化学学报 ›› 2026, Vol. 84 ›› Issue (2): 196-207.DOI: 10.6023/A25100334 上一篇 下一篇
研究论文
刘庆a, 陈双龙a, 王秋实a,*(
), 王雪娇b, 刘才龙c
投稿日期:2025-10-11
发布日期:2025-12-10
基金资助:
Qing Liua, Shuanglong Chena, Qiushi Wanga,*(
), Xuejiao Wangb, Cailong Liuc
Received:2025-10-11
Published:2025-12-10
Contact:
*E-mail: wang_jiu_jiu@foxmail.com
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采用直流电弧等离子体法, 以Zn粉, Er2O3和Yb2O3粉末为反应原料, 在氧气环境中成功制备了ZnO:Er3+/Yb3+分级纳米棒. 通过多种表征手段(X射线衍射、Raman、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和光致发光光谱), 系统分析了样品的晶体结构, 形貌和上转换发光性能. 在980 nm激光激发下, 样品在525 nm、546 nm以及662 nm呈现了发光峰. 变温发光(298~573 K)测试表明, 基于热耦合能级(2H11/2和4S3/2)和非热耦合能级(4S3/2和4F9/2)荧光强度比, 其最大相对灵敏度分别可达到1.03 %•K−1和2.20 %•K−1, 而基于4S3/2能级荧光寿命的最大相对灵敏度更是高达2.43 %•K−1. 本研究利用单一发光中心实现了三模态光学测温, 证明该分级纳米棒在宽温度范围内具有优异的信号区分度和高灵敏度, 在光学测温领域展现出重要应用潜力.
刘庆, 陈双龙, 王秋实, 王雪娇, 刘才龙. 等离子体辅助合成ZnO:Er3+/Yb3+分级纳米棒及其上转换发光的三模态光学测温性能[J]. 化学学报, 2026, 84(2): 196-207.
Qing Liu, Shuanglong Chen, Qiushi Wang, Xuejiao Wang, Cailong Liu. Plasma-assisted Synthesis of ZnO:Er3+/Yb3+ Hierarchical Nanorods and Their Upconversion Luminescence-based Trimodal Optical Thermometry Properties[J]. Acta Chimica Sinica, 2026, 84(2): 196-207.
| Er3+/Yb3+掺杂不同基质材料 | 跃迁能级 | 温度范围/K | 最大相对灵敏度/(%•K−1) | 参考文献 |
|---|---|---|---|---|
| NaYF4 | 2H11/2, 4S3/2 | 198~498 | 0.46 | [ |
| β-NaGdF4 | 2H11/2, 4S3/2 | 303~563 | 0.37 | [ |
| NaLnTiO4 | 2H11/2, 4S3/2 | 300~510 | 0.45 | [ |
| LiGa5O8 | 2H11/2, 4S3/2 | 300~480 | 0.35 | [ |
| Ba2SrLu4O9 | 2H11/2, 4S3/2 2H11/2, 4F9/2 | 303~573 | 0.99 0.88 | [ |
| Ca3Y2Ge3O12 | 2H11/2, 4S3/2 2H11/2, 4F9/2 | 293~473 | 1.29 1.09 | [ |
| ZnO | 2H11/2, 4S3/2 2H11/2, 4F9/2 | 298~573 | 1.03 2.20 | 本文 |
| Er3+/Yb3+掺杂不同基质材料 | 跃迁能级 | 温度范围/K | 最大相对灵敏度/(%•K−1) | 参考文献 |
|---|---|---|---|---|
| NaYF4 | 2H11/2, 4S3/2 | 198~498 | 0.46 | [ |
| β-NaGdF4 | 2H11/2, 4S3/2 | 303~563 | 0.37 | [ |
| NaLnTiO4 | 2H11/2, 4S3/2 | 300~510 | 0.45 | [ |
| LiGa5O8 | 2H11/2, 4S3/2 | 300~480 | 0.35 | [ |
| Ba2SrLu4O9 | 2H11/2, 4S3/2 2H11/2, 4F9/2 | 303~573 | 0.99 0.88 | [ |
| Ca3Y2Ge3O12 | 2H11/2, 4S3/2 2H11/2, 4F9/2 | 293~473 | 1.29 1.09 | [ |
| ZnO | 2H11/2, 4S3/2 2H11/2, 4F9/2 | 298~573 | 1.03 2.20 | 本文 |
| Er3+/Yb3+掺杂不同基质材料 | 跃迁能级 | 温度范围/K | 最大相对灵敏度/(%•K−1) | 参考文献 |
|---|---|---|---|---|
| Ca2MgWO6 | 4S3/2 | 303~573 | 0.11 | [ |
| Ba9Y2Si6O24 | 4S3/2 | 303~483 | 0.14 | [ |
| Na2YMg2(VO4)3 | 4S3/2 | 323~573 | 0.09 | [ |
| Ba2SrLu4O9 | 4S3/2 | 303~573 | 0.36 | [ |
| Y1. 88WO6 | 4S3/2 | 303~543 | 0.10 | [ |
| Ca3Y2Ge3O12 | 4S3/2 | 293~473 | 1.03 | [ |
| ZnO | 4S3/2 | 298~573 | 2.43 | 本文 |
| Er3+/Yb3+掺杂不同基质材料 | 跃迁能级 | 温度范围/K | 最大相对灵敏度/(%•K−1) | 参考文献 |
|---|---|---|---|---|
| Ca2MgWO6 | 4S3/2 | 303~573 | 0.11 | [ |
| Ba9Y2Si6O24 | 4S3/2 | 303~483 | 0.14 | [ |
| Na2YMg2(VO4)3 | 4S3/2 | 323~573 | 0.09 | [ |
| Ba2SrLu4O9 | 4S3/2 | 303~573 | 0.36 | [ |
| Y1. 88WO6 | 4S3/2 | 303~543 | 0.10 | [ |
| Ca3Y2Ge3O12 | 4S3/2 | 293~473 | 1.03 | [ |
| ZnO | 4S3/2 | 298~573 | 2.43 | 本文 |
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