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28.01.2020 | Ausgabe 5/2020

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 5/2020

Bi3+-based luminescent thermometry in perovskite-type CaZrO3 phosphor

Zeitschrift:
Journal of Materials Science: Materials in Electronics > Ausgabe 5/2020
Autoren:
Xiuna Tian, Hongjian Dou, Lingyuan Wu
Wichtige Hinweise

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

Based on the luminescence of Bi3+, novel temperature sensing materials CaZrO3:Bi3+ and CaZrO3:Bi3+/Sm3+ were successfully synthesized by solid-state reaction. The XRD patterns show that the synthesized materials have a pure phase of CaZrO3. The XPS results show that the Bi3+ and Sm3+ can be detected in CaZrO3:Bi3+/Sm3+. With the excitation of 318 nm, the CaZrO3:Bi3+ material shows intense temperature-dependent luminescence. The maximum relative sensitivity can be obtained at 440 K (1.78% K−1). Under the excitation of 408 nm, the CaZrO3:Sm3+ material shows the characteristic emission peaks of Sm3+. The spectral overlap between the emission spectrum of Bi3+ and the excitation spectrum of Sm3+ leads to an energy transfer from Bi3+ to Sm3+ in CaZrO3:Bi3+/Sm3+ phosphor. With the excitation of 318 nm, the emission spectrum of CaZrO3:Bi3+/Sm3+ material shows the characteristic peaks of Bi3+ and Sm3+. The fluorescence decay curves also show the evidence of the energy transfer from Bi3+ to Sm3+. The luminescence intensity ratio of Sm3+ and Bi3+ in CaZrO3:Bi3+/Sm3+ shows obvious temperature dependence. Based on the luminescence intensity ratio, a large relative sensitivity is obtained at 443 K (1.15% K−1).

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