تبدیل قابل تنظیم در فسفرهای ZnAl2-xGaxO4:Er,Yb با تعدیل نسبت Al/Ga و کاربرد در دماسنجی نوری

یک دماسنج نوری غیر تماسی مبتنی بر لومینسانس تبدیل به بالا (UCL) با راندمان بالا برای کاربرد در زیست پزشکی، فناوری فضایی، آشکارسازها و سایر کاربردها تقاضای بالایی دارد. اگر همان مواد بتوانند با تغییر در ترکیب و همچنین تغییر در قدرت لیزر، قابلیت تنظیم رنگ را نشان دهند، یک مزیت اضافی خواهد بود. با توجه به حساسیت کم و توانایی تشخیص ضعیف سطوح جفت شده حرارتی، در اینجا پاسخ انتشار از سطوح جفت نشده حرارتی برای دماسنجی نوری استفاده شد. تحت تحریک NIR، فسفرهای ZnAl2-xGaxO4:Er،Yb UCL را در ناحیه سبز و قرمز و تبدیل پایین را در ناحیه NIR-II نشان می‌دهند. شدیدترین تبدیل بالا و تبدیل پایین و همچنین طول عمر حالت برانگیخته برای ZnGa2O4:Er,Yb مشاهده شده است. علاوه بر این، با افزایش جای خالی اکسیژن در نمونه‌های غنی از گالیوم (و ZnGa2O4) و جای خالی کاتیون‌های پایین‌تر در مقایسه با نمونه‌های غنی از Al (و ZnAl2O4) به UCL بهتر نمونه‌های قبلی در مقایسه با نمونه‌های بعدی کمک می‌کند. درج گالیم به تدریج منجر به تنظیم رنگ زیبا از قرمز خالص در ZnAl2O4:Er،Yb به نارنجی و زرد و محلول جامد در بین و سپس در نهایت به سبز در ZnGa2O4:Er،Yb می‌شود. حداکثر حساسیت مطلق 11.10 × 10-3 K-1 در 302 K بود، در حالی که حساسیت نسبی 5.02 × 10-3 K-1 در 302 K بود، که نشان دهنده کاربرد ZnGa2O4:Er,Yb به عنوان سنسور دمای نوری است. در محدوده دمایی 302-473 K.