基于稀土掺杂上转换材料荧光峰值比的温度传感

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基于稀土掺杂上转换材料荧光峰值比的温度传感
稀土掺杂的上转换发光材料在温度测量领域具有众多的优势,如较高的空间分辨率、非侵袭性、快速响应、较强的电磁防护能力、全光系统避免了电火花等特性,因此在光学温度传感领域有着广阔的应用前景。尽管上转换发光材料作为温度传感器被大量报道,但定量地分析温度依赖的上转换发光机制,还很少被报道。
同时实现准确的温度测量,以及提高的测温灵敏度一直是众多科研工作者努力的方向。本文的主要研究内容如下:通过溶胶-凝胶法制备了薄膜与粉末形态的Gd2(Mo O4)3:1%Er3+/9%Yb3+上转换发光材料,分别研究了两种形态样品不同激发功率下的光热效应。
薄膜材料由于较少的光吸收,较快的热耗散,导致其几乎不受光热效应影响。相反粉末压片样品由于较大的光吸收、较慢的热耗散,因此受光热效应影响很大。
采用离子与离子(能量传递、交叉弛豫)、离子与声子(声子辅助的能量传递、无辐射弛豫)、离子与光子的相互作用(光吸收、自发辐射)建立理论模型并定量计算,阐述了薄膜材料的温度依赖的上转换发光机制,解释其上转换发光强度与温度的变化关系。由于薄膜样品几乎不受光热效应影响,可以实现准确的温 ...

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关键词：温度传感器 空间分辨率 发光材料 应用前景 相互作用