顏色可調CsLa（WO4）2∶Pr3+熒光粉的光致發(fā)光和溫度傳感特性

劉芳芳， 鄭慶華， 宋明君， 李榮青， 夏崢嶸，童悅， 周薇薇， 趙旺*

（1. 淮南師范學院 電子工程學院， 安徽 淮南 232038； 2. 濰坊學院 化學化工與環(huán)境工程學院， 山東 濰坊 261061）

1 引 言

溫度是最重要、最基本的物理量之一。在電子工業(yè)、醫(yī)學探測和航空航天等領域，對溫度的測量都有嚴格的要求[1]。溫度傳感的原理是利用材料的某些性質與溫度之間的依賴關系而實現(xiàn)溫度測量。熒光強度比（FIR）測溫技術是利用發(fā)光材料的兩個或多個熒光強度之間的比值隨溫度的變化關系而實現(xiàn)的光學溫度探測技術[2]。相較于常規(guī)的接觸式測溫，基于FIR技術的發(fā)光溫度傳感具有非接觸性、檢測方便、高靈敏度、溫度和空間分辨率高等明顯的優(yōu)勢[3-6]。因此，利用FIR技術設計與開發(fā)新型發(fā)光溫度傳感材料已成為當前發(fā)光材料領域的一個研究熱點和重點。

Pr3+光譜范圍較寬，可觀察到UV、可見光和NIR光[7-9]，如源自1D2能級的紅色發(fā)射、3P0能級的藍綠色發(fā)射以及4f5d態(tài)的紫色發(fā)射，豐富的發(fā)光特性使其在激光材料、熒光材料等領域應用廣泛[10]。最新的研究表明，Pr3+可用于溫度傳感器的研究。Jana等[11]利用Pr3+的3P1→3F3/3P0→3F3熱耦合能級對，得出BaNb2O6∶Pr3+熒光粉在310 K時最大相對靈敏度Sr為0.61%·K-1。Wang等[12]合成了Na2La2Ti3O10∶Pr3+熒光粉，利用Pr3+非熱耦合能級對（3P0、1D2）的FIR，在423 K獲得最大相對靈敏度為2.43%·K-1。這些對Pr3+溫度傳感策略的不同探索，豐富了熒光粉溫度傳感性能的研究。

Pr3+的光譜特性與基質的選擇關系密切。鎢酸鹽因其穩(wěn)定性高、共價作用強、聲子能量較低、發(fā)光強度高等優(yōu)點[13]，被廣泛應用于發(fā)光材料的基質。其中，具有ALn（WO4）2（A= Li, Na, K, Rb,Cs;Ln= Lanthanides）化學通式的堿金屬-稀土雙鎢酸鹽在激光、照明與顯示領域得到了廣泛的研究[13-14]。在以往的報道中，Pr3+摻雜鎢酸鹽發(fā)光材料常探討的是發(fā)光性質或晶體結構，如CsGd-（WO4）2∶Pr3+[13]、NaGd（WO4）2∶Pr3+[15]，而進行溫度傳感特性的研究還比較少。具體到CsLa（WO4）2，Zhao等[16]曾完成了Nd3+摻雜，研究了其作為激光晶體的生長、熱膨脹和偏振光譜特性。為擴展Pr3+摻雜鎢酸鹽的應用領域，本文將分析CsLa-（WO4）2∶Pr3+的光致發(fā)光和溫度傳感性質。

本文通過高溫固相法合成了CsLa（WO4）2∶Pr3+熒光粉，并對其晶體結構、發(fā)光性能進行了表征，探討了摻雜濃度與工作溫度對其發(fā)光性能的影響，并分析了濃度猝滅與溫度猝滅機理。利用3P1→3H5、3P0→3H4和1D2→3H4發(fā)射對溫度不同的熱響應，基于熱耦合能級對和非熱耦合能級對的FIR技術分別實現(xiàn)了溫度傳感。通過與近年來摻雜Pr3+的熒光粉溫度傳感性能進行比較，發(fā)現(xiàn)CsLa（WO4）2∶Pr3+熒光粉是一種性能良好的溫敏材料。

2 實 驗

2.1 樣品制備

以Cs2CO3（99.9%）、La2O3（99.9%）、Pr6O11（99.9%）、WO3（AR）為原料，通過高溫固相法合成了系列CsLa1-x（WO4）2∶xPr3+（x= 0.01 ~ 0.15）熒光粉。首先，按照一定的化學計量比稱取原料放入瑪瑙坩堝中，研磨30 min后，將混合粉體轉移至剛玉坩堝中600 ℃加熱20 h。自然冷卻至室溫后再次研磨30 min，重新置入剛玉坩堝800 ℃煅燒15 h。以10 ℃/min降溫至室溫，充分研磨即得樣品。

2.2 樣品測試

采用日本理學MiniFlex600多晶粉末X射線衍射儀測定結構，輻射源為Cu-Kα（λ= 0.154 18 nm）；采用配備硫酸鋇積分球的北京普析TU-1950雙光束紫外可見分光光度計測試樣品的漫反射光譜；采用配有150 W穩(wěn)態(tài)氙燈的日本日立F-4600熒光分光光度計分析測試發(fā)射光譜、激發(fā)光譜。熒光壽命采用英國愛丁堡FLS980熒光光譜儀獲得。

3 結果與討論

3.1 晶體結構分析

圖1（a）給出了典型濃度下CsLa（WO4）2∶xPr3+（x= 0.01, 0.03, 0.15）的XRD譜。樣品的衍射峰與CsLa（WO4）2標準卡（PDF# 00-028-0309）基本一致，說明Pr3+取代La3+進入晶格沒有改變基質晶格的結構。此外，在29.0°和30.4°出現(xiàn)的微弱衍射峰，表明樣品中存在微量Cs2W3O10（PDF# 01-087-2010）雜相。

圖1 CsLa（WO4）2∶xPr3+熒光粉的XRD譜（a）、Rietveld結構精修圖（b）、晶體結構（c）、稀土配位環(huán)境圖（d）。Fig.1 XRD patterns（a）， Rietveld refinement（b）， crystal structure（c） and rare earth coordination environment（d） of CsLa-（WO4）2∶xPr3+.

為了獲得制備熒光粉的詳細結構信息，以α-RbLa（MoO4）2的標準數(shù)據(jù)為初始模型[17]，對Cs-La0.99（WO4）2∶0.01Pr3+的XRD譜進行了Rietveld結構精修。如圖1（b）所示，圖形剩余方差因子RP= 6.70%，加權圖形剩余方差因子Rwp=8.86%，擬合優(yōu)值GOF為1.39。由此可見，精修結果較為可靠。CsLa0.99（WO4）2∶0.01Pr3+屬于四方晶系，空間群為P4/nnc（126），晶胞參數(shù)a=b= 0.655 383 nm，c= 0.964 097 nm，V= 0.414 nm3，Z= 2。晶體結構見圖1（c），[CsO8]15-和[LaO8]13-多面體形成層，層和層由[WO4]2-四面體相互連接[16]。其中，La占據(jù)2a烏可夫格位，具有8個氧原子配位（圖1（d）），鍵長均為0.256 3 nm，位置對稱性為D4點群，無反演中心，非常有利于稀土激活離子的發(fā)光。

3.2 漫反射光譜

圖2是CsLa（WO4）2∶xPr3+（x= 0, 0.01, 0.15）的漫反射光譜，為清晰起見，依濃度增加將光譜圖逐次向下平移了5%的刻度。各光譜在225~275 nm的光譜區(qū)域均存在較強的吸收，可歸屬為O2--W6+電荷遷移態(tài)（CTS）[18-19]。相較于x= 0純凈樣品，摻雜后出現(xiàn)了Pr3+的典型組態(tài)內4f-4f電子躍遷吸收峰，其能級歸屬已標注在圖中。此外，摻雜后一個較為明顯的改變是在305 nm附近額外出現(xiàn)了寬帶吸收，該吸收帶在高濃度x= 0.15樣品尤為明顯，可歸屬為Pr3+-W6+價間電荷遷移態(tài)（IVCT）[18]。Boutinaud等總結出一個經(jīng)驗公式用于預測Pr3+摻雜材料的IVCT能量（EIVCT）[20]：

圖2 CsLa（WO4）2∶xPr3+（x = 0，0.01，0.15） 熒光粉的漫反射光譜Fig.2 Diffuse reflectance spectra of CsLa（WO4）2∶xPr3+（x =0， 0.01， 0.15）

其中，χopt（Mn+）代表過渡金屬離子Mn+的光學電負性，d（Pr3+-Mn+）代表Pr3+與Mn+的最短原子間距。對CsLa（WO4）2∶Pr3+而言，χopt（W6+）取值為2.175[18]，d（Pr3+-W6+）采用Rietveld結構精修結果0.41 nm（計算時需轉換單位為?）。計算得到IVCT的能量為32 173 cm-1（310 nm），與305 nm處寬帶吸收基本吻合。

3.3 熒光光譜分析

如圖3所示，左側圖譜顯示了熒光粉CsLa0.99-（WO4）2∶0.01Pr3+在645 nm波長監(jiān)測下的激發(fā)光譜，右側圖譜是在448 nm激發(fā)下的發(fā)射光譜。激發(fā)光譜由一個200～350 nm的寬激發(fā)帶和一組在425～500 nm之間的銳線激發(fā)峰組成。前者歸因于鎢酸鹽基團內O2--W6+電荷遷移（CTB）和IVCT[18,21-22]，銳線激發(fā)峰對應于Pr3+離子的4f→4f組態(tài)內電子躍遷，其中448 nm藍光處的3H4→3P2激發(fā)峰強度最大，而475 nm和486 nm處的激發(fā)峰分別對應于Pr3+的3H4→3P1、3H4→3P0能級躍遷[23]。

圖3 CsLa0.99（WO4）2∶0.01Pr3+熒光粉的激發(fā)和發(fā)射光譜Fig.3 Excitation and emission spectra of CsLa0.99（WO4）2∶0.01Pr3+ phosphors

發(fā)射光譜由8組發(fā)射帶組成，其中最強發(fā)射峰位于644 nm處，對應于3P0→3F2躍遷發(fā)射，遠高于其余的發(fā)射峰。波長在486，528，557，601，618，644，682，729 nm的發(fā)射峰，分別對應于Pr3+離子的3P0→3H4、3P1→3H5、3P0→3H5、1D2→3H4、3P0→3H6、3P0→3F2、3P0→3F3和3P0→3F4躍遷發(fā)射[24]。實際上，3P0與1D2的相對發(fā)射強度受IVCT能級位置調制[20]。圖4（b）給出了處于3P0的電子經(jīng)由IVCT布居1D2的通道示意圖。當IVCT小于28 000 cm-1時，能壘較小，該通道較為活躍導致3P0能級發(fā)射完全猝滅，此時只存在1D2發(fā)射；反之，該通道只會導致3P0能級發(fā)射部分猝滅，此時3P0與1D2的發(fā)射共同存在[20]。由于CsLa0.99（WO4）2∶0.01Pr3+中IVCT能量較高（32 173 cm-1），發(fā)射光譜由3P0能級主導。

圖4 （a）CsLa（WO4）2∶xPr3+（x = 0.01 ~ 0.15）熒光粉的發(fā)射光譜，插圖為Pr3+的3P0、1D2能級積分發(fā)光強度隨濃度變化關系（λem = 448 nm）；（b）CsLa（WO4）2∶Pr3+的電子分布途徑的構型坐標圖；（c）Pr3+的能級示意圖和交叉弛豫、多聲子弛豫的能量轉移過程；（d）3P0→3H4躍遷和1D2→3H4躍遷的lg（I/x）與lgx的函數(shù)關系Fig.4 （a）Emission spectra of CsLa（WO4）2∶xPr3+（x = 0.01-0.15） phosphors with insets depicting the integrated emission intensity of the 3P0 and 1D2 levels of Pr3+ as a function of their concentrations（λem = 448 nm）. （b）The schematic configurational coordinate diagram showing the electron population pathways. （c）Schematic energy level diagram of Pr3+， cross relaxation and multiphonon relaxation of energy transfer processes in CsLa（WO4）2∶Pr3+. （d）The lg（I/x） vs. lgx plots for 3P0→3H4 transition and 1D2→3H4 transition.

3.4 濃度猝滅

Pr3+離子作為一種重要的激活劑，其摻雜濃度直接影響CsLa（WO4）2熒光粉的發(fā)光性能。圖4（a）為不同Pr3+摻雜濃度下CsLa（WO4）2∶xPr3+的發(fā)射光譜，插圖顯示出3P0、1D2能級積分發(fā)光強度隨摻雜濃度的變化趨勢，兩能級表現(xiàn)出不同的濃度依賴性。隨著Pr3+離子濃度增加，3P0能級的發(fā)光強度先增加后減小，當Pr3+離子的摻雜濃度為0.03時，有最大發(fā)射強度。而對于1D2能級，Pr3+離子的最佳摻雜濃度為0.01。

顯然，1D2發(fā)射的猝滅濃度低于3P0發(fā)射的猝滅濃度，同樣的情況也出現(xiàn)在SrMoO4∶Pr3+和Lu-NbO4∶Pr3+熒光粉中[25-26]。隨著Pr3+摻雜濃度增加，相鄰Pr3+間的距離縮短，從而使得電多極-電多極作用更有效，加速了Pr3+離子間的交叉弛豫（CR）過程。如圖4（c）所示，與3P0有關的兩個CR過程，[3P0，3H4]→[1G4，1G4] （ΔE= ~265 cm-1） 和[3P0，3H4] → [1D2，3H6] （ΔE= 500~1 000 cm-1）屬于聲子輔助的能量傳遞，而與1D2能級相關的CR過程[1D2，3H4] → [1G4，3F4] （ΔE= ~12 cm-1）被認為是一個共振過程[18]。顯然，后者能量失配小，無需聲子參與，因此能量傳遞效率更高，最終導致1D2能級比3P0能級更容易發(fā)生濃度猝滅。

當Pr3+濃度較小時，Pr3+離子間距較大，其吸收的能量主要以輻射躍遷的形式釋放。隨著Pr3+摻雜濃度增加，離子間距變小，它們之間產(chǎn)生能量傳遞，使得能量在遷移過程中以無輻射形式損耗，熒光強度逐漸衰減，出現(xiàn)濃度猝滅現(xiàn)象[27]。

根據(jù)Blasse提出的公式，Pr3+發(fā)生濃度猝滅時的臨界距離Rc可近似表達為[28-29]：

其中，V表示晶胞體積，N是每個晶胞中的稀土離子數(shù)，xc為激活劑最佳摻雜濃度。在CsLa（WO4）2∶xPr3+中，V= 0.414 nm3，N= 2，來自3P0和1D2能級躍遷的猝滅濃度分別為0.03和0.01，計算得到Pr3+在CsLa（WO4）2中的Rc值分別為2.362 nm和3.407 nm，遠大于0.5 nm。Blasse認為，只有當激活離子間的臨界距離滿足Rc? 0.5 nm時，交換作用才會在能量傳遞中發(fā)揮主要作用[27]。因而，該樣品中導致Pr3+離子3P0和1D2能級發(fā)生濃度猝滅的主要原因都是電多極相互作用。

為了進一步研究Pr3+離子間的能量轉移機制，Dexter提出由電多極引起的濃度猝滅可用如下方程表示[30-31]：

其中I為樣品的發(fā)光強度，K和β是常數(shù)，x為Pr3+離子的摻雜濃度，θ是激活離子間電多極-電多極相互作用的類型（θ= 6，8，10分別代表著電偶極-電偶極、電偶極-電四極、電四極-電四極相互作用）。在448 nm光的激發(fā)下，來自3P0→3H4和1D2→3H4躍遷的lg（I/x）與lgx的關系如圖4（d）所示。經(jīng)過線性擬合，對于3P0→3H4躍遷，其斜率為-1.503，對應θ值為4.509；1D2→3H4躍遷的斜率是-1.744，對應θ值為5.232。兩個躍遷的θ值均接近于6，因此可以用電偶極-電偶極相互作用解釋Pr3+-Pr3+能量傳遞機制。

圖5（a）、（b）是在448 nm光的激發(fā)下，分別以644 nm和601 nm為檢測波長，檢測CsLa0.9（9WO4）∶20.01Pr3+熒光粉在3P0→3F2躍遷和1D2→3H4躍遷的熒光衰減曲線。采用雙指數(shù)方程可以較好地對衰減曲線進行擬合[32-34]：

圖5 CsLa0.99（WO4）2∶0.01Pr3+熒光粉在3P0→3F2躍遷（a）和1D2→3H4躍遷（b）的熒光衰減曲線Fig.5 Fluorescence decay curve of CsLa0.99（WO4）2∶0.01Pr3+ phosphor at 3P0→3F2 transition（a） and 1D2→3H4 transition（b）

其中t為時間，A1和A2為常數(shù)，I（t）為樣品發(fā)光強度，τ1和τ2為指數(shù)分量的熒光衰減時間。由公式（4）、（5）計算可得，CsLa0.99（WO4）2∶0.01Pr3+熒光粉3P0和1D2能級的平均熒光壽命分別為4.3 μs和64.2 μs。

3.5 溫度猝滅

在289~473 K的溫度范圍內，CsLa0.99（WO4）2∶0.01Pr3+熒光粉的發(fā)射光譜和總積分發(fā)光強度隨溫度變化曲線如圖6（a）所示。從圖中可以觀察到，Pr3+特征峰的位置和形狀沒有明顯變化，但是發(fā)射強度卻變化顯著。隨著溫度升高，樣品的總積分發(fā)光強度和3P0→3H4能級的積分發(fā)光強度逐漸下降，而1D2→3H4能級則先上升后下降。在373 K時，3P0和1D2能級的發(fā)光強度分別是室溫時的85.8%和92.2%。為了更好地理解CsLa0.99（WO4）2∶0.01Pr3+的3P0與1D2能級的溫度猝滅機制，根據(jù)溫度猝滅理論，發(fā)光強度I與溫度之間的關系符合公式[20]：

圖6 （a）CsLa0.99（WO4）2∶0.01Pr3+熒光粉在289~473 K溫度范圍的發(fā)射光譜（λex = 448 nm）；（b）ln（I0/I-1）和1/（kT）之間的關系。Fig.6 （a）Emission spectra（λex = 448 nm） of CsLa0.99（WO4）2∶0.01Pr3+ at 289-473 K. （b）The relationship between ln（I0/I-1）and 1/（kT）.

其中，I0為初始發(fā)射強度，k是玻爾茲曼常數(shù)，T為絕對溫度，A為常數(shù)，ΔE是熱激活能。公式（6）變形可得：

如圖6（b）所示，以1/（kT）為橫坐標、ln（I0/I-1）為縱坐標作圖。ln（I0/I-1）與1/（kT）滿足線性關系，-ΔE即為斜率，經(jīng)過擬合，來自3P0和1D2發(fā)射的激活能分別為0.283 eV和0.297 eV。

3.6 色品坐標

為了觀察Pr3+摻雜濃度以及實驗溫度對樣品發(fā)光顏色的影響，分別描繪了CsLa1-x（WO4）2∶xPr3+熒光粉不同濃度下和CsLa0.99（WO4）2∶0.01Pr3+不同溫度下的CIE色度圖。如圖7（a）所示，隨著Pr3+摻雜濃度增大，坐標由紅黃色漸變?yōu)闇\黃色。圖7（b）顯示，CsLa0.99（WO4）2∶0.01Pr3+熒光粉隨著溫度升高，發(fā)光顏色也由紅黃色向淺黃色漸變。樣品的3P0和1D2能級發(fā)光強度隨濃度和溫度的變化趨勢不同，使CsLa1-x（WO4）2∶xPr3+實現(xiàn)了顏色可調諧發(fā)光。所有的CIE色坐標見表1。

表1 CsLa1-x（WO4）2∶xPr3+熒光粉不同Pr3+濃度和CsLa0.99（WO4）2∶0.01Pr3+熒光粉在不同溫度下的CIE色坐標Tab.1 CIE coordinates of CsLa1-x（WO4）2∶xPr3+ phosphors at different Pr3+ concentrations and CsLa0.99（WO4）2∶0.01Pr3+ phosphor at different temperatures

圖7 CsLa1-x（WO4）2∶xPr3+熒光粉在室溫下不同Pr3+濃度（a）和CsLa0.99 （WO4）2∶0.01Pr3+熒光粉在不同溫度下（b）的CIE色度圖Fig.7 CIE chromaticity diagrams of CsLa1-x（WO4）2∶xPr3+ phosphors at different Pr3+ concentration at room temperature（a）， and CsLa0.99（WO4）2∶0.01Pr3+ phosphor at different temperatures（b）.

3.7 溫度傳感特性

由圖8（a）可知，各發(fā)光強度均表現(xiàn)出對溫度的顯著依賴性。隨著溫度的變化，3P1發(fā)光強度先升高后降低，這是由于熱耦合效應導致的。3P0和3P1是一對熱耦合能級，電子布居符合玻爾茲曼分布，溫度升高，3P0能級上的部分電子被熱激發(fā)到3P1能級上，導致3P1能級的電子布居、發(fā)光強度增加。但是，隨著溫度進一步升高，該效應不足以彌補無輻射能量損失，發(fā)光強度隨之降低[27]。1D2能級的發(fā)光強度先升高后降低，而3P0能級的發(fā)光強度則逐漸降低，最終兩者的強度都有所降低，但是變化速率卻不相同，3P0能級的發(fā)光強度下降更快。CsLa0.99（WO4）2∶0.01Pr3+中1D2和3P0能級對溫度依賴性的差異可以用位型坐標圖來解釋，兩能級可通過Pr3+-W6+的IVCT態(tài)進行熱誘導電子重布居。如圖8（b）所示，溫度升高，處于3P0能級的電子在熱聲子的輔助下轉移到IVCT態(tài)，隨后弛豫到1D2能級（通道①），且高溫下該通道效率顯著提高，導致1D2能級發(fā)光強度逐漸增強，3P0能級上電子的發(fā)射能力急劇減弱。此外，3P0到1D2能級的MPR速率隨溫度升高而增加，在一定程度上提高了1D2能級的發(fā)射強度。最后如3.3節(jié)所述，涉及3P0能級的兩個CR過程是聲子輔助的非共振能量傳遞過程，其效率隨溫度升高而增加；而涉及1D2能級的CR過程是共振的，對溫度依賴較弱。隨著溫度升高，涉及3P0能級的CR過程更為活躍，導致3P0能級的發(fā)光強度比1D2下降更快。總之，上述因素共同導致了3P0和1D2能級的發(fā)光強度隨溫度變化的不同趨勢[18,35]。這種多能級對溫度的不同熱響應，可用于基于FIR的溫度傳感研究。

圖8 （a）CsLa0.99（WO4）2∶0.01Pr3+不同光譜段的發(fā)光強度積分隨溫度變化（289~473 K）；（b）熱猝滅過程位型坐標圖。Fig.8 （a）The integrated intensities of the different emission bands versus the absolute temperature（289-473 K）. （b）Configurational coordinate diagram showing the possible thermal quenching mechanisms of Pr3+ ions in CsLa0.99（WO4）2∶0.01Pr3+.

為進一步評估CsLa（WO4）2∶Pr3+熒光粉的光學測溫性能，熱耦合能級3P0和3P1以及非熱耦合能級3P0和1D2之間的FIR（I528/I486）和FIR（I601/I486）與溫度之間的關系，通過以下公式擬合[5,12]：

其中，RFI為熒光強度比，B為常數(shù)，k是玻爾茲曼常數(shù)，T為絕對溫度，ΔE是能級差。絕對靈敏度Sa和相對靈敏度Sr是光學測溫的重要參數(shù)，可通過以下公式進行計算[12,35]：

如圖9（a）、（b），基于兩組波段比的FIR與溫度的函數(shù)都得到了很好的擬合。溫度由289 K升高到473 K時，I528/I486和I601/I486值單調增加。圖9（c）、（d）顯示，隨著溫度升高，基于FIR（I528/I486）的Sr逐漸降低，289 K時有最大相對靈敏度為1.008%·K-1；基于FIR（I601/I486）的Sr先升高后降低，最大相對靈敏度為0.428%·K-1（413 K）。表2列舉了近年來一些摻Pr3+熒光粉的溫度傳感參數(shù)。通過對比，可以看出CsLa0.99（WO4）2∶0.01Pr3+熒光粉相對靈敏度達到了586.01/T2K-1和1 071.78/T2K-1，優(yōu)于很多摻Pr3+的光學傳感材料。因此，在溫度傳感方面，該材料具有潛在的應用價值。

表2 摻Pr3+熒光粉的溫度傳感性能Tab.2 Temperature sensing properties of Pr3+-doped phosphors

圖9 289~473 K下溫度依賴的FIR（I528/I486）（a）和FIR（I601/I486）（b），基于FIR（I528/I486）（c）和FIR（I601/I486）（d）計算得到的Sa和Sr。Fig.9 The temperature-dependent FIR（I528/I486）（a） and FIR（I601/I486）（b） in 289-473 K. Sa and Sr based on FIR（I528/I486）（c）and FIR（I601/I486）（d） .

4 結 論

本文通過高溫固相法成功合成了CsLa（WO4）2∶Pr3+熒光粉。發(fā)射光譜中同時存在源自3P0和1D2能級的發(fā)射，且前者占主導。當Pr3+離子濃度超過0.03和0.01時，分別觀察到3P0和1D2能級的猝滅現(xiàn)象，分析證實濃度猝滅是由電偶極-電偶極相互作用造成的。Pr3+-W6+的IVCT態(tài)的交叉途徑、CR和MPR過程為3P0能級提供了快速猝滅通道，使得其發(fā)光強度隨溫度升高急劇下降，而1D2能級發(fā)光則是先增加再減小。3P0和1D2發(fā)射表現(xiàn)出不同的濃度和溫度依賴特性，從而實現(xiàn)了顏色可調諧發(fā)光?；贔IR技術，利用熱耦合能級對（3P1→3H5/3P0→3H4）和非熱耦合能級對（1D2→3H4/3P0→3H4）兩種策略對CsLa-（WO4）2∶Pr3+熒光粉的溫度傳感性能進行討論，其Sr分別達到了586.01/T2K-1和1 071.78/T2K-1，優(yōu)于多數(shù)摻Pr3+熒光粉的溫度傳感性能。因此，CsLa-（WO4）2∶Pr3+熒光粉是一種有潛力的溫敏材料。

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