一种基于紫磷荧光光谱的温度变化监测器及其制备方法

本发明属于二维材料荧光光谱领域，具体涉及二维材料荧光光谱的温度变化监测器及其制备方法。

背景技术：

1、荧光光谱温度变化监测器是一种利用不同温度下荧光光谱的变化进行温度监控的器件，核心部件由温度敏感材料组成。当前荧光光谱温度变化监测器已经在工业生产和科学研究领域得到了广泛应用，而小型化，轻量化，宽温域监测和荧光特征明显是当前研究的关键。二维材料由于其高的比表面积、高载流子迁移率广泛利用于制备小型化、轻量化、集成化器件。二维材料种类众多、物性丰富，使研究者们能够自由选择特定的材料来实现所需的应用，已在光电子学、光学、催化、气体分离、能量储存转化和生物医学等各种领域进行应用研究。然而，二维材料受到分解温度低，监测能力差和荧光能力差等条件的限制，材料的荧光光谱的温度变化监测器的发展受到明显阻碍。紫磷（vp）作为一种新型二维范德华材料，由于其自身高分解温度（512℃）和可见波段的荧光特性，成为制备基于荧光光谱的温度变化监测器的潜力材料。

技术实现思路

1、本发明目的是为了解决上述问题，设计了一种基于紫磷荧光光谱的温度变化监测器及其制备方法；

2、一种基于紫磷荧光光谱的温度变化监测器，包括：（由下至上）硅/二氧化硅衬底、薄层紫磷vp、薄层六方氮化硼h-bn；

3、所述的监测器经退火处理。

4、所述的退火是在退火炉中，抽至真空，以10 ℃ /min的速率升温至100 ℃，保持20min。

5、一种基于紫磷荧光光谱的温度变化监测器的制备方法，包括：

6、1）将衬底切割为1 cm×1 cm的正方形；

7、2）机械剥离紫磷：

8、a.将紫磷块体材料置于蓝胶带上，反复以20 n的力利用粘性粘贴紫磷，实现材料的减薄；

9、b.取一片pdms薄膜，置于蓝胶带上，施加 50 n的压力，取pdms薄膜，将vp转移到衬底上；

10、c.加热至80℃并保持10分钟后，取下pdms薄膜；

11、3）机械剥离氮化硼h-bn：

12、a.将h-bn块体材料置于蓝胶带上，反复以20 n的力利用粘性粘贴紫磷，实现材料的减薄；

13、b.取一片pdms薄膜，置于蓝胶带上，施加 50 n的压力，并利用pdms薄膜粘性将h-bn转移到pdms薄膜上；

14、c. 将h-bn材料和盛有vp的衬底进行转移堆叠，确保h-bn完全覆盖vp材料。将整体加热至80℃并保持10分钟后，取下上层pdms薄膜，此时上层pdms薄膜所黏附的vp已经全部转移到单位衬底上；

15、4）退火：将得监测器的衬底正面朝上置于玻璃舟中，将玻璃舟放置于退火炉中间位置；开启真空泵，将退火炉抽至真空。以10 ℃ /min的速率升温至100 ℃，保持20min。

16、一种检测环境温度的方法，包括：采用权利要求1所述的一种基于紫磷荧光光谱的温度变化监测器；

17、1）引入波长为320 nm的激光，从300 k开始每升高40 k采集一次荧光光谱，直至580 k，建立变温荧光光谱图；

18、2）检测荧光光谱发光中心和荧光强度，根据建立的变温荧光光谱图，计算环境温度。

19、本发明提供了一种基于紫磷荧光光谱的温度变化监测器及其制备方法。基于紫磷荧光光谱的温度变化监测器包括：硅/二氧化硅衬底，vp，h-bn。上述的硅/二氧化硅衬底作为最下层的承载物，利用蓝胶带和pdms对于商用二维vp和h-bn体材料进行前行剥离和转移。通过退火确保异质结间结合紧密。本发明通过制备vp/h-bn异质结，利用vp的荧光光谱实现紫外环境温度监测。

技术特征：

1.一种基于紫磷荧光光谱的温度变化监测器，包括：由下至上依次硅/二氧化硅衬底、薄层紫磷vp、薄层六方氮化硼h-bn。

2.根据权利要求1所述的一种基于紫磷荧光光谱的温度变化监测器，其特征在于：所述的监测器经退火处理。

3.根据权利要求2所述的一种基于紫磷荧光光谱的温度变化监测器，其特征在于：所述的退火是在退火炉中，抽至真空，以10 ℃ /min的速率升温至100 ℃，保持20 min。

4.一种基于紫磷荧光光谱的温度变化监测器的制备方法，包括：

5.一种检测环境温度的方法，包括：采用权利要求1所述的一种基于紫磷荧光光谱的温度变化监测器；

技术总结本发明提供了一种基于紫磷荧光光谱的温度变化监测器及其制备方法，基于紫磷荧光光谱的温度变化监测器包括：硅/二氧化硅衬底，VP，h‑BN。上述的硅/二氧化硅衬底作为最下层的承载物，利用蓝胶带和PDMS对于商用二维VP和h‑BN体材料进行前行剥离和转移。通过退火确保异质结间结合紧密。本发明通过制备VP/h‑BN异质结，利用VP的荧光光谱实现紫外环境温度监测。技术研发人员：刘为振,刘玉庆,仲玮恒,段鑫宇,孙照杰,辛巍受保护的技术使用者：东北师范大学技术研发日：技术公布日：2024/12/2