近日,课题组在稀土掺杂双钙钛矿的光学热成像方面取得进展,相关成果以“Engineering Phonon Anharmonicity in Lanthanide-Doped Double Perovskites for Deep-Learning-Assisted Colorimetric Thermography”为题发表在国际知名期刊《Advanced Functional Materials》上。论文第一作者为硕士研究生王哲,通讯作者为贾陌尘研究员、陈旭副教授和史志锋教授。
无铅金属卤化物中的自陷激子(STE)为发展下一代光学测温技术提供了强大的工具库,然而,如何调控其热致脱陷动力学以优化发光热响应、实现高性能应用,仍然是一个挑战。本研究基于Sb3+/Er3+掺杂双钙钛矿提出了一种便携式智能比色测温平台,将色相–饱和度–明度(HSV)颜色编码与深度学习相结合,实现了高精度热成像。通过对三价阳离子位点的调控,可以改变尺寸相关的晶格硬度,从而增强电子–声子耦合,并降低Sb3+诱导STE脱陷的热激活能垒。在铟基双钙钛矿中,高键离子性激发了显著的四阶声子非谐性,这不仅引起了强烈的晶格热膨胀,还同时降低了键力常数,最终实现了45.08 meV的超低热激活能,并获得了最强的热猝灭效应。进一步,我们引入Er3+作为光谱稳定的发光中心来诱导灵敏的热致变色行为,并提出了一种具备高颜色识别能力的HSV比色热成像方法。为消除环境光照与手机拍摄角度引入的伪影,我们开发了基于YOLO11的深度学习算法,可直接从微电子器件的原始荧光图像中端到端地解码温度信息,并实现了92.20%的高准确率。

该工作得到了国家自然科学基金、河南省自然科学基金等项目的支持。
文章链接:https://doi.org/10.1002/adfm.75233