熒光溫度探針是一種新型的非接觸式測(cè)溫手段,具有響應(yīng)快速、空間分辨率高、可用于遠(yuǎn)程測(cè)量等特點(diǎn),在溫度監(jiān)測(cè)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。目前,探針材料的溫度靈敏度偏低是制約該技術(shù)得到實(shí)際應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。
近期,中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所功能納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與組裝重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員王元生領(lǐng)導(dǎo)的稀土光功能材料研發(fā)團(tuán)隊(duì)根據(jù)稀土Tb3+、Pr3+與具有D0電子構(gòu)型過(guò)渡金屬離子形成電荷遷移帶(IVCT)的特性,在國(guó)際上首次提出了一種具有普適意義的熒光測(cè)溫新策略:在具有兩種金屬-金屬I(mǎi)VCT的熒光材料中,利用不同IVCT位型曲線偏差導(dǎo)致的熒光熱猝滅差異進(jìn)行測(cè)溫?;谠摬呗?,設(shè)計(jì)合成了系列Tb3+/Pr3+共摻的熒光溫敏材料,如NaLu(MoO4)2、NaLu(WO4)2、LaVO4、La2Ti3O9等。測(cè)試表明,這些材料晶體結(jié)構(gòu)各異,但其絕對(duì)溫度靈敏度(Sa)和相對(duì)溫度靈敏度(Sr)都比傳統(tǒng)的熒光溫敏材料高數(shù)倍(其中Tb3+/Pr3+: LaVO4的Sa和Sr分別達(dá)到0.156 K-1和5.3% K-1)。該測(cè)溫技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是監(jiān)測(cè)的兩個(gè)熒光發(fā)射峰分別位于紅光和綠光波段,信號(hào)甄別度非常高。
相關(guān)成果已在線發(fā)表于Adv. Funct.Mater. 2016,DOI: 10.1002/adfm.201505332。這項(xiàng)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。
福建物構(gòu)所熒光溫度探針材料研究獲進(jìn)展