BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
HỆ THỐNG THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  19,454,106
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

Kỹ thuật điện và điện tử

Nguyễn Sỹ Võ, Vũ Tuấn Anh, Nguyễn Văn Hải, Hoàng Tuấn Nam, Lê Tiến Hà(1), Hoàng Như Vân(2)

Tổng hợp và tính chất cảm biến nhiệt độ quang học của vật liệu ZrO2: Er-Yb-Mo

Synthesis and optical temperature sensing properties of Zro2: Er-Yb-Mo material

Khoa học và Công nghệ - Đại học Thái Nguyên

2021

16

99-106

1859-2171

Cảm biến nhiệt độ quang học, Phương pháp thủy nhiệt, Phát quang chuyển đổi ngược, Cảm biến nhiệt độ, ZrO2

Optical temperature sensing, Hydrothermal method, Up-conversion emission, Thermosensor, ZrO2

Vật liệu ZrO2: 1Er-10Yb-xMo (x= 0 và 3% mol) được tổng hợp thành công bằng phương pháp thủy nhiệt kết hợp với xử lý nhiệt ở 1000 ℃ trong 1 giờ. Cấu trúc, hình thái bề mặt và tính chất phát quang chuyển đổi ngược của vật liệu được nghiên cứu chi tiết. Kết quả giản đồ tia X cho thấy, vật liệu ZrO2: Er-Yb-Mo tồn tại ở pha tetragonal, sự pha tạp Mo6+ vào mạng nền ZrO2 đã gây ra sự chuyển pha từ monoclinic sang tetragonal. Ảnh hiển vi điện tử quét phát xạ trường cho thấy vật liệu có kích thước hạt trung bình cỡ 200 nm và các hạt cho thấy sự kết tụ với nhau, đây là kết quả của việc xử lý mẫu ở nhiệt độ cao. Khi được kích thích bởi bước sóng 975 nm, vật liệu ZrO2: Er-Yb-Mo cho phát xạ chuyển đổi ngược tại 2 vùng: vùng màu xanh da trời (520/560 nm) có cường độ mạnh và vùng màu đỏ (680 nm) có cường độ yếu, tương ứng với các chuyển mức 2H11/2/4S3/2 – 4I15/2 và 4F9/2 – 4I15/2 của ion Er3+. Điều đặc biệt, khi pha tạp Mo6+ vào vật liệu ZrO2: Er-Yb làm tăng cường phát xạ màu xanh lên 9 lần cũng như điều khiển vùng phát xạ của vật liệu. Hơn nữa, vật liệu cho thấy độ nhạy nhiệt độ cao (1,23% K-1) ở 303 K, và độ bền nhiệt tuyệt vời. Các kết quả cho thấy, vật liệu ZrO2: Er-Yb-Mo có tiềm năng ứng dụng chế tạo cảm biến nhiệt độ quang học.

ZrO2: 1Er-10Yb-xMo (x=0 and 3% mol) phosphors were successfully synthesized by hydrothermal method combined with heat treatment at 1000℃ for 1 hour. Structure, morphology, and up-conversion luminescence properties of the phosphor were investigated in detail. The X-ray diffraction results show tetragonal phase of ZrO2. The phase transition from monoclinic to tetragonal of ZrO2 was obtained due to the Mo6+ doping into the host lattice. Field emission scanning electron microscopy shows the phosphor with an average particle size of about 200 nm and the particles show agglomeration when annealed of the phosphor at high temperature. Under the excitation wavelength of 975 nm, the ZrO2: Er-Yb-Mo phosphor exhibit typical band of Er3+ ion: intense green emisison band (520/560 nm) and weak red emission band (680 nm), corresponding to the transitions 2H11/2/4S3/2 – 4I15/2 and 4F9/2 – 4I15/2 of Er3+ ions, respectively. Especially, the green emission intensity (520 nm) of the sample doped with Mo6+ was 9 times higher that of the sample without Mo6+. Furthermore, the synthesis material shows high temperature sensitivity (1.23% K-1) at 303 K, and excellent thermal stability. The results show that the ZrO2: Er-Yb-Mo material suitable for potential applications in optical temperature sensors

TTKHCNQG, CTv 178

Xem toàn văn