近日，taptap下载安装安卓韩迎东博士、魏通教授课题组与南开大学宋峰教授团队在上转换发光荧光温度传感研究中取得新进展。团队以Pr3+为典型离子，系统研究了激发波长和激发方式对温度传感的影响，通过改变能量传递通道实现了温度传感灵敏度的提升。同时本工作以脉冲激光激发法有效抑制发光材料自热问题。该工作为基于激发波长和工作模式策略实现高灵敏和稳定的温度传感提供了全面的分析解决方案。该研究成果以“Pursuing Reliability and Sensitivity of Pr3+Fluorescence Temperature Sensing: through the Lens of Excitation Strategy”为题发表在中科院二区TOP期刊Advanced Optical Materials上。
温度作为最重要的物理参数之一，在科学研究、工业生产和日常生活中具有广泛的影响。特别是在生物医学诊断、航空航天监测和电子元件制造等高新领域，及时可靠地获取温度一直是不可或缺的。在众多温度传感技术中，荧光温度传感具有独特的优势，如远程测温、非侵入性、高灵敏度、高空间分辨率和快速响应等。最近，研究者们型开发了一系列优异的镧系发光传感纳米结构。其中，比率荧光温度传感是指基于不同峰的荧光强度比对温度的依赖性进行测温，由于其出色的传感稳定性和灵敏度，被认为是最有效的策略之一。
尽管镧系发光传感媒介的性能不断提高，但一个不可避免且值得注意的实际问题是，当被光源激发时，媒介本身固有的光热效应对传感准确度构成了挑战。在实际的荧光光纤温度传感系统中，传感介质直接接触光纤端面，激发光照射会导致介质本身的温度迅速升高到环境或被测物体的温度以上。为了解决这一问题，我们提出脉冲激光激发方法可以有效地抑制光热积累引起的温度陡升。
Pr3+是一种具有丰富激发模式（上转换和下转换）和发射波长的激活剂，为系统研究其温度传感控制策略提供了先天条件。在这项工作中，我们在优化掺杂浓度的前提下对脉冲激发方法的影响进行研究，这些方法可以抑制自热效应对上转换和下转换发光的影响。结果表明不同的激发波长会导致内部能量传输通道的改变，从而进一步影响温度传感效果。其中，980nm脉冲激光可以使传统概念中的热耦合能级的产生非热耦合状态，并且获取的相对灵敏度性能是基于下转换发光的三倍以上。该工作为基于激发波长和工作模式策略实现高灵敏度和稳定的温度传感提供了一种较全面的分析解决方案。
taptap下载安装安卓为第一完成单位，研究生张星星为学生第一作者，韩迎东博士、魏通教授、宋峰教授为共同通讯作者。该研究得到中央高校专项项目的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1002/adom.202401559
