zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1518Research ArticleЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯLUMINESCENCEЛюминесцентная термометрия оксидов (Y1–xEr x) 2O3Luminescent Ther￾mometry (Y1–xEr x) 2O3 OxidesБаклановаИ. В.BaklanovaI. V.

Екатеринбург

Ekaterinburg

baklanova_i@ihim.uran.ruКрасильниковВ. Н.Krasil’nikovV. N.

Екатеринбург

Ekaterinburg

ТютюнникА. П.TyutyunnikA. P. 

Екатеринбург

Ekaterinburg

БаклановаЯ. В.BaklanovaYa. V.

Екатеринбург

Ekaterinburg

Институт химии твердого тела УрО РАНInstitute of Solid State Chemistry, Ural Branch Russian Academy of Sciences202426042024912184188Copyright © Бакланова И.В., Красильников В.Н., Тютюнник А.П., Бакланова Я.В., 20242024Бакланова И.В., Красильников В.Н., Тютюнник А.П., Бакланова Я.В.Baklanova I.V., Krasil’nikov V.N., Tyutyunnik A.P., Baklanova Y.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1518

Разработан быстрый и простой способ синтеза твердых растворов на основе оксида иттрия, допированного эрбием (Y1–xErx)2O3. Проведена структурная аттестация образцов методом рентгеновской дифракции. Соединения демонстрируют зеленовато-желтое ап-конверсионное излучение при возбуждении излучением ИК-лазера (980 нм). Увеличение концентрации эрбия в (Y1–xErx)2O3 вызывает изменение цвета ап-конверсионной люминесценции и повышение ее интенсивности. Максимальная интенсивность ап-конверсионной люминесценции наблюдается для соединения с х = 0.05. На основании зависимостей интенсивности линий люминесценции, обусловленных переходами

2H11/2/4S3/2→4I15/2 и 4F9/2→4I15/2, от мощности возбуждающего излучения определен двухфотонный механизм возбуждения. По температурным зависимостям соотношения интенсивностей линий, соответствующих переходам с термически связанных возбужденных уровней 2H11/2 и 4S3/2, рассчитаны абсолютная и относительная чувствительности, показывающие перспективы исследуемых соединений в качестве составов для бесконтактной люминесцентной термометрии.

A fast and simple method for the synthesis of solid solutions based on erbium-doped yttrium oxide  (Y1–xErx)2O3 has been proposed. The crystal structure of samples was determined by X-ray diffraction method. Compounds exhibit greenish-yellow upconversion emission upon IR laser excitation (980 nm). An increase in the erbium concentration in (Y1–xErx)2O3 causes a change in the color of the upconversion luminescence and a growth of its intensity. The maximum intensity of the upconversion luminescence is observed for oxide with x = 0.05. Based on the pumping power dependence of intensity of emission lines associated with 2H11/2/4S3/2→4I15/2 и 4F9/2→4I15/2 transitions, the two-photon excitation mechanism was determined. The absolute and relative sensitivities were calculated from the temperature dependences of the ratio of emission lines corresponding to transitions from thermally coupled excited 2H11/2 and 4S3/2 levels, these values showed the promise for use of oxides as materials for non-contact temperature sensing.

иттрийэрбийоксидлюминофорап-конверсионная люминесценциябесконтактная термометрияyttriumerbiumoxidephosphorupconversion luminescencenon-contact thermometryРабота выполнена в соответствии с государственным заданием Института химии твердого тела УрО РАН и планами НИР в сфере фундаментальных научных исследований (№ 124020600024-5).ReferencesM. D. Dramićanin. J. Appl. Phys., 128 (2020) 040902M. D. Dramićanin. J. Appl. Phys., 128 (2020) 040902R. Hasegawa, I. Sakata, H. Yanagihara, B. Johansson, A. Omrane, M. Alden. Appl. Phys. B Laser Opt., 88 (2007) 291R. Hasegawa, I. Sakata, H. Yanagihara, B. Johansson, A. Omrane, M. Alden. Appl. Phys. B Laser Opt., 88 (2007) 291A. Omrane, P. Petersson, M. Alden, M. A. Linne. Appl. Phys. B, 92 (2008) 99—102A. Omrane, P. Petersson, M. Alden, M. A. Linne. Appl. Phys. B, 92 (2008) 99—102H. Berthou, C. K. Jörgensen. Opt. Lett., 15 (1990) 1100—1102H. Berthou, C. K. Jörgensen. Opt. Lett., 15 (1990) 1100—1102J. Cao, D. Xu, F. Hu, X. Li, W. Chen, L. Chen, H. Guo. J. Eur. Ceram. Soc., 38 (2018) 2753—2758J. Cao, D. Xu, F. Hu, X. Li, W. Chen, L. Chen, H. Guo. J. Eur. Ceram. Soc., 38 (2018) 2753—2758T. M. Kozhan, V. V. Kuznetsova, I. I. Sergeev, V. S. Khomenko. J. Appl. Spectrosc., 40 (1984) 267—270T. M. Kozhan, V. V. Kuznetsova, I. I. Sergeev, V. S. Khomenko. J. Appl. Spectrosc., 40 (1984) 267—270A. Ćirić, T. Gavrilović, M. D. Dramićanin. Crystals, 11 (2021) 189A. Ćirić, T. Gavrilović, M. D. Dramićanin. Crystals, 11 (2021) 189L. Liu, Y. Wang, X. Zhang, K. Yang, J. Li, G. Liu, Y. Song. J. Lumin., 132 (2012) 1483—1488L. Liu, Y. Wang, X. Zhang, K. Yang, J. Li, G. Liu, Y. Song. J. Lumin., 132 (2012) 1483—1488G. Chen, H. Qiu, P. N. Prasad, X. Chen. Chem. Rev., 114 (2014) 5161—5214G. Chen, H. Qiu, P. N. Prasad, X. Chen. Chem. Rev., 114 (2014) 5161—5214B. H. Toby. J. Appl. Crystallogr., 34 (2001) 210—213B. H. Toby. J. Appl. Crystallogr., 34 (2001) 210—213A. C. Larson, R. B. Von Dreele. General Structure Analysis System (GSAS), Los Alamos National Laboratory Report LAUR (2004) 86—748A. C. Larson, R. B. Von Dreele. General Structure Analysis System (GSAS), Los Alamos National Laboratory Report LAUR (2004) 86—748П. А. Лойко, Г. Е. Рачковская, Н. А. Скопцов, Г. М. Арзуманян, М. Кулик, А. И. Куклин, Г. Б. Захаревич, К. В. Юмашев, Х. Маtеоs. Журн. прикл. спектр., 84 (2017) 172—180 [P. A. Loiko, G. E. Rachkovskaya, N. A. Skoptsov, G. M. Arzumanyan, M. Kulik, A. I. Kuklin, G. B. Zakharevich, K. V. Yumashev, X. Mateos. J. Appl. Spectr., 84 (2017) 194—201]П. А. Лойко, Г. Е. Рачковская, Н. А. Скопцов, Г. М. Арзуманян, М. Кулик, А. И. Куклин, Г. Б. Захаревич, К. В. Юмашев, Х. Маtеоs. Журн. прикл. спектр., 84 (2017) 172—180 [P. A. Loiko, G. E. Rachkovskaya, N. A. Skoptsov, G. M. Arzumanyan, M. Kulik, A. I. Kuklin, G. B. Zakharevich, K. V. Yumashev, X. Mateos. J. Appl. Spectr., 84 (2017) 194—201]Н. В. Гапоненко, Л. В. Судник, П. А. Витязь, А. Р. Лученок, М. В. Степихова, А. Н. Яблонский, Е. И. Лашковская, К. В. Шустикова, Ю. В. Радюш, В. Д. Живулько, А. В. Мудрый, Н. М. Казючиц, М. С. Русецкий. Журн. прикл. спектр., 89 (2022) 184—190 [N. V. Gaponenko, L. V. Sudnik, P. A. Vityaz, A. R. Luchаnok, M. V. Stepikhova, A. N. Yablonskiy, E. I. Lashkovskaya, K. V. Shustsikava, Yu. V. Radyush, V. D. Zhivulko, А. V. Mudryi, N. M. Kazuchits, M. S. Rusetsky. J. Appl. Spectr., 89 (2022) 238—243]Н. В. Гапоненко, Л. В. Судник, П. А. Витязь, А. Р. Лученок, М. В. Степихова, А. Н. Яблонский, Е. И. Лашковская, К. В. Шустикова, Ю. В. Радюш, В. Д. Живулько, А. В. Мудрый, Н. М. Казючиц, М. С. Русецкий. Журн. прикл. спектр., 89 (2022) 184—190 [N. V. Gaponenko, L. V. Sudnik, P. A. Vityaz, A. R. Luchаnok, M. V. Stepikhova, A. N. Yablonskiy, E. I. Lashkovskaya, K. V. Shustsikava, Yu. V. Radyush, V. D. Zhivulko, А. V. Mudryi, N. M. Kazuchits, M. S. Rusetsky. J. Appl. Spectr., 89 (2022) 238—243]K. L. Kelly. J. Opt. Soc. Am., 33 (1943) 627—632K. L. Kelly. J. Opt. Soc. Am., 33 (1943) 627—632В. А. Пустоваров, Е. С. Трофимова, Ю. А. Кузнецова, А. Ф. Зацепин. Письма в ЖТФ, 44 (2018) 42—49В. А. Пустоваров, Е. С. Трофимова, Ю. А. Кузнецова, А. Ф. Зацепин. Письма в ЖТФ, 44 (2018) 42—49J. Zhang, S. Wang, L. An, M. Liu, L. Chen. J. Lumin., 122-123 (2007) 8—10J. Zhang, S. Wang, L. An, M. Liu, L. Chen. J. Lumin., 122-123 (2007) 8—10

The authors declare that there are no conflicts of interest present.