Sm~(3+)掺杂Y_(2)O_(3)荧光材料的发光性能及荧光温度传感特性

作者：张雁; 朱克松; 吴锋; 张志宏; 叶林华

来源：中国稀土学报, 2022, 1-15.

• Y_(2)O_(3):Sm~(3+)
• 荧光强度比
• 荧光温度传感
• CO_(2)激光区熔法

采用CO_(2)激光区熔法制备了Y_(2)O_(3)：x%Sm~(3+)(x=0.2，0.5，0.7，1，2)荧光材料。在465 nm半导体激光泵浦下，研究了所制备荧光材料在室温下的荧光特性，结果表明样品的Sm~(3+)离子最佳掺杂浓度为0.7%。 在298～898 K温度范围内测量了Y_(2)O_(3): Sm~(3+)(0.7%)荧光材料的荧光温度特性。研究发现随着温度升高，~(4)G_(5/2)→~(6)H_(5/2)跃迁的荧光强度先增强后减弱；~(4)G_(5/2)→~(6)H_(7/2)跃迁的荧光强度随温度逐渐减弱，但在448～648 K范围内荧光强度随温度减弱的趋势变慢；~(4)G_(5/2)→~(6)H_(9/2)跃迁的荧光强度在298～548 K范围内基本不变，当温度继续升高时荧光强度逐渐减小。基于荧光强度比（FIR）技术，研究了不同光谱段之间FIR的温度传感特性，相比较于FIR_(1)(~(4)G_(5/2)→~(6)H_(5/2)/~(4)G_(5/2)→~(6)H_(7/2))和FIR_(2)(~(4)G_(5/2)→~(6)H_(5/2)/~(4)G_(5/2)→~(6)H_(9/2))，FIR_(3)(~(4)G_(5/2)→~(6)H_(7/2)/~(4)G_(5/2)→~(6)H_(5/2))和FIR_(4)(~(4)G_(5/2)→~(6)H_(9/2)/~(4)G_(5/2)→~(6)H_(5/2))的绝对灵敏度更高，其中FIR_(3)的最大绝对灵敏度和相对灵敏度分别为5.91×10~(-3) K~(-1)(315 K)和2.06×10~(-3) K~(-1) (370 K)，FIR_(4)的最大绝对灵敏度和相对灵敏度分别为1.87×10~(-3) K~(-1) (465 K)和1.26×10~(-3) K~(-1)(542 K)。综上，Y_(2)O_(3): Sm~(3+)是一种适用于宽温度范围荧光温度传感的理想材料。

• 单位
  浙江大学; 物理学院