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基于Na3Y(VO4)2:Yb3+/Er3+实现高灵敏度的双模式光学测温

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基于高温固相法合成了Na3Y(VO4)2:Yb3+/Er3+上转换发光材料,该材料在绿光区和近红外二区均表现出较强的发光强度.在绿光区,基于Er3+的 2H11/2→4I15/2和 4S3/2→4I15/2跃迁进行荧光强度比光学测温,其最佳的绝对灵敏度、相对灵敏度和温度分辨率可分别达到 1.7%·K-1、1.2%·K-1 和 0.027 K;在近红外二区,基于Er3+:4I13/2→4I15/2 跃迁的Stark劈裂所进行的光学测温,其最佳的绝对灵敏度、相对灵敏度和温度分辨率分别为3.01%·K-1、0.59%·K-1 和0.06 K.更为重要的是,在生理温度范围内,以上两种光学温度计均表现出较高的测温准确性.所有数据均表明,Na3Y(VO4)2:Yb3+/Er3+是一种优异的光学测温材料,可在可见区和近红外二区实现高灵敏度的双模式光学测温.
Dual-mode Optical Thermometry with High Sensitivity Achieved in Na3Y(VO4)2:Yb3+/Er3+
Na3Y(VO4)2:Yb3+/Er3+upconversion(UC)material is synthesized by the high-temperature solid-state method,exhibiting strong luminescence in both green and NIR-Ⅱ region.In green region,optical thermometry based on the fluorescence intensity ratio(FIR)of Er3+:2H11/2→4I15/2 and 4S3/2→4I15/2 transition achieves optimal abso-lute sensitivity(SA),relative sensitivity(SR)and temperature resolution(δT)of 1.7%·K-1,1.2%·K-1 and 0.027 K,respectively.In NIR-Ⅱ region,optical thermometry based on the Stark splitting of Er3+:4I13/2→4I15/2 transition exhib-its optimal SA,SR and δT of 3.01%·K-1,0.59%·K-1 and 0.06 K,respectively.More importantly,both of the two optical thermometers show high accuracy for temperature measurement within the physiological temperature range.All data indicate that Na3Y(VO4)2:Yb3+/Er3+is an excellent luminescence material with the ability of high-sensitivity dual-mode optical thermometry in the visible and NIR region.

rare earth ionsupconversion luminescenceoptical thermometryfluorescence intensity ratio

相国涛、易园园、张羽、熊明、徐秦玉、陈红豆、常瑛、姚璐

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重庆邮电大学 理学院,重庆 400065

稀土离子 上转换发光 光学测温 荧光强度比

国家自然科学基金重庆市自然科学基金面上项目重庆市自然科学基金面上项目重庆邮电大学大学生创新创业训练计划

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2024

10.37188/CJL.20240082

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(6)
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