研究目的
研究Ho3+/Yb3+共掺杂(Y0.88La0.09Zr0.03)2O3透明陶瓷的光致发光与温度传感特性,重点关注其在高灵敏度、抗激发功率波动的光学测温领域的应用潜力。
研究成果
Ho3+/Yb3+共掺透明陶瓷展现出优异的发光性能、高透明度和功率不敏感的温度传感特性,在563 K时具有最大灵敏度71.28×10?4 K?1,使其在传感器、显示器和激光器领域极具应用前景。
研究不足
该研究仅限于特定的掺杂浓度和温度范围(最高至563 K);潜在局限性包括合成方法的可扩展性以及在实际应用中需要进一步测试。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用高温固相反应法制备透明陶瓷,通过XRD、SEM、紫外-可见分光光度计和发光光谱等表征技术分析其结构、光学及热学性能,利用荧光强度比(FIR)技术进行温度传感。
2:样品选择与数据来源:
样品为(YbxHo0.01Y0.87-xLa0.09Zr0.03)2O3(x=0.03、0.05、0.08、0.10),由高纯氧化物粉末制备而成。
3:01Y87-xLa09Zr03)2O3(x=10),由高纯氧化物粉末制备而成。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括配备Cu Kα1辐射源的X射线衍射仪、SU8010型扫描电镜、岛津UV-3600紫外-可见分光光度计、搭载980 nm激光二极管的HORIBA JOBIN-YVON Fluorolog-3光谱仪以及TAP-02温控系统加热装置;材料为纯度99.99%的Yb2O3、Ho2O3、Y2O3、ZrO2和La2O3粉末。
4:99%的Yb2OHo2OY2OZrO2和La2O3粉末。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:将粉末混合研磨后于1100°C预烧,压片后在1700°C烧结。表征手段包含XRD物相分析、SEM微观形貌观察、透过率测量及980 nm激发下的发光光谱记录,温度依赖性测量范围为293 K至563 K。
5:数据分析方法:
采用拟合函数(如FIR = A * exp(-B/T) + C * exp(-D/T))分析荧光强度比数据,并通过灵敏度计算公式(Sa = dFIR/dT)评估温度敏感性。
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UV-Vis spectrophotometer
UV-3600
SHIMADZU
Analyze transmittance of ceramic samples
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X-ray diffractometer
Cu Kα1 radiation
Measure crystal structure of sintered ceramics
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SEM
SU8010
Microstructure observations of ceramics
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Spectrometer
Fluorolog-3
HORIBA JOBIN-YVON
Record UC and near-infrared luminescence spectra
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Laser diode
980 nm
Excitation source for luminescence measurements
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Heating device
TAP-02 temperature controlling system
Control temperature for dependent measurements
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Thermocouple
Monitor experimental temperature
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