Control dependiente de fase de la profundidad de trampa y luminiscencia persistente en fósforos de aluminato de estroncio

Summary

Este estudio investiga las mediciones ópticas estándar de dos cerámicas luminiscentes persistentes: SAO-B (azul) y SAO-G (verde), como la termoluminiscencia (TL) y la luminiscencia persistente (PersL). Al controlar la profundidad de la trampa de electrones, este trabajo innova métodos dinámicos anti-falsificación 'resueltos por temperatura' y 'resueltos en el tiempo'.

Abstract

Los materiales luminiscentes persistentes (PersL) han recibido una atención significativa por aplicaciones en visualización, señalización, bioimagen y antifalsificación debido a su emisión prolongada tras la preexcitación. Sin embargo, lograr tanto duraciones de emisión prolongadas como luminiscencia estable sigue siendo un reto. En este estudio, proponemos dos cerámicas previamente sintetizadas en laboratorio: Sr₄Al₁₄O₂₅:Eu²⁺, Dy³⁺, B³⁺ (azul-emitting@490 nm, SAO-B) y_{SrAl 2}O₄: Eu²⁺, Dy³⁺, B³⁺ (verde-emitting@520 nm, SAO-G) pertenecientes a fósforos de aluminato de estroncio. Este trabajo demuestra un enfoque experimental integral que implica caracterizaciones detalladas de termoluminiscencia (TL) y PersL. Bajo diversas fuentes de excitación (luz UV y visible), identificamos que SAO-B presenta trampas más profundas y tiempos de desintegración más largos, mientras que SAO-G muestra una intensidad inicial de emisión más fuerte. Además, el vídeo registra dos novedosas tecnologías dinámicas antifalsificación 'resueltas por temperatura' y 'resolución temporal' en una amplia escala de tiempo que va de unos pocos segundos a minutos. La metodología proporcionada sirve como una referencia valiosa para los investigadores que buscan optimizar los fósforos persistentes para aplicaciones de seguridad, iluminación y pantallas dinámicas.

Introduction

Las aplicaciones antifalsificación de alta calidad suelen beneficiarse de emisiones multicolores generadas al mezclar varios materiales luminiscentes^{distintos 1}, lo que conduce a resolver desafíos como la incompatibilidad de interfazes, mayores^{costes 2,3}, calidad inconsistente, que incluso puede aumentar la susceptibilidad a la^{falsificación 4}. De hecho, emplear las mismas matrices/composición sugiere una fabricación simplificada, mejora la estabilidad química y física, lo que proporciona un potencial multicanal de señales ópticas mediante sintonización de longitud de onda o diseño^{estructural 5}, mejorando así la eficiencia^{antifalsificación 6}. A pesar de este potencial, ha habido una investigación limitada para aprovechar las propiedades luminiscentes únicas dependientes de fase de los materiales de aluminato de estroncio (SAO) que emiten azul y verde para crear patrones antifalsificación dinámicos y resueltos^{en el tiempo 7,8}.

Los fósforos SAO azules y verdes exhiben propiedades características de luminiscencia persistente (PersL) y termoluminiscencia (TL) gobernadas por emisión en EU²+ y estructuras trampas relacionadas^{con defectos 5,9}. Verde_{SrAl 2}O₄: Eu²⁺, Dy³⁺ muestra un intenso y prolongado resplandor residual que alcanza un pico de 510-520 nm, donde Eu²⁺ actúa como centro luminiscente y Dy³⁺ (junto con defectos intrínsecos) proporciona una amplia distribución de trampas de electrones que liberan gradualmente portadores de carga a temperatura ambiente, produciendo un fuerte PersL. Los estudios TL de este material revelan consistentemente múltiples picos de brillo correspondientes a trampas poco profundas y profundas, confirmando que su persistencia excepcional se debe a la liberación de portadores activados térmicamente en un rango de profundidades de^{trampa 9,10}. En contraste, el Sr₄azul Al₁₄O₂₅:Eu²⁺,Dy³⁺ emite en el rango de 440-490 nm y normalmente exhibe un prolongado resplandor cuando hay trampas profundas. Las mediciones de la línea de cristal muestran picos de brillo distintos a temperaturas más altas (350-440 K), lo que indica niveles de trampa más profundos en comparación con la fase^{verde 9,11}. En conjunto, los análisis PersL y TL demuestran que el color espectral, el comportamiento de desintegración y la duración del resplandor posterior de estos fósforos SAO están controlados por la interacción entre la emisión de Eu²⁺ y la distribución de profundidad de trampa creada por co-dopantes y defectos de red. Aunque SAO-B y SAO-G están bien estudiados individualmente, su emparejamiento dependiente de la fase no se ha aprovechado explícitamente para la antifalsificación dinámica con una química unifamiliar. Abordar esta carencia de investigación puede avanzar significativamente en el desarrollo de materiales SAO para aplicaciones de alto rendimiento orientadas a la seguridad.

Este estudio investigó específicamente las propiedades persistentes de luminiscencia (PersL) de cerámicas: Sr₄Al₁₄O₂₅:Eu²⁺,Dy³⁺,B³⁺ (azul-emitting@490 nm, SAO-B) y_{SrAl 2}O₄: Eu²⁺,Dy³⁺,B³⁺ (verde-emitting@520 nm, SAO-G). De manera crucial, mediante experimentos detallados de termoluminiscencia (TL), se pudo evaluar sistemáticamente la distribución de profundidad de trampas y la estabilidad luminiscente de estos materiales bajo la preexcitación ultravioleta (UV^)11,12 y visible (por ejemplo, 450 nm^)13,14. Ten en cuenta que B³⁺ promueve la formación de fase/sinterización y modula la química de defectos/distribución de trampas en los aluminatos (a menudo mediante comportamiento de formador de vidrio/fluxo), mejorando la estabilidad de PersL a temperaturas^{moderadas 5,15}. La señal de los fósforos SAO puede medirse entre 50 y 450 K. Las caracterizaciones TL proporcionan información crítica sobre los mecanismos que sustentan el comportamiento luminiscente^{persistente 16}, revelando trampas de electrones más profundas y duraciones de decaimiento más largas en SAO-B, junto con intensidades iniciales de emisión más fuertes en SAO-G.

Basándonos en estos conocimientos fundamentales, cubrimos la laguna de investigación mediante (i) caracterización PersL/TL lado a lado bajo condiciones idénticas y (ii) demostraciones protocolizadas de etiquetas ópticas codificadas en tiempo/temperatura. Proponemos estrategias novedosas para aplicaciones antifalsificación 'con resolución de temperatura' y 'resolución temporal'. Este enfoque aprovecha las características distintivas de PersL dependientes de la fase de los materiales estudiados, demostrando patrones dinámicos de emisión que evolucionan de forma predecible a lo largo del tiempo y la temperatura. Así, la investigación exhaustiva no solo contribuye al conocimiento esencial sobre la luminiscencia controlada por trampa, sino que también proporciona un marco práctico para optimizar materiales basados en SAO para aplicaciones tecnológicas avanzadas en etiquetado de seguridad, iluminación de seguridad y pantallas dinámicas.

Protocol

NOTA: Una visión general esquemática de los materiales y el flujo de trabajo se muestra en la Figura 1, y el sistema de medición se muestra en la Figura 2. A continuación se presenta el protocolo estándar detallado y paso a paso para medir las propiedades persistentes de luminiscencia (PersL) y termoluminiscencia (TL) de cerámicas SAO-B y SAO-G preexcitadas por UV, basado en el procedimiento experimental clínico.

1. Preparación y preprocesamiento de muestras

1. Prepara la muestra.
   1. Las muestras de PersL pueden ser polvos o cerámicas y cristales de gran tamaño. Mide los polvos usando el siguiente programa: presionar los pellets de SAO-B y SAO-G bajo una presión uniaxial de 3,5 toneladas durante 5 minutos.
      NOTA: Cada ejemplar tenía una masa típica de ~120 mg, para una forma uniforme de 10 mm de diámetro y 1,0 mm de^{grosor 17}.
   2. Elimina todas las trampas de las muestras PersL calentando las muestras. Calentar a 350 K durante 10 minutos solo elimina trampas superficiales y deja trampas más profundas que no afectan al PersL a temperatura ambiente (RT). Para una prelimpieza completa, calienta a 480 K durante 10 minutos antes de las mediciones. Cabe señalar que esta temperatura puede variar de un material a otro.
2. El almacenamiento ocurre después de vaciar la trampa.
   1. Aplica una capa fina y uniforme de pasta de plata en el portamuestras.
   2. Espera 10-15 minutos hasta que la pasta esté completamente seca y el polvo esté bien adherido.

2. Montar la muestra

1. Monta el porta.
   1. Usa siempre los mismos tornillos para el portamuestras, ajustando exactamente las posiciones.
   2. Aprieta los tornillos en un patrón transversal, dando tres vueltas para asegurar una presión uniforme.
2. Instala la cámara interior.
   1. Inserta la cámara interior (con orificios abiertos en todos los lados) en el soporte de la muestra.
3. Adjunta la cámara exterior.
   1. Coloca la cámara exterior con la ventana tapada hacia arriba (para excitación ultravioleta-visible [UV-Vis]).
   2. Mantén la válvula cerrada durante este proceso.

3. Preparación del sistema y bombeo

1. Enciende la bomba: Arranca la bomba de vacío con la válvula cerrada.
2. Monitorizar el estado de la bomba: Cuando el indicador de bomba cambia de amarillo (parpadeando) a verde, abre la válvula.
3. Pre-bombeo: Mantén la válvula abierta y espera 15-20 minutos para asegurar un vacío adecuado.
4. Controla la presión.
   1. Durante el bombeo, comprueba el manómetro: parpadeo rojo = presión de gas (escala negra); Parpadeo verde = presión (escala roja).
   2. Asegúrese de que la presión final sea inferior a 1 × ^10-3 (mbar) antes de abrir la válvula de la cámara.

4. Instalación óptica y apantallamiento óptico

1. Instala fibra óptica y blindaje.
   1. Ajusta la fibra para optimizar la recogida de luz emitida.
   2. Cubre todo el montaje con una manta negra para evitar la luz dispersa y la excitación de fondo.

5. Refrigeración y control de temperatura (para TL)

1. Refrigeración líquida: Abre el suministro de agua antes de usar el criostato y el compresor.
2. Controlador de temperatura: Enciende el controlador. Ajusta el rango del calentador (por ejemplo, 50 mW) y la temperatura objetivo (por ejemplo, 10 K). Luego, usa el menú indicado y confirma la configuración dos veces.
3. Permite que el sistema alcance la temperatura objetivo.
4. Espera a que la temperatura baje de 150 K antes de cerrar la válvula de nuevo.
5. Sigue bombeando para asegurarte de que el portamuestras se mantenga bajo vacío.
   NOTA: Al final del experimento, la muestra puede alcanzar una temperatura alta (~500 K). Siempre reinicia el calentador a 10 K antes de terminar. Nunca apagues el compresor hasta que la temperatura esté por debajo de 350 K para evitar daños en el aparato.

6. Excitación y medición

1. Opción A: Para luminiscencia persistente (PersL):
   1. Pre-excitación: Iluminar la muestra con luz UV (por ejemplo, excitación LED UV de 275 nm, 2 mW·^cm-2, y para otra información detallada, consulte la Tabla Suplementaria 1) o visible durante el tiempo deseado (normalmente 5 min)¹⁸.
      NOTA: La cámara y el espectrómetro funcionaban con un tiempo de integración (exposición) de 2 s. La ganancia del detector estaba configurada a la sensibilidad predeterminada (no ajustable por el usuario). Se aplicó una ventana de acceso de aproximadamente 3 s. La distancia de recogida era de 5 cm, con la abertura de entrada completamente abierta y sin rejilla instalada. Se realizaron la resta de fondos y la corrección de fotogramas oscuros. Tras la excitación, la intensidad de la emisión se registraba de forma inmediata y continua a lo largo del tiempo (desde segundos hasta varios minutos u horas) utilizando una cámara ICCD controlada por el paquete de software WinSpec32. Otros parámetros de detección y adquisición pueden encontrarse en la Tabla Suplementaria 1. Estos parámetros eran constantes para todas las mediciones, salvo que se especificara lo contrario en los pies de foto individuales de las figuras.
   2. Recoger PersL: Realizar mediciones PersL en una muestra preexcitada. La luz de emisión se recoge mediante fibra óptica mediante una cámara de dispositivo de carga acoplada intensificada (ICCD) refrigerada a -65 °C acoplada a un espectrómetro para análisis espectral.
   3. Tras la excitación, registra la intensidad de la emisión de inmediato y a lo largo del tiempo (desde segundos hasta varios minutos u horas), utilizando la cámara ICCD y el sistema de software de detección.
2. Opción: B Para termoluminiscencia (TL):
   1. Pre-excitación: Como se ha descrito antes, excita la muestra con luz UV o visible.
   2. Rampa de temperatura: Tras la excitación, aumentar la temperatura de la muestra a una velocidad controlada (por ejemplo, 10 K·^min-1) hasta la temperatura objetivo (por ejemplo, 470 K).
   3. Registra continuamente espectros de emisión (luminiscencia) a medida que aumenta la temperatura.

7. Acabado y seguridad

1. Asegúrate de que el calentador esté ajustado al punto de ajuste de temperatura baja (por ejemplo, 10 K).
2. Deja que la temperatura baje por debajo de 350 K antes de apagar el compresor. Deja que la cámara alcance la presión atmosférica antes de abrirla.
3. Desmonta la cámara y el soporte de muestras una vez que el sistema alcance la velocidad de la recta expansión.

8. Gestión de datos

1. Analiza las curvas de decaimiento PersL y las curvas de brillo de TL usando software de detección.
2. Asegúrese de que los datos estén etiquetados con tipo de excitación, muestra, fecha y condiciones experimentales relevantes.
   NOTA: Necesariamente, antes de empezar, vacía todas las trampas calentando las muestras a 350 K (la temperatura de desatrapado está relacionada con los materiales). Protege siempre el sistema de la luz ambiental durante mediciones sensibles. Etiqueta y registra todas las muestras para que sea repetible. Mantener registros de presión, temperatura y estado del sistema para la resolución de problemas y la reproducibilidad. Para lograr la máxima reproducibilidad, utiliza siempre el mismo procedimiento para todas las muestras y apunta cualquier desviación. Para la reproducibilidad, la excitación y la detección deben controlarse, como la intensidad, la distancia de detección y el tiempo.

Results

Las propiedades de luminiscencia persistente (PersL) de SAO-B y SAO-G se compararon sistemáticamente a temperatura ambiente tras una excitación UV de 275 nm, como se muestra en los espectros de emisión de ambos compuestos (Figura 3A). SAO-B emite luz azul que alcanza un pico de 490 millas náuticas; al contrario, SAO-G emite verde, alcanzando un máximo de 520 nm. Ambos compuestos presentaron propiedades sobresalientes de PersL y una emisión de larga duración correspondiente a la transición 5d-4f de Eu²⁺. Cabe destacar que SAO-B mostró una decaimiento más larga que SAO-G (Figura 3B).

El pico de TL corresponde a la transición 5d-4fde EU²⁺ para las dos muestras. Las señales TL fuertes aparecen por encima de 300 K para SAO-B y por encima de 250 K para SAO-G (Figura 4). La intensidad máxima de la TL de SAO-B es comparable a la de SAO-G, lo que indica que la excitación UV es eficiente para la transición electrónica de ambas muestras. En detalle, las curvas de brillo de la TL revelan un pico amplio centrado en 350 K para SAO-B (curva azul), mientras que SAO-G muestra dos picos distintos en 290 K y 320 K (curva verde), lo que implica una distribución de profundidad de trampa más amplia. Usando la fórmula¹⁹ de Urbach, se puede obtener:

(E =_{T máximo} / 500)

Las profundidades de trampa calculadas son 0,78 eV para SAO-B y 0,62 eV para^{SAO-G 5}. En general, el SAO-B muestra trampas electrónicas más profundas, lo que resulta en un resplandor residual significativamente más largo que el SAO-G.

El PersL ultralargo observado a temperatura ambiente (RT, ~300 K) se presenta en el Vídeo Suplementario 1. Estos materiales cerámicos SAO tienen aplicaciones potenciales en aplicaciones antifalsificación. Se fabricó una marca bicolor antifalsificación 'PSL' con cerámicas SAO-B y SAO-G PersL (Figura 5, Vídeo suplementario 1). Tras la pre-excitación UV, este patrón anti-falsificación emitía color dual durante más de 1 hora.

Además, el vídeo también presenta una novedosa estrategia de 'contrafacción resolta por temperatura', utilizando el SAO-G y SAO-B PersL (Figura 6, Vídeo Suplementario 2). Estos fósforos presentan respuestas luminiscentes distintivas al ser estimulados térmicamente, lo que permite su integración en el marcaje de seguridad. La aplicación se basa en el comportamiento de la traducción de lengua de los materiales SAO. A temperatura ambiente ~300 K, se observa un fuerte PersL. A medida que la temperatura aumenta lentamente hasta 330 K, se producen cambios sistemáticos en la intensidad de la luminiscencia y las características de emisión. A 370 K, se registra una reducción significativa en la intensidad de PersL por el 'CHIMIE' marcado en verde en comparación con el 'PARIS' marcado en azul. Finalmente, a 420 K, la emisión persistente de la marca verde 'CHIMIE' es indistinguible. Solo emite el azul marcado 'PARIS'. Con una velocidad controlada de aumento de temperatura, tanto el tiempo como la temperatura afectan al comportamiento de la luminiscencia. Esta propiedad de 'dependencia temporal/temperatura del almacenamiento óptico de información' ofrece un mecanismo antifalsificación altamente seguro.

Figura 1: Esquema de luminiscencia persistente (PersL) de SAO dopado con materiales cerámicos Eu²⁺, Dy³⁺, B³ +. Esquema de SAO-B vs SAO-G mostrando centros de emisión EU²⁺ y el paisaje conceptual de trampas (trampas de electrones relacionadas con Dy; modulación de red/defecto asistida por B). El concepto dinámico de antifalsificación combina respuestas dependientes del tiempo y la temperatura dentro de una sola familia de materiales. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Figura 2: Montaje de la medición de las propiedades PersL y termoluminiscencia (TL) de cerámicas SAO-B y SAO-G, preexcitadas por luz UV. Visión general de la cámara de vacío/criostato, el camino de excitación UV/visible, la recogida acoplada por fibra y la cadena de detección utilizada para la imagen PersL, espectros PersL y adquisición de TL. Se señalan los puntos de control clave: indicador de bomba verde; presión ≤ 1 × ^10-3 mbar; Terrario hermético a la luz. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Figura 3: Espectros persistentes de luminiscencia y curvas de decaimiento. (A) Espectros persistentes de luminiscencia y (B) curvas de decaimiento de fósforos SAO-B y SAO-G. Los espectros de emisión y las curvas de decaimiento de SAO-B (azul) y SAO-G (verde) se registraron tras 5 minutos de pre-excitación UV a 275 nm (LED; ≈ 2 mW ^cm-2). Tiempo de integración = 2 s; ≈ de compuertas 3 s; ganancia del detector = sensibilidad por defecto; distancia de recogida = 5 cm; completamente abierta; sin rechinar; Resta de fotograma oscuro aplicada. Media ± DE (n = 3) con un sombreado de IC del 95 %. Adquisición mediante cámara ICCD y software Winspec32-Princeton . Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Figura 4: Termoluminiscencia (TL) de fósforos SAO-B y SAO-G. Intensidad de la línea temporal vs. temperatura (β = 10 K ^min-1; 50-450 K) obtenida bajo idénticas configuraciones de detección que en la Figura 3. Integración = 2 s; distancia de recogida = 5 cm; Se aplica la resta de antecedentes. Las curvas representan la media ± DS (n = 3) con intervalos de confianza sombreados del 95%. Los parámetros completos de adquisición se proporcionan en la Tabla Suplementaria 1. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Figura 5: Antifalsificación resuelta en el tiempo usando los fósforos SAO-B y SAO-G. El vídeo original antifalsificación con resolución temporal se muestra en el Vídeo Suplementario 1. Por favor, haga clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Figura 6: Antifalsificación resuelta por temperatura usando los fósforos SAO-B y SAO-G. El vídeo original antifalsificación resuelto en el tiempo se muestra en el Vídeo Suplementario 2. Por favor, haga clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Tabla suplementaria 1: Parámetros de detección y adquisición. Por favor, haga clic aquí para descargar este archivo.

Vídeo suplementario 1: Hora resuelta anticounterfeiting.mp4 Por favor, haga clic aquí para descargar este archivo.

Vídeo suplementario 2: anticounterfeiting.mp4 de temperatura resuelta Haz clic aquí para descargar este archivo.

Discussion

La reproducción exitosa de este protocolo depende del control preciso de varios parámetros experimentales. La geometría uniforme de la muestra (grosor del pellet ~1 mm y diámetro 8-10 mm) garantiza gradientes de excitación y térmicos consistentes. El nivel de vacío debe verificarse en o por debajo de 1 × ^10-3 mbar con el indicador de bomba en el rango "verde" antes de comenzar la excitación. La adquisición inmediata de datos (retraso < 0,5 s tras el cierre del obturador) es esencial para capturar con precisión la cinética de decaimiento en etapas tempranas de la luminiscencia persistente (PersL). Se debe mantener una irradiancia constante en el plano de muestra (~2 mW·^cm-2 para excitación de 275 nm) para garantizar el relleno reproducible de la trampa. La velocidad de rampa de temperatura para las mediciones de termoluminiscencia (TL) debe mantenerse estable en 10 K·^min-1 para permitir la comparación cuantitativa de picos de brillo entre diferentes muestras. Finalmente, la resta y normalización uniforme de frames oscuros a lo largo de todas las pruebas son críticas para una comparación de intensidad válida y un ajuste cinético.

Si las señales PersL de tiempo temprano se acercan a la saturación del detector, se debe reducir la irradiancia de excitación o el tiempo de exposición manteniendo una ganancia constante. Una emisión débil tras ciclos repetidos puede indicar un vaciado incompleto de la trampa; en ese caso, precalienta la muestra a 420 K durante 10 minutos antes de la siguiente pasada para eliminar las cargas residuales de trampas profundas. Los niveles de referencia inconsistentes entre ejecuciones suelen surgir por la deriva de temperatura en el portamuestras. Luego, permitir un periodo de equilibrio de 5 minutos antes de la excitación minimiza esta variación. Cuando persisten bajas relaciones señal-ruido, se estrecha la apertura de recogida o se añade un filtro pasa banda óptico centrado en 520 nm para suprimir la luz ultravioleta dispersa.

Si la excitación visible (450-470 nm) produce una emisión despreciable, aumenta el tiempo de exposición a 5-10 s o vuelve a la excitación UV, ya que las colas de absorción de EU²⁺ en este rango son significativamente más débiles. La intensidad también está relacionada con el tipo y la cantidad de materiales en las mediciones. Verifica siempre que la corrección de fondo esté activada en WinSpec32 u otro software de detección antes de guardar espectros para evitar ruido oscuro residual.

En ambos fósforos PersL SAO, El²⁺ actúa como centro emisor mediante la transición 4f⁶5d¹ 4f⁷, mientras que Dy³⁺ introduce trampas de electrones que capturan y liberan gradualmente portadores de carga a temperatura^{ambiente 5}. La incorporación de B³⁺ ayuda a la densificación de la red y modifica los ambientes de vacancia de oxígeno, lo que conduce a estados de trampa ligeramente más profundos y a una duración prolongada de^{PersL 5}. Sin embargo, las diferencias en los comportamientos de luminiscencia persistente (PersL) y termoluminiscencia (TL) entre SAO-G y SAO-B se deben a su estructura cristalina diferente. _{SrAl 2}O₄ cristaliza en parámetros de red polimorfa monoclínica: a = 8,447 Å; b = 8.816 Å; c = 5,163 Å; β = 93.42°; grupo espacial P21, Z = 4. Sr₄Al₁₄O₂₅ cristaliza en el grupo de espacio Pmma ortorrómbico con a = 24,745 Å, b = 8,473 Å, c = 4,881 Å, Z = 2⁵. Estas diferencias estructurales modulan el campo cristalino local alrededor de Eu²⁺, desplazando el nivel de energía 5d respecto a la banda de conducción. En SAO-B con una coordinación Sr-O más estricta, el estado Eu²⁺ 5d se sitúa más cerca del mínimo de la banda de conducción, facilitando la generación de trampas más profundas y térmicamente más estables (a 0,78 eV) que sostienen la emisión a lo largo de escalas temporales más largas. Por el contrario, en SAO-G, una brecha ligeramente mayor de 5d-CB da lugar a trampas más superficiales (a 0,62 eV) que liberan cargas más rápidamente, produciendo un intenso pero de menor duración⁵.

Este estudio compara dos fases representativas de Sr-aluminato sin variación sistemática de las concentraciones de dopantes. Los trabajos futuros deberían incluir series de dopaje no dopadas SAO, solo en UE y Dy/B para aclarar las contribuciones individuales de cada dopante a la formación de trampas y al efecto persistente de luminiscencia. El temple térmico por encima de 420 K reduce la intensidad de emisión y limita la legibilidad a altas temperaturas, lo que sugiere la necesidad de co-dopantes con mayores profundidades de trampa para operar a temperaturas elevadas. Además, la lectura óptica demostrada aquí depende de detectores de grado laboratorio; Los detectores portátiles pueden requerir calibración fina para mantener una sensibilidad comparable.

Las estrategias tradicionales dinámicas antifalsificación suelen depender de compuestos de materiales mixtos que combinan múltiples fósforos de diferentes colores o desintegración multiplicada^{por 4}. Estos enfoques pueden sufrir dispersión desigual, diafonia óptica y degradación de componentes individuales bajo excitación repetida. En contraste, el enfoque SAO dependiente de fases empleado aquí aprovecha diferencias estructurales intrínsecas dentro de una sola familia química, proporcionando respuestas reproducibles y químicamente estables dependientes del tiempo y la temperatura sin mezclas complejas. Esta estrategia de una sola familia simplifica la formulación de tinta, mejora la compatibilidad en dispositivos multicapa y mantiene una dinámica de emisiones predecible a través de lotes de fabricación. Aunque el rango de color alcanzable es más estrecho que el de los sistemas multifósforo, la mejora en reproducibilidad y comportamiento de persistencia ajustable ofrece claras ventajas para aplicaciones prácticas de etiquetado óptico y seguridad.

Este protocolo establece un marco reproducible para evaluar PersL y TL en cerámicas basadas en SAO, enfatizando pasos críticos como la integridad del vacío, la precisión temporal y el reporte de parámetros. La combinación de parámetros cuantitativos de adquisición y discusión mecanicista proporciona una base para extender este sistema luminiscente dependiente de la fase a sensores sensibles a la temperatura y dispositivos dinámicos antifalsificación. Desde el punto de vista, las cerámicas SAO PersL no solo pueden incrustarse en tinta para patrones antifalsificación de rápido avance, sino que también pueden mezclarse con otros materiales comerciales para bioimagen^{20, 21, 22} e impresión^{3D 23, 24}. Se espera que los fósforos de aluminato de estroncio PersL, ajustables en color, contribuyan a una nueva generación de tecnologías de etiquetado de información óptica y antifalsificación.

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
LED de 405 nm	Thorlabs	N/A	Fuente de excitación para mediciones de lengua temporal
LED de 455 nm	Thorlabs	N/A	Fuente de excitación para luminiscencia persistente
Espectrómetro Acton SpectraPro 2150i	Princeton Instruments	Acton Spectra Pro	Monocromador visible; 300 ranuras/mm, centrado a 500 nm; acoplado con ICCD para la lengua de traducción
Ácido bórico (H3BO3)	Sigma-Aldrich	10043-35-3	Precursor para el dopaje B3+ en la reacción de estado sólido
Criostato de flujo de he-explosivo de ciclo cerrado	Criogenia de Sumitomo	HC-4E	Usado para experimentos de lengua temporal, hasta 15 K
Placa calefactora	Thermo Scientifi	88880004	Se utiliza para precalentar muestras para la eliminación térmica antes de las mediciones QY
Campo de luz	Princeton Inc.	N/A	Software de detección
Bromuro de potasio (KBr)	Sigma-Aldrich	7758-02-3	Se utiliza como matriz para pellets (muestra de 50 mg + 300 mg KBr & rarr; prensado en pellets de 1 cm de diámetro y multiplicado por 2 mm de grosor)
Scientific Pixis 100 ICCD cámara	Princeton Instruments (Roper Scientific)	Pixis 100	Cámara ICCD; Usado para TL, PersL, detección de RL (enfriado a y menos; 65 y º C de mediciones por rayos X)
Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+,B3+ muestra	BREVALOR Sà RL	Daniel Rytz preparó	Sintetizado en laboratorio por reacción de estado sólido a 1400 ºC; C usando óxidos (pureza de 4 N); Eu2+ ~1,0% mol%, Dy3+ ~1,5% mol%, B3+ ~17,5% mol%.
SrAl2O4:Eu2+,Dy3+,B3+ muestra	BREVALOR Sà RL	Daniel Rytz preparó	Pólvora comercial; Eu2+ ~1,5% mol%, Dy3+ ~5,0% mol%, B3+ ~0,9% en wt%.
Controlador de temperatura	Ribera del lago	Modelo 340	Conectado a un criostato para control de la lengua de cristal
Winspec32	Winspec33	N/A	Software de detección