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随着纳米科学技术领域的飞速发展,稀土掺杂的纳米发光材料受到了科研人员越来越多的关注,尤其是在光学温度传感领域。基于稀土离子的光学测温技术可以广泛应用于生物医药、发电站、炼油厂、建筑火灾探测和温度探测器等领域。钨酸盐材料有着优异的热稳定性和化学稳定性,有潜力应用于温度传感领域。所以本篇论文将详细研究稀土离子激活的钨酸盐材料温度传感特性,尝试采用多种方法表征温度,以及探讨提高材料的光学温度传感的灵敏度的方法。 本论文将柠檬酸钠(Na3Cit,Na3C6H5O7)作为络合剂,通过水热法制备了稀土离子(Re3+=Er3+或Eu3+)掺杂的NaGd(WO4)2荧光粉。通过X射线衍射仪(XRD)对样品的晶体结构进行表征,结果表明我们制备的样品是纯相的,并且为体心四方相的白钨矿结构;通过场发射扫描电镜(FE-SEM)对产物的形貌进行表征,对比各样品电镜照片看出柠檬酸钠用量的改变对样品的形貌影响较大,并分析了柠檬酸钠的用量对样品形貌产生影响的原因。 利用Er3+的两个热耦合能级(2H11/2和4S3/2)的发光强度的比值进行测温,在298K-573K温度范围内研究了Cit3-/Re3+为0,0.5,1,1.5时样品的温度传感特性。分析了Er3+掺杂的NaGd(WO4)2荧光粉中,柠檬酸钠用量的改变对样品的荧光强度比拟合参数C和能级间距△E的影响,进而导致不同柠檬酸钠用量下样品的荧光强度比和灵敏度的改变,即样品的温度传感特性发生变化。我们发现样品的灵敏度随着Cit3-/Re3+的增加而显著提高,且当Cit3-/Re3+为1.5时,样品光学温度传感的灵敏度S有最大值(0.0128K-1),对比已有文献中采用Er3+激活的温度传感材料后,得出这是一个非常优良的结果。 测量了不同Cit3-/Re3+比的NaGd(WO4)2:Eu3+荧光粉温度依赖的发射光谱和激发光谱。发现在NaGd(WO4)2:Eu3+荧光粉中,光学温度传感可以通过以下三种方法来实现:(1)利用Eu3+的热耦合能级(3D0和5D1)的发光强度比与温度的依赖关系进行测温;(2)利用Eu3+5D0-7F2跃迁的发射强度与温度近乎线性的关系测温;(3)利用Eu3+7F0-5D2跃迁吸收的黄昆因子与温度成近乎线性的关系进行测温。这三种方法可以互相验证,具有一定的自校准能力,因此,NaGd(WO4)2:Eu3+荧光粉是一种优异的光学温度传感材料。