Tb3+/Eu3+共掺YF3纳米玻璃陶瓷:结构、变色发光与温度传感特性

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Tb3+/Eu3+共掺杂的YF3纳米嵌入式玻璃陶瓷是一种新颖的复合材料,其制备过程采用了熔融淬火和后续加热工艺。这种透明大块玻璃陶瓷的核心是含有正交晶相的β-YF3纳米晶粒,这些纳米晶粒作为稀土离子(Tb3+和Eu3+)的有效载体。Tb3+和Eu3+的选择性共掺杂使得这种材料具有独特的光致发光性能。 元素映射技术在扫描透射电子显微镜(STEM)中发挥了关键作用,通过分析元素分布,科学家们确认了活性中心(稀土离子)在YF3晶体结构中的均匀分布。这表明了玻璃陶瓷内部良好的能量传递效率,特别是在Tb3+到Eu3+的能量转移过程中。与传统的玻璃基质相比,这种共掺杂体系显示出显著增强的能量传递效果,这对于实现颜色可调发光具有重要意义。 研究人员通过调整Eu3+的掺杂浓度,实现了线性温度依赖性的荧光特性。Tb3+:5 D4→7 F5跃迁与Eu3+:5 D0→7 F4跃迁之间的强度比随着温度的变化而变化,从而赋予了玻璃陶瓷随温度变化的色彩调控能力,这对于潜在的应用在固态照明领域具有吸引力,如LED或显示器件。 此外,由于Tb3+/Eu3+共掺杂玻璃陶瓷的光学性质,它还被看作是一个有前景的光学温度传感器。其对温度敏感的荧光响应使其能够实时监测环境或设备的温度变化,这对于工业过程控制、环境监测和热成像等领域具有实际价值。 Tb3+/Eu3+:YF3纳米嵌入式玻璃陶瓷的制备和表征结果不仅揭示了新型光致发光材料的可能性,也展示了其在温度传感方面的潜在应用,有望推动固态照明和温度测量技术的发展。