近年来，发光温度计因其独特的优势而受到广泛关注，包括快速响应、远程测量以及在受电磁干扰和强腐蚀影响的恶劣或极端环境中的可靠性能[1], [2], [3], [4], [5], [6]。这些独特特性缓解了传统接触式传感方法的固有局限性，促进了精确可靠的远程热映射，并突显了它们在多个学科中的广泛应用潜力[2], [7]。在发光温度计中用于确定温度的各种策略中，基于发光强度比（LIR）和发光动力学的策略由于具有高可靠性而被最广泛使用[2], [7]。尽管这种策略非常有前景，但在某些条件下比率测量方法的应用受到限制。特别是当荧光体位于强光吸收或散射介质中时，色散会严重扭曲发射光谱，从而影响温度读出的准确性[7]。为了解决这一限制，应考虑使用发射带之间光谱分离较小的比率温度计，或者采用基于动力学的方法。
设计具有紧密间隔发射带的比率温度计通常依赖于热耦合能级或激发态的Stark组分[8], [9], [10]。这类温度计的相对灵敏度与这些能级之间的能量间隙成正比，该能量间隙必须保持在2000 cm-1以下以保持高效的热耦合。因此，这些温度计的相对灵敏度通常不超过2% K-1LIR时，由于能量分离通常约为100 cm-1
其中，基于热诱导相变的发光温度计由于其优越的温度测量性能而引起了广泛兴趣[14], [15], [16], [17], [18], [19], [20], [21], [22], [23], [24], [25]。结构相变改变了掺杂离子占据的晶体位点的对称性，改变了Stark组分的数量和能量，从而重塑了发射光谱。对应于荧光体低温相和高温相的发射线的相反热行为使得能够开发出具有极高相对灵敏度的比率发光温度计，灵敏度可达到35.2% K-1 [24]。
另一方面，基于寿命的发光温度计由于其不受周围介质消光系数变化的影响而具有吸引力[2], [7]。虽然这种方法显示出强大的潜力，但其相对灵敏度通常低于比率测量技术。因此，提高基于寿命的温度计的性能需要利用其他热依赖的能量转移机制。最近的研究表明，声子辅助的能量转移为提高灵敏度提供了有希望的途径[26], [27], [28], [29], [30]；然而，热诱导的结构相变与声子辅助的能量转移之间的相互作用仍大部分未被探索。
为了全面考虑这些因素，本研究调查了LiYO2:Nd3+,Yb3+荧光体的光谱特性随温度的变化，评估了它们在比率测量和基于寿命的发光温度测量中的潜力。尽管之前已经研究了LiYO2中的结构相变及其对掺杂了各种镧系离子的材料的光谱特性的影响，但大多数研究集中在单一掺杂系统上[14], [15], [24], [31], [32], [33]。相比之下，本研究探讨了一种同时掺杂Nd3+和Yb3+离子的系统，这使得两种镧系中心之间的热激活、声子辅助的能量转移成为可能。正如先前的研究所证明的，在同时掺杂Nd3+和Yb3+离子的系统中，温度变化可以激活双向的声子辅助能量转移过程，即Nd3+ → Yb3+和Yb3+ → Nd3+ [34], [35], [36]。根据Miyakawa-Dexter理论，这种声子辅助的能量转移的概率不仅取决于温度，还取决于宿主晶格的声子特性[37]。因此，通过修改宿主材料的组成可以有效地调节这些过程的效率。在LiYO2中的这种共掺杂策略创造了一个独特的场景，其中一级结构相变与温度依赖的声子辅助能量转移过程共存。据我们所知，这种相互作用在LiYO2宿主晶格中尚未被系统地研究过。阐明这两种机制——结构转变或能量转移——中哪一种主导了LiYO2:Nd3+,Yb3+的光谱特性的热演化是非常重要的。这样的研究从基础角度提供了宝贵的见解，加深了我们对耦合结构和电子过程的理解，并从实际角度指导了多功能发光材料的合理设计。还详细研究了Nd3+离子浓度对温度测量性能的影响。此外，应用了两种不同的策略来分析Yb3+离子的发光动力学：时间分辨的发光衰减曲线分析和时间门控检测方法。
