研究目的
开发一种具有自参考能力和最小干扰信号的高性能温度传感材料,采用Yb/Er/Tm三掺杂Na3ZrF7纳米晶体。
研究成果
掺杂镱/铒/铥的七氟锆酸钠纳米晶体提供了一种新型无噪声温度传感器,具有高灵敏度(Sa高达0.17 K?1,Sr高达1.76% K?1),性能优于许多已报道的体系。未改变的铒3?发射作为可靠的内标,可在最小干扰下实现精确测温。未来工作应聚焦于生物医学应用及材料性能的进一步优化。
研究不足
该研究仅限于特定温度范围(313-473 K),可能未涵盖极端条件。灵敏度可能受颗粒尺寸和掺杂变化的影响,且该方法需要精确控制合成参数。潜在的优化方向包括扩展温度范围和提高材料稳定性。
1:实验设计与方法选择:
采用溶剂热法合成掺杂Yb/Er/Tm的Na3ZrF7纳米晶体,旨在实现温度传感用双独立且分离良好的发射谱带。设计原理包括通过控制粒径和掺杂浓度来调节热猝灭效应。
2:样品选择与数据来源:
通过调节NaOA含量制备了不同Yb、Er和Tm离子浓度(如20Yb/2Er/0.5Tm)及不同平均粒径(如25 nm、45 nm、100 nm以上)的样品。数据采集自合成的纳米晶体。
3:5Tm)及不同平均粒径(如25 nm、45 nm、100 nm以上)的样品。数据采集自合成的纳米晶体。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:材料包括ZrOCl2·8H2O、Ln(NO3)3·6H2O(Ln=Tm、Er、Yb)、油酸钠(NaOA)、NH4F、油酸(OA)、油胺(OM)、环己烷和乙醇。设备包括粉末衍射仪(布鲁克D8 Advance)、透射电镜(FEI Tecnai G2 F20)、能谱仪(Aztec X-Max 80T)、荧光光谱仪(爱丁堡FLS920)、可调激光二极管(980 nm)、温控器(TAP-02,ORIENT KOJI)、荧光光谱仪(爱丁堡FS5)和热释光装置(SL085)。
4:2O、Ln(NO3)3·6H2O(Ln=Tm、Er、Yb)、油酸钠(NaOA)、NH4F、油酸(OA)、油胺(OM)、环己烷和乙醇。设备包括粉末衍射仪(布鲁克D8 Advance)、透射电镜(FEI Tecnai G2 F20)、能谱仪(Aztec X-Max 80T)、荧光光谱仪(爱丁堡FLS920)、可调激光二极管(980 nm)、温控器(TAP-02,ORIENT KOJI)、荧光光谱仪(爱丁堡FS5)和热释光装置(SL085)。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:将前驱体溶于乙醇,与OA、OM和NaOA混合,加入NH4F,在130°C高压釜中加热12小时,用乙醇和环己烷洗涤并离心。表征包括XRD、TEM、EDS、980 nm激发下的上转换发射光谱测量、温度依赖性光致发光研究、衰减曲线记录和热释光测量。
5:数据分析方法:
采用双指数模型拟合衰减曲线计算寿命。以I800/I673计算FIR,温度灵敏度(Sa和Sr)从FIR-温度曲线得出。统计分析包括拟合方程并与已有体系对比。
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