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基于BaMgSiO4氧空位缺陷发光的可视化荧光温度传感材料

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温度是表征物理化学性质的最基本参数之一,精确的温度测量对于现代科学技术发展起着至关重要的作用.传统基于稀土离子热耦合能级对(TCLs)能量传递的荧光温度传感器因TCLs之间能量差的限制存在测温灵敏度低及信号区分困难等问题.为寻求更优的解决方案,本研究探索了氧空位缺陷发光在荧光温度传感器领域的应用前景.本文通过高温固相法合成了BaMgSiO4陶瓷,由于在高温烧结过程中有少量Ba2+和Mg2+蒸发,陶瓷中会产生氧空位以保持材料电中性.这些氧空位所形成的缺陷能级在332 nm紫外光激发下,发射出372,400,527 nm三种波长的发射光.这三种发射光强度对温度有着不同的敏感性,使得其能够良好应用于荧光温度传感领域.其中,I372和I527组成的温度传感系统相对测温灵敏度在298 K时为2.90%·K-1,高于传统TCLs荧光温度传感器的测温灵敏度,突破了TCLs温度传感器的灵敏度天花板.另外,由于372 nm和527 nm波长相差较大,使得BaMgSiO4陶瓷有着室温下绿光发射到458 K高温下蓝光发射的显著变化,实现了温度监控可视化.因此,BaMgSiO4陶瓷因其独特的氧空位缺陷发光特性,为开发荧光温度传感器提供了一种高精度和可视化的新选择,为荧光温度探测技术提供了一条新思路.
Visual Fluorescence Temperature Sensor Based on BaMgSiO4 Oxygen Vacancy Defect

luminescence from oxygen vacancy defectsfluorescence temperature sensorsenergy transfervisualization

唐巍、梁晨、梁平、宁婉婷、龚汉东

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深圳信息职业技术学院信息与通信学院,广东深圳 518172

氧空位缺陷发光 荧光温度传感材料 能量传递 可视化

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2024

发光学报
中国物理学会发光分会,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

发光学报

CSTPCD北大核心
影响因子:1.301
ISSN:1000-7032
年,卷(期):2024.45(2)
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