近日，我院发光与显示团队在负热膨胀诱导热增强荧光测温领域研究取得新进展，研究成果“Eu3+-Activated Single-Band Ratiometric Nanothermometry by Lattice Negative Thermal Expansion”发表在《Laser &photonics reviews》（2023, 2200884），硕士研究生蒲璐瑶为论文第一作者，索浩博士和李盼来教授为共同通讯作者。
基于双波长激发的单波段荧光测温方案凭借灵敏度高、测试便捷等优势成为近年来的研究热点，它可以有效避免光谱重叠导致的测试误差，同时不易受到介质的干扰。目前报道的单波段测温方案主要基于热增强的激发态吸收（ESA）和热偏移的电荷迁移态（CTS）过程，尽管灵敏度较高，但是其较低的吸收效率极大限制了常温发光效率和温度分辨率。为此，该团队构建了热增强型单波段测温技术，利用水热法合成了一系列Eu3+离子掺杂负热膨胀Sc2Mo3O12纳米片，在高效常温发光的基础上获得了Eu-O CTS激发下Eu3+发射热增强。实验结果表明晶格的负热膨胀性质可以改善材料在高温下的结构刚性，结合正热膨胀对照实验证明了负热膨胀特性对发光热增强效应的主导作用。相反，在对应基态吸收过程（GSA）的波长激发下检测到Eu3+发射的严重热猝灭现象。凭借这种激发波长响应的热稳定性差异，获得了较高的相对灵敏度（Sr= 2.0% K-1）和温度分辨率（𝛿T = 0.121 K），并在微电子器件中验证了薄膜测温的应用前景。上述结果为高性能荧光测温技术的设计提供了新思路，有望应用于复杂场景中的实时精准测温。
以上工作得到国家自然科学基金、河北省优秀青年基金、河北省高层次人才资助项目等经费的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1002/lpor.202200884
