受控相变：面向应用型发光热力学计量与热激发
材料科学
2025-07-21 v1
摘要
相变基发光热力学计量器具有两个固有局限性：狭窄的热力学工作范围以及计量参数中存在滞回环。本文演示了通过控制 LaGaO3:Eu3+ 磷光体的粒子尺寸，显著提升了热力学计量性能。具体而言，粒径尺寸色差的减小导致相对热灵敏度的增加以及滞回环的显著缩小。通过此方法，相对灵敏度提高至LaGaO3:Eu3+通过固态法合成的样品中为 18.2% K-1，而采用佩奇利方法制备的对照样品为 3.0% K-1。此外，我们展示了通过刻意掺入 Al3+ 和 Sc3+ 共掺离子，可实现结构相变温度从 15% Al3+ 的 165 K 到 2% Sc3+ 的 491 K 的连续调谐，而不会显著影响 Eu3+ 离子在低温的光谱特性。LaGaO3 相变温度的这种可调能力为调制发光热力学计量器的热响应范围提供了实用途径，从而使其能够适应特定的应用需求。本研究建立的相变温度与离子半径失配参数之间的经验关系，为合理设计具有定制化热力学计量性能的相变基磷光体提供了预测工具。通过离子半径失配实现相变温度的系统调谐能力，以及由于粒径尺寸色差的减小而导致的热灵敏度提升，为设计高灵敏度、低滞回热传感器的合理设计奠定了一致的策略。
引用
@article{arxiv.2507.13750,
title = {Phase Transition Under Control: Toward Application-Oriented Luminescence Thermometry and Thermally Activated Emission},
author = {M. T. Abbas and M. Szymczak and D. Szymanski and J. Zeler and M. Drozd and L. T. K Giang and L. Marciniak},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.13750},
year = {2025}
}