Sm3+掺杂Y2O3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, 2023, 41(06): 1029-1038.

• 3+" name="keyword">Y2O3:Sm3+
• 荧光强度比
• 荧光温度传感
• CO2激光区熔法

采用CO2激光区熔法制备了Y2O3:x%Sm3+(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Sm3+离子最佳掺杂浓度为0.7%。在298～898 K温度范围内测量了Y2O3:Sm3+(0.7%)荧光材料的荧光温度特性。研究发现随着温度升高，4G5/2→6H5/2跃迁的荧光强度先增强后减弱；4G5/2→6H7/2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；4G5/2→6H9/2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FIR1(4G5/2→6H5/2/4G5/2→6H7/2)和FIR2(4G5/2→6H5/2/4G5/2→6H9/2),FIR3(4G5/2→6H7/2/4G5/2→6H5/2)和FIR4(4G5/2→6H9/2/4G5/2→6H5/2)的绝对灵敏度更高，其中FIR3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),FIR4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，Y2O3:Sm3+是一种适用于宽温度范围荧光温度传感的理想材料。