基于Yb3+敏化上转换的钨青铜型KCaAl2F9:Er3+/Ho3+荧光粉高灵敏度光学温度计研究

本文报道了一种新型钨青铜型KCaAl2F9（KCAF）荧光粉，通过Yb3+敏化Er3+/Ho3+实现高效上转换发光（UCL），并构建了三个荧光强度比（FIR）测温通道，最高相对灵敏度（Sr）达1.4488% K-1（298 K），为生物医学无创测温（如深组织穿透、低自发荧光干扰）提供了创新解决方案。

　　

Highlight

本研究开发了基于KCAF:Yb³⁺, Er³⁺/Ho³⁺荧光粉的比率式光学温度计，兼具热传感和光电应用双重功能。功率依赖性光谱分析揭示了Er³⁺（²H_11/2→⁴I_15/2、⁴S_3/2→⁴I_15/2）和Ho³⁺（⁵S₂/⁵F₄→⁵I₈）的双声子上转换（UCL）机制。

Conclusion

通过优化稀土离子浓度，我们实现了三个高性能FIR测温通道：Er³⁺的FIR₁（521 nm/538 nm）和Ho³⁺的FIR₂（654 nm/536 nm）、FIR₃（654 nm/748 nm），其灵敏度超越50%已报道稀土光学温度计。该材料在精密医疗和工业过程监控中展现出广阔应用前景。