Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Yb3+/Tb3+/Ho3+: gốm kính nanophase photphat đồng bồ kết hợp: tăng cường phát xạ upconversion và hành vi cảm biến nhiệt độ
Tóm tắt
Kính gốm photphat ba tạp chất Yb3+/Tb3+/Ho3+ đã được tổng hợp thành công bằng kỹ thuật làm lạnh hóa lỏng thông thường kết hợp với kết tinh kính sau đó. Sự hình thành các tinh thể nanophosphat (NCs) có cấu trúc leucite đã được xác nhận bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD), kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), kính hiển vi điện tử truyền qua độ phân giải cao (HRTEM), và nhiễu xạ điện tử khu vực chọn lọc (SAED). Sự biến đổi của các đường cong suy tàn xác nhận sự tích tụ của các trung tâm hoạt động vào mạng lưới NCs. Do đó, cường độ phát xạ UC của mẫu GC610 tạp chất Yb3+/Tb3+/Ho3+ được tăng cường đáng kể so với kính tiền thân (PG). Hơn nữa, các quá trình truyền năng lượng UC đã được phân tích hệ thống. Kết quả cho thấy sự chuyển giao năng lượng giữa Ho3+ và Tb3+ tồn tại trong khi Yb3+ hoạt động như một ion cảm biến. Hơn nữa, phát quang UC có liên quan đến nhiệt độ và hành vi cảm biến nhiệt độ của các vật liệu đã chuẩn bị dựa trên các cấp độ liên kết nhiệt độ của Tb3+: 5D4 và Ho3+: 5F5 trong khoảng nhiệt độ từ 298–648 K đã được nghiên cứu một cách hệ thống, nhằm khám phá ứng dụng khả thi của nó như một môi trường cảm biến nhiệt độ quang học, bằng cách sử dụng kỹ thuật tỷ lệ cường độ phát quang (FIR). Độ nhạy tương đối (Sr) đạt được là 7,5 × 10−3 K−1 và độ nhạy tuyệt đối (Sa) là 22 × 10−3 K−1 trong gương kính tạp chất Yb3+/Tb3+/Ho3+. Vật liệu gốm kính này là một ứng cử viên rất triển vọng cho cảm biến nhiệt độ quang học.
Từ khóa
#Yb3+/Tb3+/Ho3+ #gốm kính #photphat #phát xạ upconversion #cảm biến nhiệt độTài liệu tham khảo
F. Wang, R.R. Deng, J. Wang, Q.X. Wang, Y. Han, H.M. Zhu, X.Y. Chen, X.G. Liu, Tuning upconversion through energy migration in core-shell nanoparticles. Nat. Mater. 10, 968–973 (2011)
P.D. Howes, R. Chandrawati, M.M. Stevens, Colloidal nanoparticles as advanced biological sensors. Science 346, 1247390 (2014)
A. Sarakovskis, J. Grube, G. Doke, M. Springis, Selective excitation of up-conversion luminescence by Yb3+-Er3+ energy transfer in glass and crystalline phase of oxyfluoride glass ceramics. Opt. Mater. 32, 832–835 (2010)
D.K. Khatua, A. Kalaskar, R. Ranjan, Tuning photoluminescence response by electric field in the lead-free piezoelectric Na1/2Bi1/2TiO3-BaTiO3. Phys. Rev. Lett. 116, 117601 (2016)
T. Zheng, L.H. Luo, Linear response fluorescent temperature-sensing properties based on Stark sublevels of Er3+-doped Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3-Pb(Yb1/2Nb1/2)O3 ceramics. Ceram. Int. 44, 12670–12675 (2018)
B. Dong, B.S. Cao, Y.Y. He, Z. Liu, Z.P. Li, Z.Q. Feng, Temperature sensing and in vivo imaging by molybdenum sensitized visible upconversion luminescence of rare-earth oxides. Adv. Mater. 24, 1987–1993 (2012)
J. Brübach, C. Pflitsch, A. Dreizler, B. Atakan, On surface temperature measurements with thermographic phosphors: a review, Prog. Energy Combust. Sci. 39, 37–60 (2013)
X.D. Wang, O.S. Wolfbeis, R.J. Meier, Luminescent probes and sensors for temperature. Chem. Soc. Rev. 42, 7834–7869 (2013)
D. Jaque, F. Vetrone, Luminescence nanothermometry. Nanoscale 4, 4301–4326 (2012)
X.F. Wang, Q. Liu, Y.Y. Bu, C.-S. Liu, T. Liu, X.H. Yan, Optical temperature sensing of rare-earth ion doped phosphors. RSC Adv. 5, 86219–86236 (2015)
M.Y. Ding, M. Zhang, C.H. Lu, Yb3+/Tm3+/Ho3+ tri-doped YPO4 submicroplates: a promising optical thermometer operating in the first biological window. Mater. Lett. 209, 52–55 (2017)
W. Xu, X.Y. Gao, L.J. Zheng, Z.G. Zhang, W.W. Cao, An optical temperature sensor based on the upconversion luminescence from Tm3+/Yb3+ codoped oxyfluoride glass ceramic. Sens. Actuators B 173, 250–253 (2012)
D.Q. Chen, S. Liu, X.Y. Li, S. Yuan, P. Huang, Upconverting luminescence based dual-modal temperature sensing for Yb3+/Er3+/Tm3+: YF3 nanocrystals embedded glass ceramic. J. Eur. Ceram. Soc. 37, 4939–4945 (2017)
P. Haro-González, I.R. Martín, L.L. Martín, F. Sergio, C. León-Luis, V. Pérez-Rodríguez, Lavín, Characterization of Er3+ and Nd3+ doped strontium barium niobate glass ceramic as temperature sensors. Opt. Mater. 33, 742–745 (2011)
Y. Chen, G.H. Chen, X.Y. Liu, J.W. Xu, T. Yang, C.L. Yuan, C.R. Zhou, Down-conversion luminescence and optical thermometric performance of Tb3+/Eu3+ doped phosphate glass. J. Non-Cryst. Solids 484, 111–117 (2018)
Y.Y. Bu, S.J. Cheng, X.F. Wang, X.H. Yan, Optical thermometry based on luminescence behavior of Dy3+-doped transparent LaF3 glass ceramics. Appl. Phys. A 121, 1171–1178 (2015)
D.Y. Wang, N. Kodama, Visible quantum cutting through downconversion in GdPO4:Tb3+ and Sr3Gd(PO4)3:Tb3+. J. Solid State Chem. 182, 2219–2224 (2009)
J. Zhang, Y.Q. Zhang, X.M. Jiang, Investigations on upconversion luminescence of K3Y(PO4)2: Yb3+-Er3+/Ho3+/Tm3+ phosphors for optical temperature sensing. J. Alloys Compd. 748, 438–445 (2018)
C.X. Li, J. Dai, D.G. Deng, S.Q. Xu, Synthesis, structure and optical properties of blueemitting phosphor Sr4La(PO4)3O: Eu2+ for n-UV white-light-emitting diodes. Optik. 127, 2715–2719 (2016)
X.S. Qiao, X.P. Fan, M.Q. Wang, X.H. Zhang, Spectroscopic properties of Er3+ doped glass ceramics containing Sr2GdF7 nanocrystals. J. Non-Cryst. Solids 354, 3273–3277 (2008)
Y. Chen, G.H. Chen, X.Y. Liu, T. Yang, Enhanced up-conversion luminescence and optical thermometry characteristics of Er3+/Yb3+ co-doped transparent phosphate glass ceramics. J. Lumin. 195, 314–320 (2018)
P. Du, L.H. Luo, Q.Y. Yue, W.P. Li, The simultaneous realization of high-and low-temperature thermometry in Er3+/Yb3+-codoped Y2O3 nanoparticles. Mater. Lett. 143, 209–211 (2015)
L.L. Xing, W.Q. Yang, D.C. Ma, R. Wang, Effect of crystallinity on the optical thermometry sensitivity of Tm3+/Yb3+ co-doped LiNbO3 crystal. Sens. Actuators B 221, 458–462 (2015)
V. Lojpur, S. Ćulubrk, M.D. Dramićanin, Ratiometric luminescence thermometry with different combinations of emissions from Eu3+ doped Gd2Ti2O7 nanoparticles. J. Lumin. 169, 534–538 (2016)
X.M. Li, J.K. Cao, Y.L. Wei, Z.R. Yang, H. Guo, Optical thermometry based on up-conversion luminescence behavior of Er3+-doped transparent Sr2YbF7 glass-ceramics. J. Am. Ceram. Soc. 98, 3824–3830 (2015)
H. Yu, S. Li, Y.S. Qi, W. Lu, X. Yu, X.H. Xu, J.B. Qiu, Optical thermometry based on up-conversion emission behavior of Ba2LaF7 nano-crystals embedded in glass matrix. J. Lumin. 194, 433–439 (2018)
J.K. Cao, F.F. Hu, L.P. Chen, H. Guo, C.K. Duan, M. Yin, Optical thermometry based on up-conversion luminescence behavior of Er3+-doped KYb2F7 nano-crystals in bulk glass ceramics. J. Alloys Compd. 693, 326–331 (2017)