无机卤化物钙钛矿量子点微球腔荧光增强自参考温度传感研究

作者：李茜; 赵晨^*; 米彦霖; 闫胤洲

来源：发光学报, 2023, 44(10): 1786-1796.

• 温度传感
• 微球腔
• 无机卤化物钙钛矿量子点
• 荧光增强

利用稀土离子掺杂材料、有机染料以及量子点等荧光材料实现荧光温度传感在航空航天、生物医疗、食品储存等领域具有重要意义。其中，无机卤化物钙钛矿量子点(PeQDs)荧光材料由于具有量子产率高，温度依赖性强等特点，在荧光温度传感领域展现了巨大的应用前景。然而，PeQDs只有一个光致荧光(PL)峰，其强度和位置极易受到浓度和尺寸等因素的干扰，因此用单一PL峰进行温度传感的准确性较低。在本工作中，我们提出了一种微球腔阵列(MCA)耦合PeQDs薄膜(MCA/PeQDs)的新型温度传感结构，利用MCA/PeQDs结构与PeQDs薄膜具有温度依赖性的PL峰值强度比实现温度传感。该结构通过微球腔中回音壁模式(WGMs)增强的Purcell效应提高了自发辐射速率，抑制了声子辅助猝灭效应，从而实现了较好的PeQDs荧光增强。结果表明，在223～373 K范围内，当PeQDs浓度为0.131 6 mg/mL、微球腔直径为(19±1)μm时，该结构的绝对灵敏度(Sa)与相对灵敏度(Sr)可达到0.75 K-1和1.95%·K-1。本工作克服了使用单个PL峰进行温度传感准确性差的缺点，为荧光材料在高性能荧光温度传感器中的应用开辟了新的途径。

• 单位
  北京工业大学