近日，我院发光与显示团队在荧光热增强型比率测温领域研究取得新进展，研究成果“Structural Confinement induced Near-unity Quantum Yield for Single-band Ratiometric Thermometry”发表在《Laser & Photonics Reviews》（2023, 2300542），硕士研究生常纪文为论文第一作者，索浩博士，李磊朋博士和王志军教授为共同通讯作者。
近年来，基于双波长激发的单波段比率荧光测温方案凭借灵敏度高、测试便捷等优势成为了测温领域的研究热点，该方法可以有效避免光谱重叠导致的测试误差，同时不易受到介质的干扰。然而，目前报道的荧光温敏材料普遍存在严重的浓度猝灭和热猝灭效应，极大地限制了实际应用场景中的温度分辨率（精度）。为了解决上述技术难题，该团队开发了一类具有结构限域效应的非浓度猝灭双钨酸盐发光材料，首次在单一基质中实现Tb3+和Eu3+离子接近100%的荧光量子效率。在这种特殊的结构中，掺杂离子的配位多面体被相互隔离，有效抑制了不利的交换或多极相互作用，从而实现了多种稀土掺杂离子相对较高的猝灭浓度。此外，高掺杂浓度可以通过促进交叉弛豫过程，优化激发态吸收激发下的荧光热增强性能，其中Tb3+在303-603 K范围内发光热增强20倍以上。这种优异的荧光热增强特性可以有效改善单波段测温技术的性能(Sr= 4.01 % K-1，𝛿T= 0.1 K)，在柔性薄膜温度传感领域具有巨大的应用前景。上述结果为克服荧光材料的浓度和热猝灭的研究提供了崭新思路，有望切实提高荧光测温技术的实际性能，有望应用于复杂场景中的实时精准测温。
以上工作得到国家自然科学基金、河北省优秀青年基金、香江学者计划、河北大学高层次人才启动项目和物理学院公共测试中心的资助和大力支持。
论文链接：https://doi.org/10.1002/lpor.202300542
