O Instytucie

Tytuł: Investigating the Potential of Cr³⁺-Doped Pyroxene for Highly-Sensitive Optical Pressure Sensing

Autorzy: M. Szymczak, K. Su, L. Mei, M. Runowski, P. Wozny, Q. Guo, L. Liao, L. Marciniak

Czasopismo: ACS Applied Materials & Interfaces

DOI: 10.1021/acsami.4c12145

W niniejszej pracy grupa prof. Marciniaka wraz ze współpracownikami z Poznania i Chin zaprezentowała badania dotyczące wpływu wysokiego ciśnienia na właściwości spektroskopowe Ca_0.8Sr_0.2MgSi₂O₆:Cr³⁺ w celu opracowania nowego manometru luminescencyjnego. Jak wykazano zmiana siły pola krystalicznego oddziałującego na jony Cr³⁺ wraz ze wzrostem przyłożonego ciśnienia skutkuje spektralnym przesunięciem pasma emisyjnego związanego z przejściem elektronowym ⁴T₂®⁴A₂ jonów Cr³⁺ oraz zmianą sprzężenia pomiędzy poziomami ²E i ⁴T₂. W rezultacie Ca_0.8Sr_0.2MgSi₂O₆:Cr³⁺ może zostać wykorzystany jako sensor manometr luminescencyjny pracujący w dwóch trybach odczytu: ratiometrycznym i bazującym na kinetyce luminescencji. W trybie ratiometrycznym uzyskano czułości względne sięgające S_R = 50,7 ± 0,5% GPa-¹ przy niskiej termicznej wrażliwości odczytu (TIMF = 1558 K GPa^-1). Natomiast w przypadku kinetyki luminescencji wartość czułości względnej wynoszącej S_R ~ 8 ± 0,2% GPa^-1 w 5 GPa jest najwyższym (dla tej wartości ciśnienia) rezultatem opisanym do tej pory w literaturze.

Przedstawione prace były finansowane w ramach projektu NCN Opus UMO- UMO- 2020/37/B/ST5/00164