摘要
精准测温在人们的生产、生活及科学研究等领域中有着至关重要的作用。近年来，基于镧系离子（Ln3+）掺杂的上转换发光（UCL）材料的荧光强度比（FIR）测温技术，因其具有灵敏度高、环境兼容性好和抗干扰能力较强等优点，受到广泛关注。本文选择声子能适中、晶体结构稳定的双钙钛矿铌酸盐作为UCL基质材料，通过掺杂离子调控，设计多色上转换发光，并基于Ln3+热耦合和非热耦合能级探索其温度传感特性。论文主要研究内容如下： （1）采用高温固相法制备了Er3+，Er3+/Ho3+，Yb3+/Tm3+掺杂Sr2LaNbO6（SLNO）上转换发光材料，在980nm激发下分别实现了绿、红、蓝三基色UCL。Sr2LaNbO6:Er3+样品呈现明亮绿光发射，在高浓度掺杂下仍表现出极高的色纯度。SLNO:Er3+/Ho3+样品呈现较纯的红光发射，最大发光强度比SLNO:Er3+提高3.4倍。SLNO:Yb3+/Tm3+样品呈现典型的蓝光发射。三种荧光粉按特定比例混合成功实现了白光输出。此外，系统地研究了SLNO:Er3+/Ho3+荧光粉的温度传感性能。结果表明，基于Er3+非热耦合能级（4F9/2/4I9/2）的FIR测温灵敏度高于热耦合能级（2H11/2/4S3/2）的FIR灵敏度，其最大绝对灵敏度和相对灵敏度分别在427K和641K时达到0.16803K-1和0.01591K-1。这些结果表明，Ln3+掺杂的SLNO上转换荧光粉在全彩显示和非接触式测温等领域具有潜在的应用价值。 （2）以实现高纯度、高强度红色UCL为目标，采用高温固相法制备了Ho3+，Tm3+，Yb3+掺杂的Sr2ErNbO6（SENO）上转换荧光粉，系统研究了荧光粉红光发射特性和发光机制，探索了其温度传感性能。与SENO、SENO:Tm3+和SENO:Yb3+样品相比，SENO:Ho3+实现了更高效的红光发射，红、绿发光强度比（IR/IG）达到13.5。其中，SENO:3%Ho3+样品的发光强度较SENO提高了19.1倍。SENO:3%Ho3+荧光粉在303-723K的温度范围内的温度传感性能证实，基于Er3+非热耦合能级（4F9/2/2H11/2）的温度传感灵敏度高于热耦合能级（2H11/2/4S3/2），最大绝对灵敏度达0.8537K?1（303K），在温度传感领域应用潜力突出。 （3）采用高温固相法制备了SLNO:Er3+/Yb3+UCL荧光粉，系统研究了其在980nm激发下的发光性能和温度传感特性。变温光谱测试结果表明，随着温度从303K升至633K，Er3+的2H11/2→4I15/2和4I9/2→4I15/2发射呈现明显的热增强特性。633K时，2H11/2→4I15/2和4I9/2→4I15/2发射的积分强度分别是303K时的2.97和7.02倍。基于Er3+离子热耦合能级（2H11/2/4S3/2）的最大绝对灵敏度和相对灵敏度分别达到0.0017K?1（525K）和0.0114K?1（303K），呈现出显著、优异的高温热敏性能。
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