利用Sc_2Mo_3O_(12):Yb/Er薄膜的热增强上转换发光实现多种途径、高灵敏度的光学温度传感（英文）
热猝灭效应严重制约了镧系材料在高温环境下的光学传感性能.尽管负热膨胀(NTE)体材料可通过晶格收缩抑制热猝灭,但其在薄膜体系中的应用潜力仍未被探索.本文利用所制备的Sc_2Mo_3O_(12):Yb/Er薄膜的各向异性NTE特性实现了绿色上转换发光在300–560 K范围内42倍的热增强.原位热衍射与时间分辨光谱揭示了此种热增强的双重机制.该薄膜进一步实现了多模式高灵敏测温:基于非热耦合能级(~2H_(11/2)/~4F_(9/2))荧光强度比的相对灵敏度(S_r)在300 K时达4.33%K~(-1),寿命测温的最大S_r为1.28%K~(-1),性能超越传统Boltzmann分布限制体系.薄膜厚度(200 nm)与SiO_2/Si基底兼容性为芯片集成提供了可能,有望应用于量子器件热管理、航空航天诊断及可穿戴传感器等领域.本研究不仅阐明了NTE材料原子尺度晶格动力学与发光的耦合机制,更为极端环境下抗热猝灭光子学器件的设计提供了新范式.
机 构:
Institute of Modern Optics and Tianjin Key Laboratory of Micro-Scale Optical Information Science and Technology, Nankai University；State Key Lab of Luminescent Materials and Devices and Guangdong Provincial Key Laboratory of Fiber Laser Materials and Applied Techniques, School of Materials Science and Engineering, South China University of Technology；Institute of Photoelectric Thin Film Devices and Technology, College of Electronic Information and Optical Engineering, Nankai University；College of Optical and Electronic Technology, China Jiliang University；
领 域:
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Science China Materials
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