Понедельник, 4 марта, 2024
ДомойНаукаРеволюция в измерении температуры: магия апконверсионной люминесценции

Революция в измерении температуры: магия апконверсионной люминесценции

- Advertisement -

Выше приведен график, показывающий оптическую термометрию на основе LIR монокристалла Yb,Ho:GYTO. Авторы: Чуанчэн Чжан, Шоуджун Дин, Мяомяо Ван, Хао Жэнь, Сюбин Тан, Юн Цзоу, Ренцинь Доу и Вэньпэн Лю

Оптическая термометрия с использованием люминесценции лантаноидов с повышением конверсии (UC) обеспечивает как высокую чувствительность, так и быстрое время отклика. Этот метод основан на принципе UC-люминесценции, процессе, в котором фотоны низкой энергии (в ближнем инфракрасном, ближнем ИК-спектре) преобразуются в фотоны высокой энергии (в видимом спектре) по антистоксовому механизму.

Во-первых, Ыб3+ ионы поглощают низкую энергию фотон с длиной волны около 980 нм, то Yb3+ ионы могли бы эффективно передавать энергию Ho3+ ионов из-за совпадения энергетических уровней между Yb3+ ионы и Ho3+ ионы, а Ho3+ ион принимает энергию от двух разных Yb3+ ионов, он способен излучать один фотон с длиной волны 550 или 650 нм, а соотношение интенсивностей этих двух полос излучения называется отношением интенсивностей люминесценции (LIR). Оптическая термометрия реализуется путем чередования ЛИР при изменении температуры. Таким образом, температуру можно определить по определенному LIR.

Достижения в оптической термометрии

Исследователи под руководством профессора Шоуджун Дина из Аньхойского технологического университета (AHUT), Китай, интересуются оптической термометрией с использованием монокристалла. Традиционный метод LIR основан на обнаружении термически связанных двух энергетических уровней, таких как Er3+ (2ЧАС11/2, 3С3/2) и Тм3+ (3Ф2,3, 3ЧАС4), которые ограничены энергетическими щелями между этими парами уровней, но в Ho3+ ионы, нетермически связанные энергетические уровни (5Ф4/5С2 и 5Ф5) с энергетической щелью 3000 см1 обеспечить более высокую чувствительность.

Метод бесконтактной термометрии, основанный на LIR, позволяет осуществлять измерение температуры в некоторых суровых условиях, таких как внутриклеточные, угольные шахты и электростанции. Монокристалл Gd0,74Да0,2ТаО4 выбран для хранения Yb3+ ионы и Ho3+ ионов вместо традиционных люминофоров, этот кристалл обладает низкой симметрией и сильным кристаллическим полем, что способствует повышению эффективности фотолюминесценции ионов Re. Максимум Са и Ср Значение этого нового монокристалла достигло 0,0010 и 0,0037 К.1, соответственно. Исследователи прогнозируют значительный потенциал монокристалла Yb,Ho:GYTO для применения в оптической термометрии.

Ссылка: «Поведение апконверсионной люминесценции и оптической термометрии кристалла GYTO, легированного совместно Yb3+ и Ho3+», Чуанчэн Чжан, Шоуцзюнь Дин, Мяомяо Ван, Хао Жэнь, Сюбин Тан, Юн Цзоу, Ренцин Доу и Вэньпэн Лю, 31 октября 2023 г., Границы оптоэлектроники.
DOI: 10.1007/s12200-023-00083-2

Исследование финансировалось Национальным фондом естественных наук Китая, Открытым проектом Лаборатории передовых лазерных технологий провинции Аньхой, Главной наукой и технологиями провинции Аньхой, Университетским исследовательским проектом естественных наук провинции Аньхой, Фондом естественных наук Тяньцзиня, и Ключевая лаборатория Чунцина по передовым материалам и технологиям чистой энергии.

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме