Tytuł: Highly-sensitive, tri-modal luminescent manometer utilizing band-shift, ratiometric and lifetime-based sensing parameters

Autorzy: M. Szymczak, J. Jaskielewicz, M. Runowski, J. Xue, S, Mahlik, L. Marciniak

Czasopismo: Advanced Functional Materials

DOI: 10.1002/adfm.202314068

Marciniak 6

Manometria luminescencyjna jest techniką szczególnie intensywnie rozwijaną w ostatnich latach, co wynika przede wszystkim z oferowanej przez nią możliwości zdalnego i elektrycznie pasywnego obrazowania zmian ciśnienia.

W ramach rozwinięcia strategii zaproponowanej przez grupę prof. Marciniaka dotyczącą jednopasmowych, ratiometrycznych manometrów luminescencyjnych wykorzystujących szerokopasmową luminescencję jonów Cr3+ związaną z przejściem elektronowym 4T24A2 zbadane zostały właściwości spektroskopowe Li3Sc2(PO4)3:Cr3+ o wyjątkowych właściwościach manometrycznych. Jak wykazały badania przeprowadzone przez Maję Szymczak, Julię Jaśkielewicz i Łukasza Marciniaka wraz ze współpracownikami z Poznania i Gdańska dla pasma 4T24A2 jonów Cr3+ w Li3Sc2(PO4)3:Cr3+ wraz ze wzrostem ciśnienia do 3GPa obserwowane jest największe spośród do tej pory opisanych luminoforów tempo przesunięcia spektralnego wynoszące 23.9 nm/GPa. Umożliwiło to opracowanie ratiometrycznego manometru o czułości względnej wynoszącej ponad 56%/GPa o wysokiej niewrażliwości termicznej (TIMF=1386 K GPa-1). Dodatkowo zmiana sprzężenia spinowo-orbitalnego pomiędzy poziomami 2E i 4T2 obserwowana wraz ze zmianą ciśnienia powoduje monotoniczne wydłużenie kinetyki zaniku luminescencji poziomu 4T2 umożliwiają pomiar ciśnienia w oparciu o czas zaniku luminescencji z czułością przekraczającą 93%/GPa. Jest to wartość przekraczająca kilkukrotnie najwyższe wartości opisane w literaturze. Więcej szczegółów dotyczących tych badań prowadzonych w ramach realizacji projektu NCN Opus 2020/37/B/ST5/00164 można znaleźć w publikacji w Advanced Functional Materials.