YVO4Er3Yb3纳米线和纳米管的制备及其上转换发射温度敏感性

　　大连海事大学陈宝玖Ceram. Int.：YVO4:Er3+/Yb3+纳米线和纳米管的制备及其上转换发射温度敏感性
　　DOI: 10.1016/j.ceramint.2021.05.305
　　通过静电纺丝技术以及随后在不同温度下进行煅烧制备了YVO4:Er/Yb纳米线和纳米管荧光粉。得到的纳米线直径为80～200nm，为单晶或多晶相。所制备纳米管的外径为50～200nm，壁厚为20～30nm。本文研究了YVO4:Er3+/Yb3+纳米线和纳米管的上转换特性。结果表明，所有样品均产生绿色上转换发射。通过荧光强度比方法探究了YVO4:Er3+/Yb3+纳米线和纳米管的温度传感特性，并在30至390℃的温度范围内确定了其温度敏感性。混合YVO4:Er3+/Yb3+纳米线样品和纳米管的温度传感灵敏度超过单个YVO4:Er3+/Yb3+纳米线样品，这是由于其Yb3+掺杂浓度较高所致。在固定的掺杂稀土浓度和尺寸下，研究了形态对光学性能的影响。YVO4:Er/Yb样品的温度敏感性取决于Yb离子浓度而不是形态。显著的温度敏感性表明其具有作为光学温度传感探头的巨大潜力。
　　图1.静电纺丝装置示意图。
　　图2.Er3+/Yb3+共掺杂YVO4样品的XRD图谱：（a）YV-1：1mol％Er3+/5mol％Yb3+,（b）YV-2：1mol％Er3+/10mol％Yb3+,（c）YV-3：1mol％Er3+/20mol％Yb3+，和（d）YV-4：1mol％Er3+/30mol％Yb3+。
　　图3.Er3+/Yb3+共掺杂YVO4纳米纤维的SEM图像：（a）YV-1：1mol％Er3+/5mol％Yb3+,（b）YV-2：1mol％Er3+/10mol％Yb3+,（c）YV-3：1mol％Er3+/20mol％Yb3+，和（d）YV-4：1mol％Er3+/30mol％Yb3+。
　　图4.（a）YV-1样品的TEM图像和SAED图谱（插图），以及（b）HR-TEM图。
　　图5.（a）YV-2样品的TEM图像和SAED图谱（插图），以及（b）HR-TEM图。
　　图6.（a）YV-3样品中YVO4:Er/Yb纳米管的TEM图像，（b）放大图像，（c）HR-TEM图像和SAED图谱。
　　图7.（a）YV-4样品中YVO4:Er/Yb纳米管的TEM图像和SAED图谱（插图）以及（b）HR-TEM图像。
　　图8.Er3+/Yb3+共掺杂YVO4样品的UC发射光谱。
　　图9.激发激光的工作电流对YV-3样品发光强度的影响：（a）980nm激发下的UC发射光谱；（b）绿色和红色UC发射的积分强度随工作电流的变化。实心圆圈代表实验数据；实线是数据的最大线性拟合。
　　图10.（a）使用980nm激发时YV-3样品的温度相关UC发射光谱；（b）不同YVO4:Er3+/Yb3+样品的绿色发光积分强度随温度的变化。实心正方形、圆形、三角形和星号表示实验数据；实线表示拟合数据。
　　图11.（a）YVO4:Er3+/Yb3+纳米线和纳米管中Er3+的温度相关FIR。实心正方形、圆形、星号和三角形代表实验数据；实线表示拟合数据。（b）YVO4:Er3+/Yb3+纳米线和纳米管中Er3+的敏感性与温度的关系。
　　图12.（a）YVO4:1％Er3+/30％Yb3+样品中Er3+的温度相关FIR。实心正方形、圆形和三角形代表实验数据；实线表示拟合数据。（b）YVO4:1％Er3+/30％Yb3+样品的热灵敏度-温度曲线。
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