Contrôle dépendant de la phase de la profondeur du piège et de la luminescence persistante dans les phosphores à l’aluminate de strontium

Summary

Cette étude étudie les mesures optiques standard de deux céramiques luminescentes persistantes : SAO-B (bleu) et SAO-G (vert), tels que la thermoluminescence (TL) et la luminescence persistante (PersL). En contrôlant la profondeur du piège électronique, ce travail innove dans les méthodes dynamiques anti-contrefaçon « à résolution de température » et « résolue dans le temps ».

Abstract

Les matériaux luminescents persistants (PersL) ont attiré une attention significative pour leurs applications en visualisation, signalisation, bioimagerie et anti-contrefaçon, en raison de leur émission durable après pré-excitation. Cependant, atteindre à la fois des durées d’émission prolongées et une luminescence stable reste un défi. Dans cette étude, nous proposons deux céramiques précédemment synthétisées en laboratoire : Sr₄Al₁₄O₂₅ : Eu²⁺, Dy³⁺, B³⁺ (bleu-emitting@490 nm, SAO-B) et_{SrAl 2}O₄ : Eu²⁺, Dy³⁺, B³⁺ (vert-emitting@520 nm, SAO-G) appartenant aux phosphores aluminates de strontium. Ce travail démontre une approche expérimentale globale impliquant des caractérisations détaillées de la thermoluminescence (TL) et du PersL. Sous diverses sources d’excitation (UV et lumière visible), nous avons identifié que SAO-B présente des pièges plus profonds et des temps de désintégration plus longs, tandis que SAO-G présente une intensité d’émission initiale plus forte. De plus, la vidéo enregistre deux technologies dynamiques anti-contrefaçon « thermo-solvées » et « temporelles » innovantes sur une large échelle de temps, allant de quelques secondes à quelques minutes. La méthodologie fournie constitue une référence précieuse pour les chercheurs souhaitant optimiser les phosphores persistants pour la sécurité, l’éclairage et les applications d’affichage dynamique.

Introduction

Les applications anti-contrefaçon de haute qualité bénéficient généralement d’émissions multicolores générées par le mélange de plusieurs matériaux luminescents^{distincts 1}, ce qui conduit à résoudre des défis tels que l’incompatibilité des interfaces, des coûts plus^{élevés 2,3}, une qualité incohérente, ce qui peut même accroître la susceptibilité à la contrefaçon⁴. En effet, l’utilisation des mêmes matrices/composition suggère une fabrication simplifiée, améliore la stabilité chimique et physique, ce qui offre un potentiel multicanal de signaux optiques via l’accordage des longueurs d’onde ou la conception^{structurelle 5}, améliorant ainsi l’efficacité^{anti-contrefaçon 6}. Malgré ce potentiel, des recherches limitées ont été menées sur l’exploitation des propriétés luminescentes uniques dépendant de la phase des matériaux d’aluminate de strontium (SAO) émettant du bleu et du vert pour créer des motifs anti-contrefaçon dynamiques et résolus^{dans le temps 7,8}.

Les phosphores SAO bleus et verts présentent des propriétés caractéristiques de luminescence persistante (PersL) et de thermoluminescence (TL), régies par des structures de pièges liées à l’émission^{EU 2+ et aux défauts 5,9}. Green_{SrAl 2}O₄ : Eu²⁺, Dy³⁺ montre une lueur résiduelle intense et durable culminant entre 510 et 520 nm, où Eu²⁺ agit comme centre luminescent et Dy³⁺ (avec des défauts intrinsèques) fournit une large distribution de pièges à électrons qui libèrent progressivement des porteurs de charge à température ambiante, produisant un PersL puissant. Les études TL de ce matériau révèlent systématiquement plusieurs pics de lueur correspondant à des pièges peu profonds et profonds, confirmant que sa persistance exceptionnelle provient d’une libération de porteurs thermiquement activés sur une plage de profondeurs de piège ^9,10. En revanche, le Sr₄Al₁₄O₂₅ :Eu²⁺,Dy³⁺ émet dans la plage de 440-490 nm et présente généralement une longue lueur en présence de pièges profonds. Les mesures de la ligne de l’œil montrent des pics de lueur distincts à des températures plus élevées (350-440 K), indiquant des niveaux de piège plus profonds comparés à la phase^{verte 9,11}. Ensemble, les analyses PersL et TL démontrent que la couleur spectrale, le comportement de désintégration et la durée de postlueur de ces phosphores SAO sont contrôlés par l’interaction entre l’émission de Eu²⁺ et la distribution de profondeur du piège créée par les co-dopants et les défauts du réseau. Bien que SAO-B et SAO-G soient individuellement bien étudiés, leur appariement dépendant de la phase n’a pas été explicitement exploité pour une anti-contrefaçon dynamique avec une chimie unifamiliale. Combler cette lacune en recherche peut faire avancer de manière significative le développement de matériaux SAO pour des applications haute performance et orientées sécurité.

Cette étude a spécifiquement étudié les propriétés de luminescence persistante (PersL) des céramiques : Sr₄Al₁₄O₂₅ : Eu²⁺,Dy³⁺,B³⁺ (bleu-emitting@490 nm, SAO-B) et_{SrAl 2}O₄ : Eu²⁺, Dy³⁺,B³⁺ (vert-emitting@520 nm, SAO-G). De manière cruciale, grâce à des expériences détaillées de thermoluminescence (TL), on pouvait évaluer systématiquement la distribution de la profondeur des pièges et la stabilité luminescente de ces matériaux sous ultraviolet (UV)^11,12, et la pré-excitation visible (par exemple, 450 nm^)13,14. Notez que B³⁺ favorise la formation de phase/le frittage et module la chimie des défauts/la distribution des pièges dans les aluminates (souvent via le comportement de formateur de verre/flux), améliorant la stabilité du PersL à une chaleur^{modérée 5,15}. Le signal des phosphores SAO peut être mesuré entre 50 et 450 K. Les caractérisations TL fournissent des informations cruciales sur les mécanismes sous-jacents au comportement luminescent^{persistant 16}, révélant des pièges d’électrons plus profonds et des durées de désintégration plus longues dans SAO-B, ainsi que des intensités d’émission initiales plus fortes dans SAO-G.

En nous appuyant sur ces connaissances fondamentales, nous comblons le manque de recherche par (i) une caractérisation PersL/TL côte à côte dans des conditions identiques et (ii) des démonstrations protocolisées de balises optiques codées en temps/température. Nous proposons des stratégies novatrices pour des applications anti-contrefaçon « à résolution de température » et « à résolution temporelle ». Cette approche exploite les caractéristiques distinctives de PersL dépendantes de la phase des matériaux étudiés, démontrant des schémas d’émission dynamiques qui évoluent de manière prévisible au fil du temps et de la température. Ainsi, cette enquête approfondie contribue non seulement aux connaissances essentielles sur la luminescence contrôlée par piège, mais fournit également un cadre pratique pour optimiser les matériaux basés sur les SAO pour des applications technologiques avancées en étiquetage de sécurité, illumination de sécurité et affichages dynamiques.

Protocol

REMARQUE : Un aperçu schématique des matériaux et du flux de travail est présenté à la Figure 1, et le système de mesure est montré à la Figure 2. Voici le protocole standard détaillé, étape par étape, pour mesurer les propriétés de luminescence persistante (PersL) et de thermoluminescence (TL) des céramiques SAO-B et SAO-G préexcitées par UV, basé sur la procédure expérimentale clinique.

1. Préparation et prétraitement de l’échantillon

1. Prépare l’échantillon.
   1. Les échantillons PersL peuvent être des poudres ou des céramiques et cristaux de grande taille. Mesurez les poudres selon le programme suivant : pressez les granulés de SAO-B et SAO-G sous une pression uniaxiale de 3,5 tonnes pendant 5 minutes.
      REMARQUE : Chaque spécimen avait une masse typique de ~120 mg pour une forme uniforme de 10 mm de diamètre et 1,0 mm^{d’épaisseur 17}.
   2. Retirez tous les pièges des échantillons PersL en chauffant les échantillons. Chauffer à 350 K pendant 10 minutes ne dégage que les pièges peu profonds/surfaces et laisse des pièges plus profonds qui n’affectent pas le PersL à température ambiante (RT). Pour un pré-nettoyage complet, chauffez à 480 K pendant 10 minutes avant les mesures. Notez que cette température peut varier d’un matériau à l’autre.
2. Le stockage a lieu après le vidage du piège.
   1. Appliquez une fine couche uniforme de pâte argentée sur le porte-échantillons.
   2. Attendez 10 à 15 minutes jusqu’à ce que la pâte soit complètement sèche et que la poudre soit bien fixée.

2. Montage de l’échantillon

1. Monte sur le support.
   1. Utilisez toujours les mêmes vis pour le porte-échantillons, en correspondant exactement aux positions.
   2. Serrez les vis en croix, en faisant trois tours pour assurer une pression uniforme.
2. Installez la chambre intérieure.
   1. Insérez la chambre intérieure (avec des trous ouverts sur tous les côtés) sur le support de l’échantillon.
3. Fixe la chambre extérieure.
   1. Placez la chambre extérieure avec la fenêtre bouchée vers le haut (pour l’excitation ultraviolette-visible [UV-Vis]).
   2. Gardez la vanne fermée pendant ce processus.

3. Préparation du système et pompage

1. Allumez la pompe : démarrez la pompe à vide avec la vanne fermée.
2. Surveillez l’état de la pompe : Lorsque l’indicateur de pompe passe du jaune (clignotant) au vert, ouvrez la vanne.
3. Pré-pompage : Gardez la vanne ouverte et attendez 15 à 20 minutes pour assurer un vide adéquat.
4. Surveillez la pression.
   1. Pendant le pompage, vérifiez le manomètre : clignotement rouge = pression de gaz (échelle noire) ; Vert clignotant = pression (échelle rouge).
   2. Assurez-vous que la pression finale est inférieure à 1 × ^10-3 (mbar) avant d’ouvrir la vanne de la chambre.

4. Installation optique et blindage lumineux

1. Installez la fibre optique et le blindage.
   1. Ajustez la fibre pour optimiser la collecte de lumière émise.
   2. Couvrez tout l’ensemble d’une couverture noire pour éviter la lumière parasite et l’excitation de fond.

5. Refroidissement et contrôle de la température (pour TL)

1. Refroidissement par eau : Ouvrez l’alimentation en eau avant d’utiliser le cryostat et le compresseur.
2. Contrôleur de température : Allumez le contrôleur. Réglez la plage du chauffage (par exemple, 50 mW) et la température cible (par exemple, 10 K). Ensuite, utilisez le menu indiqué et confirmez les réglages deux fois.
3. Laissez le système atteindre la température cible.
4. Attendez que la température descende en dessous de 150 K avant de refermer la vanne.
5. Continuez à pomper pour que le porte-échantillon reste sous vide.
   REMARQUE : À la fin de l’expérience, l’échantillon peut atteindre une température élevée (~500 K). Réinitialisez toujours le chauffage à 10 K avant de finir. Ne jamais éteindre le compresseur avant que la température ne soit inférieure à 350 K pour éviter des dommages aux appareils.

6. Excitation et mesure

1. Option A : Pour la luminescence persistante (PersL) :
   1. Pré-excitation : Éclairez l’échantillon avec de la lumière UV (par exemple, excitation UV LED à 275 nm, 2 mW·^cm-2, et pour d’autres informations détaillées, voir le Tableau Supplémentaire 1) ou visible pendant le temps désiré (typiquement 5 min)¹⁸.
      REMARQUE : L’appareil photo et le spectromètre fonctionnaient avec un temps d’intégration (exposition) de 2 s. Le gain du détecteur était réglé sur la sensibilité par défaut (non ajustable par l’utilisateur). Une fenêtre de barrage d’environ 3 s a été appliquée. La distance de collecte était de 5 cm, avec la fente d’entrée complètement ouverte et aucune grille installée. Une soustraction de fond et une correction des images sombres ont été effectuées. Après excitation, l’intensité d’émission était enregistrée immédiatement et continuellement sur le long terme (de quelques secondes à plusieurs minutes ou heures) à l’aide d’une caméra ICCD contrôlée par le logiciel WinSpec32. D’autres paramètres de détection et d’acquisition se trouvent dans le Tableau Supplémentaire 1. Ces paramètres étaient constants pour toutes les mesures, sauf indication contraire dans les légendes individuelles des figures.
   2. Collectez PersL : Effectuez des mesures PersL sur un échantillon pré-excité. La lumière d’émission est collectée via une fibre optique par une caméra ICCD (dispositif couplé à charge intensifiée) refroidie à -65 °C couplée à un spectromètre pour l’analyse spectrale.
   3. Après l’excitation, enregistrez immédiatement l’intensité de l’émission et sur une durée (de quelques secondes à plusieurs minutes ou heures), à l’aide de la caméra ICCD et du logiciel de détection.
2. Option : B Pour la thermoluminescence (TL) :
   1. Pré-excitation : Comme décrit ci-dessus, excitez l’échantillon avec des rayons UV ou visibles.
   2. Rampe de température : Après excitation, augmentez la température de l’échantillon à un taux contrôlé (par exemple, 10 K·^min-1) jusqu’à la température cible (par exemple, 470 K).
   3. Enregistrez en continu les spectres d’émission (luminescence) à mesure que la température augmente.

7. Finition et sécurité

1. Assurez-vous que le chauffage est réglé au point de consigne de basse température (par exemple, 10 K).
2. Laissez la température descendre en dessous de 350 K avant d’éteindre le compresseur. Laissez la chambre atteindre la pression atmosphérique avant de s’ouvrir.
3. Démontez la chambre et le porte-échantillon une fois que le système atteint la position RT.

8. Gestion des données

1. Analysez les courbes de désintégration PersL et les courbes de lueur TL à l’aide d’un logiciel de détection.
2. Veillez à ce que les données soient identifiées par type d’excitation, échantillon, date et conditions expérimentales pertinentes.
   REMARQUE : Avant de commencer, videz tous les pièges en chauffant les échantillons à 350 K (la température de dépiège est liée aux matériaux). Protégez toujours le système de la lumière ambiante lors des mesures sensibles. Étiquetez et suivez tous les échantillons pour la répétabilité. Conservez les journaux de pression, de température et d’état du système pour le dépannage et la reproductibilité. Pour une reproductibilité maximale, utilisez toujours la même procédure pour tous les échantillons et notez toute écartation. Pour la reproductibilité, l’excitation et la détection doivent être contrôlées, telles que l’intensité, la distance de détection et le temps.

Results

Les propriétés de luminescence persistante (PersL) de SAO-B et SAO-G ont été systématiquement comparées à température ambiante après une excitation UV à 275 nm, comme le montrent les spectres d’émission des deux composés (Figure 3A). SAO-B émet une lumière bleue atteignant un pic de 490 nm ; au contraire, le SAO-G émet du vert, atteignant un pic de 520 nm. Les deux composés présentaient des propriétés PersL exceptionnelles et une émission de longue durée correspondant à la transition 5d-4f d’Eu²⁺. Notamment, SAO-B a montré une décroissance plus longue que SAO-G (Figure 3B).

Le pic de la TL correspond à la transition 5d-4fde l’EU²⁺ pour les deux échantillons. Des signaux TL forts apparaissent au-dessus de 300 K pour SAO-B et au-dessus de 250 K pour SAO-G (Figure 4). L’intensité maximale de la langue de la SAO-B est comparable à celle de la SAO-G, ce qui indique que l’excitation UV est efficace pour la transition électronique des deux échantillons. En détail, les courbes lumineuses de la TL révèlent un pic large centré à 350 K pour SAO-B (courbe bleue), tandis que SAO-G présente deux pics distincts à 290 K et 320 K (courbe verte), ce qui signifie une distribution plus large de la profondeur du piège. En utilisant la formule¹⁹ d’Urbach, on peut obtenir :

(E =_{T max} / 500)

Les profondeurs de piège calculées sont de 0,78 eV pour SAO-B et 0,62 eV pour SAO-G⁵. En général, le SAO-B affiche des pièges électroniques plus profonds, ce qui entraîne une post-lueur significativement plus longue que le SAO-G.

Un PersL ultra-long observé à température ambiante (RT, ~300 K) est présenté dans la vidéo complémentaire 1. Ces matériaux céramiques SAO ont des applications potentielles dans les applications anti-contrefaçon. Une marque bicolore anti-contrefaçon, « PSL », était fabriquée à partir des céramiques SAO-B et SAO-G PersL (Figure 5, Vidéo supplémentaire 1). Après la pré-excitation UV, ce motif anti-contrefaçon émettait une double couleur pendant plus d’une heure.

De plus, la vidéo présente également une nouvelle stratégie « anti-contrefaçon résolue par température », utilisant les SAO-G et SAO-B PersL (Figure 6, Vidéo complémentaire 2). Ces phosphores présentent des réponses luminescences distinctives lors de la stimulation thermique, permettant leur intégration dans le marquage de sécurité. L’application repose sur le comportement de la langue de langue des matériaux SAO. À température ambiante ~300 K, on observe un fort PersL. À mesure que la température augmente lentement jusqu’à 330 K, des changements systématiques dans l’intensité de luminescence et les caractéristiques d’émission se produisent. À 370 K, une réduction significative de l’intensité du PersL est enregistrée à partir du « CHIMIE » marqué en vert par rapport au « PARIS » marqué en bleu. Enfin, à 420 K, l’émission persistante de la marque verte « CHIMIE » est indiscernable. Seul le bleu marqué « PAIS » émet des mots. Avec un taux de température croissant contrôlé, le temps et la température influencent tous deux le comportement de luminescence. Cette propriété de « dépendance temps/température du stockage optique de l’information » offre un mécanisme anti-contrefaçon hautement sécurisé.

Figure 1 : Schéma de luminescence persistante (PersL) de SAO dopée avec des matériaux céramiques Eu²⁺, Dy³⁺, B³+. Schéma de SAO-B vs SAO-G montrant les centres d’émission EU²⁺ et le paysage conceptuel des pièges (pièges à électrons liés à Dy ; Modulation de réseau/défaut assistée par B). Le concept dynamique anti-contrefaçon combine des réponses dépendantes du temps et de la température au sein d’une même famille de matériaux. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figurine.

Figure 2 : Installation de la mesure des propriétés PersL et thermoluminescence (TL) des céramiques SAO-B et SAO-G, préexcitées par la lumière UV. Aperçu de la chambre à vide/cryostat, du chemin d’excitation UV/visible, de la collecte couplée par fibres et de la chaîne de détection utilisée pour l’imagerie PersL, les spectres PersL et l’acquisition de la TL. Les points de contrôle clés sont indiqués : indicateur de pompe vert ; pression ≤ 1 × ^10-3 MBA ; Enclos étanches à la lumière. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figurine.

Figure 3 : Spectres de luminescence persistants et courbes de désintégration. (A) Spectres de luminescence persistants et (B) courbes de désintégration des phosphores SAO-B et SAO-G. Les spectres d’émission et les courbes de désintégration de SAO-B (bleu) et SAO-G (vert) ont été enregistrés après 5 minutes de pré-excitation UV à 275 nm (LED ; ≈ 2 mW ^cm-2). Temps d’intégration = 2 s ; la fermeture ≈ 3 s ; gain du détecteur = sensibilité par défaut ; distance de collecte = 5 cm ; fente complètement ouverte ; pas de grinçage ; Soustraction par cadre sombre appliquée. Moyenne ± DS (n = 3) avec une ombre IC à 95 %. Acquisition via caméra ICCD et logiciel Winspec32-Princeton. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figurine.

Figure 4 : Thermoluminescence (TL) des phosphores SAO-B et SAO-G. Intensité TL vs. température (β = 10 K ^min-1 ; 50-450 K) obtenues sous les mêmes réglages de détection que dans la Figure 3. Intégration = 2 s ; distance de collecte = 5 cm ; Soustraction de fond appliquée. Les courbes représentent la moyenne ± DE (n = 3) avec des intervalles de confiance ombrés à 95 %. Les paramètres complets d’acquisition sont fournis dans le Tableau Supplémentaire 1. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figurine.

Figure 5 : Anti-contrefaçon résolue en temps utilisant les phosphores SAO-B et SAO-G. La vidéo originale anti-contrefaçon à temps résolue est présentée dans la Vidéo Supplémentaire 1. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 6 : Anti-contrefaçon résolue par température utilisant les phosphores SAO-B et SAO-G. La vidéo originale anti-contrefaçon à résolution temporelle est présentée dans la Vidéo Supplémentaire 2. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Tableau complémentaire 1 : Paramètres de détection et d’acquisition. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Vidéo complémentaire 1 : Temps réglé anticounterfeiting.mp4 Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Vidéo complémentaire 2 : Température résolue anticounterfeiting.mp4 Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Discussion

La reproduction réussie de ce protocole dépend d’un contrôle précis de plusieurs paramètres expérimentaux. Une géométrie uniforme de l’échantillon (épaisseur du pellet ~1 mm et diamètre 8-10 mm) assure une excitation et des gradients thermiques constants. Le niveau de vide doit être vérifié à 1 × ^10-3 mbar avec l’indicateur de pompe dans la plage « verte » avant le début de l’excitation. L’acquisition immédiate des données (délai < 0,5 s après la fermeture de l’obturateur) est essentielle pour capturer avec précision la cinétique de désintégration précoce de la luminescence persistante (PersL). Une irradiance constante au niveau du plan échantillon (~2 mW·^cm-2 pour une excitation de 275 nm) doit être maintenue afin de garantir un remplissage reproductible du piège. Le taux de rampe de température pour les mesures de thermoluminescence (TL) doit rester stable à 10 K·^min-1 afin de permettre une comparaison quantitative des pics de lueur entre différents échantillons. Enfin, une soustraction uniforme des images sombres et une normalisation sur toutes les pistes sont essentielles pour une comparaison d’intensité valide et un ajustement cinétique.

Si les signaux PersL précoces approchent la saturation du détecteur, il faut réduire soit l’irradiance d’excitation, soit le temps d’exposition tout en maintenant un gain constant. Une faible émission après des cycles répétés peut indiquer un vidage incomplet du piège ; dans ce cas, préchauffez l’échantillon à 420 K pendant 10 minutes avant la prochaine sortie pour éliminer les charges résiduelles des pièges profonds. Les niveaux de base incohérents entre les remontées proviennent généralement d’une dérive de température dans le porte-échantillon. Alors en laissant une période d’équilibrage de 5 minutes avant l’excitation, cette variation est minimisée. Lorsque les rapports signal/bruit faibles persistent, réduisez l’ouverture de collecte ou ajoutez un filtre passe-bande optique centré à 520 nm pour supprimer la lumière UV parasite.

Si l’excitation visible (450-470 nm) produit une émission négligeable, augmentez le temps d’exposition à 5-10 s ou revenez à l’excitation UV, car les queues d’absorption de l’EU²⁺ dans cette plage sont nettement plus faibles. L’intensité est également liée au type et à la quantité des matériaux dans les mesures. Vérifiez toujours que la correction de fond est activée dans WinSpec32 ou un autre logiciel de détection avant d’enregistrer les spectres afin d’éviter les bruits sombres résiduels.

Dans les deux phosphores PersL SAO, Eu²⁺ agit comme centre émetteur via la transition 4f⁶5d¹ 4f⁷, tandis que Dy³⁺ introduit des pièges à électrons qui capturent et libèrent progressivement les porteurs de charge à température^{ambiante 5}. L’incorporation de B³⁺ favorise la densification du réseau et modifie les environnements à vacuité d’oxygène, conduisant à des états de piège légèrement plus profonds et à une durée prolongée de^{PersL 5}. Cependant, les différences dans les comportements de luminescence persistante (PersL) et de thermoluminescence (TL) entre SAO-G et SAO-B sont dues à leur structure cristalline différente. _{SrAl 2}O₄ cristallise dans les paramètres du réseau polymorphe monoclinique : a = 8,447 Å ; b = 8,816 Å ; c = 5,163 Å ; β = 93.42°; groupe d’espace P21, Z = 4. Sr₄Al₁₄O₂₅ cristallise dans le groupe orthorhombique de l’espace Pmma avec a = 24,745 Å, b = 8,473 Å, c = 4,881 Å, Z = 2⁵. Ces différences structurelles modulent le champ cristallin local autour d’Eu²⁺, déplaçant le niveau d’énergie 5d par rapport à la bande de conduction. Dans SAO-B avec une coordination Sr-O plus serrée, l’état Eu²⁺ 5d se situe plus près du minimum de la bande de conduction, facilitant la génération de pièges plus profonds et thermiquement plus stables (à 0,78 eV) qui soutiennent l’émission sur des échelles de temps plus longues. Inversement, dans SAO-G, un écart légèrement plus grand en 5d-CB entraîne des pièges plus peu profonds (à 0,62 eV) qui libèrent des charges plus rapidement, produisant une postlueur intense mais de courte^{durée 5}.

Cette étude compare deux phases représentatives de Sr-aluminate sans variation systématique des concentrations de dopants. Les travaux futurs devraient inclure des séries de co-dopage non dopées SAO, Eu-only et Dy/B afin de clarifier les contributions individuelles de chaque dopant à la formation du piège et à l’effet de luminescence persistant. Le trempe thermique au-dessus de 420 K réduit l’intensité d’émission et limite la lisibilité à haute température, ce qui suggère la nécessité de co-dopants avec des profondeurs de piège plus élevées pour un fonctionnement à haute température. De plus, la lecture optique démontrée ici repose sur des détecteurs de qualité laboratoire ; Les détecteurs portables peuvent nécessiter un calibrage fin pour maintenir une sensibilité comparable.

Les stratégies traditionnelles de contrefaçon dynamique reposent souvent sur des composites à matériaux mixtes qui combinent plusieurs phosphores de différentes couleurs ou se désintègrent multipliés^{par 4}. Ces approches peuvent souffrir d’une dispersion inégale, d’une diaphonie optique et de la dégradation des composants individuels sous excitation répétée. En revanche, l’approche SAO dépendant de la phase employée ici exploite les différences structurelles intrinsèques au sein d’une même famille chimique, fournissant des réponses reproductibles et chimiquement stables dépendantes du temps et de la température sans mélange complexe. Cette stratégie monofamiliale simplifie la formulation de l’encre, améliore la compatibilité dans les dispositifs multicouches et maintient des dynamiques d’émission prévisibles à travers les lots de fabrication. Bien que la plage de couleurs atteignable soit plus étroite que celle des systèmes multi-phosphores, le gain de reproductibilité et de comportement de persistance ajustable offre des avantages évidents pour les applications pratiques de marquage optique et de sécurité.

Ce protocole établit un cadre reproductible pour évaluer PersL et TL dans les céramiques basées sur SAO, mettant l’accent sur des étapes critiques telles que l’intégrité du vide, la précision temporelle et le reporting des paramètres. La combinaison des paramètres d’acquisition quantitatifs et de la discussion mécaniste fournit une base pour étendre ce système luminescent dépendant de la phase aux capteurs sensibles à la température et aux dispositifs dynamiques anti-contrefaçon. À titre de perspective, les céramiques SAO PersL peuvent non seulement être intégrées dans l’encre pour des motifs anti-contrefaçon à progression rapide, mais aussi mélangées à d’autres matériaux commerciaux pour la bioimagerie^{20, 21, 22} et l’impression^{3D 23, 24}. Les phosphores aluminate de strontium PersL ajustables en couleur devraient contribuer à une nouvelle génération de technologies d’étiquetage optique de l’information et de lutte contre la contrefaçon.

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
LED 405 nm	Thorlabs	N/A	Source d’excitation pour les mesures de la langue de langue
LED 455 nm	Thorlabs	N/A	Source d’excitation pour la luminescence persistante
Spectromètre Acton SpectraPro 2150i   ;	Princeton Instruments	Acton Spectra Pro	Monochromateur visible ; 300 rainures/mm, centré à 500 nm ; couplé à l’ICCD pour la langue de référence
Acide borique (H3BO3)	Sigma-Aldrich	10043-35-3	Précurseur du dopage B3+ dans la réaction à l’état solide
Cryostat à flux d’hélâme en cycle fermé	Cryogénie Sumitomo	HC-4E	Utilisé pour les expériences de langue de langue, jusqu’à 15 K
Plaque chauffante	Thermo Scientifi	88880004	Utilisé pour préchauffer des échantillons pour le dépiège thermique avant les mesures QY
Champ lumineux	Princeton Inc.	N/A	Logiciel de détection & nbsp ;
Bromure de potassium (KBr)	Sigma-Aldrich	7758-02-3	Utilisé comme matrice pour les granulés (échantillon de 50 mg + 300 mg KBr & rarr ; pressé en granulés de 1 cm de diamètre et multipliés par 2 mm d’épaisseur)
Scientific Pixis 100 ICCD appareil photo & nbsp ;	Princeton Instruments (Roper Scientific)	Pixis 100	Caméra ICCD ; Utilisé pour la détection TL, PersL, RL (refroidi à &moins ; 65 & degré C pour mesures aux rayons X)
Sr