cr$_{0.007}$B$_{4}$O$_{6}$N的温度特性,专注于其广泛的温度传感能力.
• 根据已确立的温度计标准来评估其性能.

主要方法:

• 利用基于Cr$^{3+}$激发状态 (2Eg和2T1g) 之间的热化进行的比度博尔兹曼温度计.
• 在广泛的温度范围内研究了Al$_{0.993}$Cr$_{0.007}$B$_{4}$O$_{6}$N的依赖温度的发光光谱.
• 分析非辐射和辐射衰变速率以了解温度计性能.

主要成果:

• 实现了温度计的广泛动态工作范围,从<77 K到>873 K,性能优于Er$^{3+}$.
• 演示了激发状态 (μs$^{-1}$) 和缓慢的辐射衰变 (0.033 ms$^{-1}$) 之间的快速非辐射合.
• 观测到光谱分辨率高于340K的宽带辐射,使灵敏的交叉温度计 (Sr>2%K$^{-1}$在500K) 成为可能.

结论:

• Al$_{0.993}$Cr$_{0.007}$B$_{4}$O$_{6}$N是一个强大而明亮的红色发光温度计.
• 这种材料对发光过渡金属离子的动态工作范围创下了纪录.
• 这种合物适用于在广的温度谱中进行敏感的比度温度计.