单基质双发射荧光材料制备及其光谱调控和温度传感性能研究

来源 :中国计量大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aa87850011
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稀土离子掺杂的单基质双发射荧光材料具有光谱可调和温敏差异的特性,在白光LED、荧光温度传感、荧光探针等方面上具有潜在的应用价值。因此,本文以单基质双发射荧光材料为研究对象,对其光谱调控以及荧光温度传感性能进行深入研究。采用简单的高温固相法合成了Ca8ZrMg(PO46(SiO4):Eu3+荧光粉。在295nm激发下,Ca8ZrMg(PO46(SiO4):Eu3+荧光粉的发射光谱含有两个位于470和615nm处的发光峰,这分别归因于Zr4+到O2-的电荷转移跃迁和Eu3+离子5D07F2的特征跃迁,且Zr4+-O2-电荷转移带和Eu3+离子之间存在基于偶极子-四极子机制的能量传递过程。Ca8ZrMg(PO46(SiO4)基质的色坐标为(0.2186,0.2858),但随着Eu3+离子浓度的增加,样品的发光颜色从白光逐渐变为橙红光,色坐标从(0.3252,0.3043)变为(0.5413,0.3295)。热猝灭荧光光谱表明Ca8ZrMg(PO46(SiO4):Eu3+具有较高的热稳定性。此外,在还原气氛中制备了Ca8ZrMg(PO46(SiO4):Eu2+,Eu3+双发射荧光粉。在297nm光的激发下,可以在样品中观察到位于414 nm处Eu2+的蓝光发射以及614 nm处Eu3+的红光发射。此外,通过温度相关荧光光谱发现,Eu2+和Eu3+的热猝灭现象不同,并得到呈线性关系的FIR(IEu2+/IEu3+),绝对温度灵敏度值为1.135.94%K-1。通过高温固相还原法合成了Eu2+/Eu3+共激活Ca9Zn1.5(PO47荧光材料。在350 nm的激发下,其发射光谱同时包含了Eu2+和Eu3+离子的特征发射峰,为温度检测提供良好的信号可辨性。由于Eu2+:4f-5d和Eu3+:4f-4f跃迁的热猝灭行为表现不同,FIR(IEu3+/IEu2+)在293473 K温度范围内表现出明显的温度相关性。样品绝对温度灵敏度和相对温度灵敏度的最大值分别是0.0023 K-1和1.52%K-1。利用高温固相法在95%N2/5%H2还原气氛下成功制备了Ca9Mg1.5(PO47:Eu2+/Eu3+双发射荧光材料。通过发射光谱发现,不仅是Eu2+的蓝光发射和Eu3+的红光发射可用作荧光强度比的信号,而且Eu2+离子在415 nm和600 nm处的双位点发光同样可以作为荧光信号。基于Eu2+的FIR(I600/I415),可得目标荧光粉的绝对温度灵敏度和相对温度灵敏度最大值分别为0.064 K-1和1.192%K-1
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