发光与显示课题组在余辉温度传感方向取得新进展

近期，我院发光与显示课题组在余辉温度传感方向取得新进展，相关工作“Persistent Luminescence Ratiometric Thermometry at the Nanoscale”以河北大学为第一单位发表在Advanced Optical Materials，并入选Back Cover，李磊朋博士为论文第一作者及通讯作者，香港城市大学王锋教授为论文共同通讯作者。

Er³⁺是一种稀土离子，具有一对特殊的热耦合能级：²H_11/2和⁴S_3/2激发态，粒子数布局满足玻尔兹曼分布，因此对应的²H_11/2→⁴I_15/2和⁴S_3/2→⁴I_15/2跃迁强度比可以用来监测温度的变化。有别于传统的实时光激励下的荧光强度比测温技术，课题组前期已经证实余辉阶段Er³⁺的²H_11/2→⁴I_15/2和⁴S_3/2→⁴I_15/2跃迁强度比依然满足玻尔兹曼分布，但仅限于微米尺度。本工作成功将基于Er³⁺的绿光余辉的荧光强度比测温技术拓展至纳米尺度：首先制备了一种具有余辉发射的NaYF₄:Er³⁺纳米颗粒，进一步通过包覆NaYF₄壳层有效提高余辉的亮度和持久性，可达小时量级；此外，NaYF₄:Er³⁺@NaYF₄核壳纳米结构的平均粒径约为17.5纳米；在对最优样品进行充能后，详细研究了余辉的温度依赖关系，结果表明Er³⁺的²H_11/2→⁴I_15/2和⁴S_3/2→⁴I_15/2跃迁强度比随温度升高呈e指数增长，且该比值在固定温度仅呈现波动，从而证实了纳米尺度下基于Er³⁺的绿光余辉的荧光强度比测温技术的可行性。

以上工作得到了国家自然科学基金、“香江学者计划”项目、河北省教育厅项目、河北大学高层次引进人才项目以及河北大学物理科学与技术学院公共测试中心的大力支持。

文章链接：https://doi.org/10.1002/adom.202502186