研究目的
研究Yb3?/Er3?/Li?三掺杂ZnMoO?荧光粉的上转换发光与光学温度传感特性,包括Li?掺杂对发光增强的影响以及通过缓解热效应建立可靠温标的方法。
研究成果
在Yb3?/Er3?共掺杂ZnMoO?磷光体中引入Li?离子可增强绿色上转换发光并提升色纯度。通过降低泵浦功率以减少热效应,建立了可靠的光学测温标尺,其温度灵敏度与其他材料相当,使其成为温度传感应用的有力候选材料。
研究不足
合成产物中存在杂质相,难以获得掺杂三价稀土离子的纯ZnMoO4。由于上转换效率较低,激光辐射的热效应无法完全消除,但通过降低泵浦功率并使用导热性良好的铜制样品池,该问题得到了一定缓解。
1:实验设计与方法选择:
采用改进的固相法合成ZnMoO4:8%Yb3+/1%Er3%/x%Li+荧光粉,稀土离子以溶液形式引入,旨在增强上转换发光并研究其温度传感性能。
2:样品选择与数据来源:
制备了Li+浓度为0%、5%、10%、20%、30%和40%的样品。原料包括四水合钼酸铵、氧化锌、碳酸锂、Yb(NO3)3·6H2O和Er(NO3)3·6H2O,均采购自指定供应商。
3:0%、5%、10%、20%、30%和40%的样品。原料包括四水合钼酸铵、氧化锌、碳酸锂、Yb(NO3)3·6H2O和Er(NO3)3·6H2O,均采购自指定供应商。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括用于XRD分析的Smartlab 9 X射线衍射仪、用于形貌观察的Inspect F50场发射扫描电镜、用于元素分析的EDAX octane超能谱仪、用于上转换光谱测量的日立F-4600荧光分光光度计、用于衰减曲线测量的FLS980磷光寿命光谱仪,以及配备PID控制器和K型热电偶的自制样品温控装置用于温度依赖性测量。
4:实验流程与操作步骤:
将原料混合、溶解、蒸发、研磨后,在800°C下煅烧4小时。表征手段包括XRD、SEM、EDS、980 nm激发下的上转换光谱测量、衰减曲线测量及可控泵浦功率的温度依赖性发光研究。
5:数据分析方法:
将XRD图谱与PDF标准卡对比,通过上转换光谱强度比分析,采用平均寿命计算拟合衰减曲线,利用玻尔兹曼分布定律和对数(Ln(IH/IS))与1/T的线性拟合评估温度灵敏度。
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获取完整内容-
Fluorescence spectrophotometer
F-4600
Hitachi
Recording upconversion spectra, equipped with a power tunable 980 nm continuous wave LD.
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X-ray diffractometer
Smartlab 9
Characterizing the structures of samples using XRD patterns with Cu-Kα radiation.
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Field emission scanning electron microscope
Inspect F50
Observing morphologies and particle size of samples.
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Energy dispersive spectrometer
EDAX octane super SEM
EDAX
Performing elemental analysis.
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Phosphorescence lifetime spectrometer
FLS980
Measuring luminescence decay curves using a tunable pulse laser as excitation source.
-
Temperature control setup
Home-made
Measuring temperature-dependent upconversion luminescence, equipped with a PID controller and k-type thermocouple.
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Laser diode
980 nm continuous wave LD
Excitation source for upconversion spectra.
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Pulse laser
Tunable
Excitation source for decay curve measurements.
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