Multimodal, super-sensitive luminescent manometer based on giant pressure-induced spectral shift of Cr3+ in the NIR range
Tytuł: Multimodal, super-sensitive luminescent manometer based on giant pressure-induced spectral shift of Cr3+ in the NIR range
Autorzy: M. Szymczak, M. Runowski, M.G. Brik, L. Marciniak
Czasopismo: Chemical Engineering Journal
DOI: 10.1016/j.cej.2023.143130
W swojej pracy grupa prof. Marciniaka opisała opracowany przez siebie manometr luminescencyjny charakteryzujący się rekordowymi czułościami na zmiany ciśnienia.
Stosując zaproponowane przez naszą grupę podejście w manometrii luminescencyjnej bazujące na ratiometrycznej reprezentacji przesunięcia spektralnego pasma jonów Cr3+ pod wpływem przyłożonego ciśnienia konieczne jest, w celu opracowania manometrów o wysokiej czułości względnej, zastosowanie materiału, kw którym przesunięcie spektralne pasma emisyjnego indukowane zmianą ciśnienia jest wysokie. W odpowiedzi na te oczekiwania opracowano manometr (LiScGeO4:Cr3+) w którym pasmo emisyjne 4T2→4A2 wykazuje najwyższa czułość na zmiany ciśnienia sposród wszystkich manometrów opisanych dotychczas wynoszącym 23.63 nm/GPa. Stąd też w podejściu ratiometrycznym uzyskano czułości względne sięgającej 120%/GPa. Jak wykazano, właściwości manometryczne takiego manometru (wliczając zakres ciśnień oraz wartości czułości) mogą być modulowane poprzez odpowiedni dobór analizowanych zakresów spektralnym. Pozwoliło to na zwiększenie uniwersalności funkcjonalnej opisanego materiału. To co jest szczególnie istotne to fakt, iż analizowany parametr spektroskopowy wykazuje relatywnie niewielką wrażliwość na zmiany temperatury pozwalając na wiarygodne i temperaturowo niezależne pomiary ciśnienia z jego wykoprzystaniem.
Opisane wyniki uzyskane zostały w trakcie realizacji projektu NCN- 2020/37/B/ST5/00164.
