Temperature-dependent luminescence of CaFCl:Yb,Er upconverting nanocrystals
Temperature-dependent luminescence of CaFCl:Yb,Er upconverting nanocrystals
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CaFCl:Yb,Er 上转换纳米晶体的温度依赖性发光
DOI：
10.1016/j.jlumin.2021.117974
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发表时间：
2021
影响因子：
3.6
通讯作者：
Rabuffetti, Federico A.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Dhanapala, B. Dulani;Munasinghe, Hashini N.;Rabuffetti, Federico A.
采用三氟乙酸和三氯乙酸液相热解法合成了CaFCl:Yb，Er上转换纳米晶体，并在150 ~ 450 K范围内探测了其温度依赖性发光。纳米晶体的平均长度为90 nm，平均宽度为76 nm，长径比为1.2。估计共掺杂的镱和铒在CaFCl基质中的溶解度极限分别为≈0.60和0.09 mol. %。从使用CaFCl:Yb，Er进行光学测温的角度，分析了Er3+在2h11 /2和4s3 /2热耦合能级上的绿色发射和发光衰减。当作为比例温度计工作时，在150 K时获得的最大温度灵敏度为3.4 × 10−2K−1。当纳米晶体用作寿命温度计时，计算出的灵敏度要低得多，在275 K时最大灵敏度为2.0 × 10−3K−1k。发光衰减分析显示存在单一类型的Er3+激活剂。计算了2h11 /2和4s3 /2能级的辐射常数以及后者的热猝灭活化能。
CaFCl:Yb,Er upconverting nanocrystals were synthesized via solution-phase thermolysis of metal trifluoroacetates and trichloroacetic acid and their temperature-dependent luminescence was probed in the 150–450 K range. Nanocrystals exhibited anisometric shape with average length and width equal to 90 and 76 nm, respectively, and an aspect ratio of 1.2. The solubility limits of ytterbium and erbium codoped in the CaFCl host were estimated to be ≈0.60 and 0.09 mol. %, respectively. Green emissions and luminescence decays from the2H11/2and4S3/2thermally coupled levels of Er3+were analyzed from the perspective of using CaFCl:Yb,Er for optical temperature sensing. When operating as a ratiometric thermometer, a maximum temperature sensitivity of 3.4 × 10−2K−1was obtained at 150 K. Much lower sensitivities were computed when nanocrystals were used as a lifetime thermometer, with a maximum of 2.0 × 10−3K−1at 275 K. Analysis of luminescence decays revealed the presence of a single type of Er3+activator. Radiative constants of the2H11/2and4S3/2levels and activation energy for thermal quenching of the latter were estimated.
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