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Developing efficient temperature-sensing window under down-conversion energy transfer scheme
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AI
DOI：10.1016/j.ceramint.2025.10.096.png)
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摘要
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稀土离子发光对温度高度敏感，这是由于其独特的锐利4f–4f跃迁（其中4f–5d跃迁仅在选定的离子如Ce3+和Eu2+中相关）。传统的掺杂稀土热传感材料通常依赖于上转换机制，其中高能光子激发导致热耦合能级。这些体系遵循玻尔兹曼分布，这限制了其灵敏度，并且通常需要高功率和昂贵的激发光源，从而限制了其在温度传感窗口等进一步应用。本研究提出了一种基于下转换能量传递机制的新型温度传感机制，该机制相较于上转换方法具有显著优势。我们采用Tm3+和Yb3+共掺杂的Y2Zr2O7透明陶瓷体系，在这些透明陶瓷窗口材料中应用了温度依赖的速率方程模型，证明了该机制用于高效温度传感的可行性。通过调整Yb3+浓度，我们利用低成本激发光源实现了高达0.3 % K−1的灵敏度。本研究结合理论分析与实验验证，展示了下转换发光在高效、低成本温度传感应用中的潜力。
