1 哈尔滨工程大学 物理与光电工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001
2 滨州学院 航空工程学院，山东 滨州 256603
3 哈尔滨师范大学 光电带隙材料教育部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150025
采用共沉淀法合成了一系列颜色可调的单掺和共掺Sr0.3Ca0.7（MoO4）2∶Tb3+，Eu3+荧光粉。用X射线衍射和扫描电镜对荧光粉的晶体结构和形貌进行了表征。结果表明，Tb3+和Eu3+的少量掺入无杂峰产生，对样品的晶体结构几乎没有影响。研究了样品的发光特性和温度传感特性。在样品的发光特性中，证实了Sr0.3Ca0.7?（MoO4）2荧光粉中Tb3+向Eu3+的能量传递。同时，通过温度依赖性发射光谱，证明所制备的Sr0.3Ca0.7（MoO4）2∶Tb3+，Eu3+荧光粉具有较好的热稳定性。计算了样品的绝对灵敏度和相对灵敏度，Sr0.3Ca0.625（MoO4）2∶0.05Tb3+，0.025Eu3+样品的相对灵敏度在514 K时最大值为0.861%·K-1。此外，在紫外光激发下，通过调节Eu3+的掺杂浓度，Sr0.3Ca0.7（MoO4）2∶Tb3+，Eu3+荧光粉的发光颜色可调谐。
荧光特性 能量传递 荧光粉 光学温度传感 photoluminescence properties energy transfer phosphors optical temperature sensing
1 杭州电子科技大学材料与环境工程学院, 杭州 310018
2 福建师范大学物理与能源学院, 福州 350117
3 中南大学材料科学与工程学院, 长沙 410083
采用熔融急冷法在母体玻璃中原位析出四方LiYF4和立方ZnAl2O4两种纳米晶。结构和光谱表征表明Ln3+(Ln=Eu, Tb, Dy)随玻璃原位晶化进入LiYF4晶相, 而Cr3+进入ZnAl2O4晶相中, 因此发光中心Ln3+和Cr3+实现空间隔离, 有效抑制其能量传递, 从而同时得到Ln3+和Cr3+的高效发光。此外, 利用Ln3+和Cr3+发光对温度的不同响应, 实现Ln3+/Cr3+的荧光强度比温度传感。在 377 nm波长激发下, Tb3+和Cr3+同时被有效激发, 并且Tb3+: 5D4→7F5和Cr3+: 2E→4A2能级跃迁强度比呈现出强烈的温度依赖特性, 测温相对灵敏度在570 K时达到最大值0.80%·K-1; 在364 nm波长激发下, Dy3+的4F9/2→6H13/2和Cr3+离子的2E→4A2能级跃迁强度比随温度变化而剧烈变化, 测温相对灵敏度在573 K时达到最大值0.86%·K-1。因此, 双晶相玻璃陶瓷可有效隔离Ln3+和Cr3+等不同发光中心, 同时实现高效发光, 有利于荧光强度比光学测温, 同时也拓展了玻璃陶瓷材料的应用。
双晶相玻璃陶瓷 荧光强度比 光学温度传感 纳米晶 dual-phases glass ceramics fluorescence intensity ratio optical thermometry nanocrystal
河北大学物理科学与技术学院, 河北 保定 071002
采用溶胶-凝胶方法制备了到目前为止已见报道的效率最高, 化学性能稳定的上转换发光材料BaGd2ZnO5∶4％Yb3+, 1％Er3+纳米晶体。XRD数据表明样品为纯相, 属于正交晶体, 空间群为Pbnm, SEM图片显示所制备的样品尺寸约为150 nm左右, 分布均匀。样品在971 nm半导体激光器激发下, 产生强烈的绿光发射, 肉眼可视, 上转换强度与泵浦能量关系n=1.22为双光子实现了上转换发射。它们来自Er3+ 2H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2 的跃迁发射, Er3+主要的激发态吸收(ESA)过程是: 4I15/2→4I11/2→4F7/2→2H11/2,4S3/2, Yb3+吸收截面很大(104 cm-1)容易传递它的激发态能量到Er3+, 提升了Er3+ 2F7/2的布局粒子数和能态, 进而提升了光谱中各个峰的强度。由于Er3+的2H11/2和4S3/2能级间距较小, 电子在这两能级的布居符合玻尔兹曼分布是温度的函数, 因此可以通过监测这两个能级发射强度比例(FIR)来测量基质材料的温度。这种方法不干扰被测对象的温度场, 可消除测量精度的不确定性,具有较宽的温度测试范围及合理的温度分辨率, 使用的泵浦源简单、方便、低廉, 更具商用价值。样品的温度变化范围350～800 K时, 温度测量灵敏度最高可达0.003 1 K-1。同时, 它在较低的激发密度下就能产生较高上转换发射功率, 使其成为远距离非接触温度测量的理想材料。
光学温度传感 上转换 荧光强度比率(FIR) Optical temperature sensor Up-conversion Fluorescence intensity ratio (FIR)
