近日，课题组在稀土掺杂双钙钛矿荧光测温方面取得进展，相关成果以“Erbium-Induced Boost in Self-Trapped Exciton Emission of Double Perovskites for Highly Sensitive Multimodal and Multiplexed Optical Thermography”为题目发表在国际知名期刊《Advanced Functional Materials》上。其中，论文第一作者为硕士研究生李高强和程珊珊，通讯作者为陈旭副教授、贾陌尘研究员和史志锋教授。

荧光测温学是一种具有亚微米级空间分辨率的远程测温技术，通过提取探针的荧光特征作为温度的指示信号。比率荧光型（FIR）和荧光寿命型测温都与探针浓度和光电位移无关，并且因其高灵敏度和快速响应而成为光学测温的主流方法。近年来，由于无铅钙钛矿自限域激子（STEs）的多色可调宽带发射、优异的稳定性、强激子-声子耦合和大的Stokes位移，在远程光学温度测量领域显示出了巨大的潜力。尽管已经取得了一些进展，但获得高效无铅双钙钛矿的发光，并实现便携式移动设备的快速响应二维热成像仍然是一个挑战。

本文基于Er³⁺离子掺杂Cs₂NaInCl₆双钙钛矿，构建了一种具有高相对灵敏度（S_r）和自校准能力的明亮多模、多路复用光学温度计，可通过移动设备快速简化读取温度。Er³⁺离子的掺杂不仅显示出高效的绿色特征发射，而且在价带上形成了局部量子阱结构，并打破了In³⁺位点的对称性，从而促进了更多STEs的生成，提高了双钙钛矿的发光效率。另外，STEs的温度敏感蓝色发射和Er³⁺的温度不敏感绿色发射（4f-4f跃迁）赋予了多模态光学测温，包括荧光寿命型、FIR型和比色型，获得的最大S_r为3.8% K⁻¹（431 K），而基于上转换热耦合能级的原级温度计可作为校准其他模式的参考。同时，所设计的温度计具有良好的光稳定性、可重复性和长期工作和存储的稳定性。最后，研究人员基于从蓝色到绿色的显著热致变色现象，通过智能手机拍摄和软件分析来快速采集荧光的不同色彩通道，利用比色法（G/B）实现了微电子设备的二维热成像。这项工作证明了无铅双钙钛矿在低成本和便携式光学测温学方面的巨大潜力。

该工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、河南省自然科学基金项目等项目的支持。

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202403073