Er掺杂AlN膜：新型发光传感层在多层Al/AlN涂层监测中的应用潜力

"掺Er的AlN膜作为发光传感层用于多层Al / AlN涂层健康监测的潜力" 本文深入探讨了将掺杂Er的AlN薄膜应用于多层Al/AlN涂层健康监测的可能性。发光传感技术作为一种有效的现场监控方法，能够实时检测高活性金属上多层防护涂层的状态和完整性。研究团队通过射频磁控溅射技术，从含有不同Er浓度（0.5%至2.5at%）的Al靶材中制备了AlN：Er薄膜。 AlN：Er薄膜的化学成分、表面形态、晶体结构、化学状态以及光学性质是评估其性能的关键指标。实验结果显示，Er掺杂水平对这些特性有着显著影响。随着Er掺杂量的增加，薄膜的晶体结构、表面粗糙度和光学性能发生相应变化。在可见光谱范围内，这些薄膜显示出了Er离子的特征光致发光发射线，但当Er掺杂浓度达到2.5 at. %时，观察到了荧光猝灭现象。这表明，Er掺杂量的控制对于维持薄膜的优良发光性能至关重要。 具体来说，AlN：Er薄膜的晶体结构与Er掺杂量有密切关系，可能影响其光学响应。表面粗糙度的变化可能影响传感器的敏感性和稳定性。而Er的化学状态则决定了其在薄膜中的激活效果，进而影响荧光发射。通过这些研究，作者认为2.0 at. %的Er掺杂浓度可能是实际应用中最佳的选择，因为它能提供良好的发光性能，同时避免过度猝灭。 此外，Er-doped AlN薄膜的光致发光特性使其适用于监测涂层的微小变化，如腐蚀、裂纹或剥落等，因为这些变化可能影响薄膜的发光强度。通过监测这些变化，可以及时发现涂层系统的潜在问题，从而预防设备失效，提高整体的可靠性。 掺Er的AlN薄膜在多层Al/AlN涂层的健康监测中展现出了巨大的潜力。这种新型的发光传感层有望在未来涂层监测技术中发挥重要作用，特别是在高活性金属的保护方面。通过精确控制Er掺杂水平，可以优化传感器性能，实现更准确、更持久的涂层健康监测。