Sc6WO12:Yb3+/Er3+/Y3+近零膨胀材料中上转换发光的负热猝灭效应及其温度传感应用

（编辑推荐）本研究通过Y3+掺杂策略，在近零膨胀基质Sc6WO12中实现上转换发光（UCL）的负热猝灭效应，红绿光发射强度分别提升2.08倍和1.98倍。该材料通过热耦合能级（TCL）粒子数重分布和热激子弛豫补充机制，突破传统荧光粉的热猝灭限制，其I525/I550荧光强度比（FIR）在298K时展现1.07% K?1的高灵敏度，为高温环境光学传感提供新方案。

　　

Highlight
负热猝灭上转换发光（UCL）材料在高温环境应用中潜力巨大。传统荧光粉因热猝灭效应导致发光强度骤降，而本研究通过Y³⁺掺杂使Sc₆WO₁₂:Yb³⁺/Er³⁺的UCL强度显著提升，最优掺杂浓度（0.15）下红光发射强度达未掺杂样的2.08倍。原位XRD显示材料在加热过程中晶格参数近乎零膨胀。

Results and discussion

1. 结构验证：XRD证实Y³⁺掺杂量≤15%时样品为单相（PDF#23-0631），20%掺杂出现杂峰。
2. 发光增强机制：Y³⁺通过抑制晶格振动非辐射跃迁，促进²H_11/2→⁴I_15/2（绿光）和⁴F_9/2→⁴I_15/2（红光）的辐射跃迁。
3. 温度响应：980 nm激发下，总UCL强度随温度升高增至1.98倍，I₅₂₅/I₅₅₀荧光比在298K时灵敏度达1.07% K^?1，优于多数报道的TCL型温度探针。

Conclusion
Y³⁺掺杂诱导的晶格稳定性和热激子补充效应，使Sc₆WO₁₂:Yb³⁺/Er³⁺成为兼具负热猝灭特性与高灵敏度测温的双功能材料，为极端环境光学器件设计提供新思路。