Mg2+、Zr4+共掺ZnGa2O4:Cr3+基近红外长余辉荧光材料的结构及性能调控
夏侯俊卿1
徐斯怡1
刘祥雨1
谢文龙2
蔡雁美1
刘易水1
徐洁宇1
曹立3
朱琦3
刘宗明1
1.济南大学材料科学与工程学院,山东济南 2500222.中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司,辽宁沈阳 1100433.东北大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳 110819
摘要：[目的]满足现代工程领域或防伪技术中无激发状态下的光学温度传感,提高近红外长余辉荧光材料的余辉和光学温感性能.[方法]采用高温固相法,在ZnGa2O4:Cr3+中掺杂Mg2+、Zr4+,合成ZnGa2-x(Mg-Zr),O4:Cr3+(x=0～0.2,掺杂量,原子分数,下同)近红外长余辉荧光粉,系统分析不同Mg2+、Zr4+掺杂量对于ZnGa2O4体系物相结构、发光以及余辉性能的影响,并探究自然光充能的温度传感应用.[结果]Mg2+、Zr4+掺杂量最高为10％,Mg2+、Zr4+掺杂量的提高造成晶粒增大,样品带隙逐渐增大;高温煅烧后,样品具有强的吸收可见光能力;Mg2+、Zr4+的掺杂有利于反位缺陷的产生,基质中缺陷增多,导致发射光中R线发射及其斯托克斯和反斯托克斯声子边带逐渐减弱,N线发射逐渐增强;Mg2+、Zr4+的掺杂量过高时,Cr3+与缺陷之间的能量传递增多,无辐射跃迁增多,造成一定能量损失,导致发光减弱;随着Mg2+、Zr4+掺杂量的增加,样品余辉呈现先增加后减小的趋势,x=0.05的样品发光和余辉效果最好;在黑暗条件下,荧光粉随着温度提升,展现出增强的近红外余辉.[结论]Mg2+、Zr4+掺杂能提升近红外长余辉荧光粉的余辉性能,制备的荧光粉具有温度依赖性的长余辉性能,可以对自然光进行充能并释放近红外光,是潜在的用于温度传感的自然光可充能材料.
关键词：近红外发光长余辉荧光材料光学温度传感性能调控
分类号：TB44(工业通用技术与设备)
资助基金：国家自然科学基金(52371057)
论文发表日期：2025-09-01
在线出版日期：2026-05-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 123-134 )
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