Ho3+单掺杂YOF与V-YOF的光致发光上转换及温度传感特性研究

本文推荐研究通过热解法成功制备了斜方相V-YOF（Y7O6F9）和菱方相YOF两种氧氟化物，并系统研究了Ho3+单掺杂体系的上转换发光（UC）性能。研究发现双光子过程主导的绿光发射具有温度依赖性，其中非化学计量比的V-YOF展现出更高的绝对灵敏度（0.0053 K-1）和相对灵敏度（1.25%K-1），为新型光学温度传感器设计提供了材料基础。

　　

亮点

两种基于钇离子的氧氟化物结构被设计用于潜在的温度传感应用。通过热解法制备了化学计量比（YOF）和非化学计量比（Y₇O₆F₉）氧氟化物，X射线粉末衍射证实了菱方相YOF和斜方相Y₇O₆F₉的结晶。双光子过程实现了两种材料中Ho³⁺的绿光上转换发光，并在不同温度下观察到从绿到蓝的可调发射。

实验与技术

采用热解法合成粉末样品：将0.005 mol氧化钇溶于5 ml蒸馏水，加入10 ml三氟乙酸后80℃搅拌蒸发。所得固体经研磨后热处理，V-YOF和YOF分别在900℃和950℃退火获得纯相。

结构与物相确认

XRPD分析显示（图1a），300-400℃时主要存在YF₃相（JCPDS 74-0911），500-800℃出现V-YOF与YF₃共存，900℃获得纯V-YOF相，950℃则完全转化为YOF相。Ho³⁺掺杂引起衍射峰微小位移，源于离子半径差异。

结论

热解法成功构建的两种氧氟化物中，斜方相V-YOF:Ho³⁺展现出更优异的温度传感性能，其绝对灵敏度（0.0053 K^-1@576K）和相对灵敏度（1.25%K^-1@303K）均高于菱方相YOF（0.0028 K^-1@468K和0.9%K^-1@323K），证实该荧光粉在温度传感领域的应用潜力。