[发明专利]二价锰掺杂CsPbCl3

说明书

本发明公开一种二价锰掺杂CsPbCl₃钙钛矿量子点玻璃荧光温度探针复合材料及其制备方法和应用。该量子点玻璃组分如下P₂O₅：x mol﹪；B₂O₃：y mol﹪；ZnO：28.7mol﹪；BaCO₃：5.2mol﹪；Na₂CO₃：4.1mol﹪；Cs₂CO₃：6.8mol﹪；PbCl₂：5.1mol﹪；KCl：10.1mol﹪；MnCl₂：z mol﹪；其中x+y+z＝40且15≤x≤30，z＝1～5。上述量子点玻璃采用熔体急冷法和后续晶化热处理制备。本发明量子点玻璃在紫外光激发条件下，可同时探测到源自CsPbCl₃量子点激子紫光和Mn²⁺红光的双模发射。随着温度(77K‑293K)升高，量子点紫光与Mn²⁺红光荧光强度比作为测温参数，温度灵敏度最高可达4﹪K^‑1。

技术领域

本发明涉及固体发光材料领域，尤其是涉及一种二价锰掺杂CsPbCl₃钙钛矿量子点玻璃荧光温度探针复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

温度的准确测量对于探索新材料的许多重要的物理现象与应用研究具有十分重要的意义。传统的接触式测温利用热交换来实现热平衡件，由于需要与待测物体进行直接接触，其应用范围会受到极大的限制。

近年来，研发人员提出一种新颖的荧光温度探测型非接触式测温技术。该技术采用发光材料作为温度探针，通过测量材料的荧光强度比随温度的变化来进行温度探测。通常，这种发光材料必须具有两个以上的发射峰，且不同发射峰的强度对温度有强烈的依赖性。

目前常规的基于荧光强度比的温度探针材料是以单一稀土离子作为荧光激活剂掺入到基质，选取该离子位置比较接近的两个能级作为热耦合对，以Er³⁺离子的2H_11/2和4S_3/2热耦合能级对为例，二者的发射峰分别位于535纳米和550 纳米左右，间距约为15纳米；由于两个发光峰太过接近，甚至可能产生交叠，因而不利于两个荧光信号的识别，无法满足高精度测量的需要。此外，虽然这种传统的稀土离子掺杂发光材料基于稀土热耦合能级进行荧光测温已经得到广泛研究，但由于热耦合能级在低温下无法实现电子热布居，因此并不适合应用于低温探测。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种二价锰掺杂CsPbCl₃钙钛矿量子点玻璃荧光温度探针复合材料及其制备方法和应用，目的是针对现有技术的不足，提出一种二价锰掺杂CsPbCl₃钙钛矿量子点玻璃复合材料，可望用于自校正荧光温度传感器件，实现精确低温测量。这种材料同时具有Mn²⁺发射和CsPbCl₃量子点发射，其中Mn²⁺离子进入量子点中，其红光发射源至量子点的能量传递， CsPbCl₃量子点的发射位于紫光区域，且其发射在低温区域呈现强烈的温度依赖性发光。因此，以Mn²⁺发光作为参考信号，量子点的发射作为温度探测信号，通过两者荧光强度比随温度的变化可实现精确低温测温。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种二价锰掺杂CsPbCl₃钙钛矿量子点玻璃荧光温度探针复合材料，包括以下各摩尔百分含量的组分：