近日，星空在线,星空在线(中国)发光与显示团队在基于温度传感应用的测温材料研究取得新进展，研究成果“Cr3+-facilitated ultra-sensitive luminescence ratiometric thermometry at cryogenic temperature”发表在《Laser & Photonics Reviews》(2023, 2200589)，硕士研究生李锐、魏国辉为论文第一作者，李磊朋博士、索浩博士、王志军教授和李盼来教授为共同通讯作者。
温度在许多领域都起着关键作用，从我们的日常生活到工程实践。虽然传统的温度计现在也被广泛使用，但由于接触特性，它们在很多情况下受到了很大的限制。相比之下，发光材料的光学测温可以很好地克服这个问题，具有响应时间快、相对热敏性优异等优点。该团队利用Cr3+离子掺杂进入具有尖晶石结构的Li2ZnGe3O8材料中，在温度从50 K升高到300 K时，698、713以及721 nm处的发射峰展示出相反的变化趋势，从而达到光学测温的目的。在室温下，荧光强度比率（LIR）几乎比50 K时高两个数量级，能量间隙达到224.28 cm-1，表明LZGO:Cr的样本可以用来反映温度的变化。另外，考虑热分辨率和温度之间的关系，推断出该材料具有解决温度微小变化的能力。通过计算玻尔兹曼线性温度范围内热分辨率随温度的变化趋势，在整个温度范围内，热分辨率小于0.60 K，最佳分辨率为0.032 K，因此特别适用在需要区分较小温度梯度的实际应用中，且比例发光温度计的可重复性(R)>99%。该测温方法在50 K时不仅具有相对较高的灵敏度（13.09%K-1）和优异的分辨率（0.032 K），展现出具有巨大的应用前景；而且可以扩展到其它种类的Cr3+相关的温度计，为开发更高灵敏温度计提供指导思路。
《Laser & Photonics Reviews》是物理与光学领域的国际著名权威期刊，涵盖光学科学各个方面的研究，为中科院物理类1区Top期刊，在光学领域期刊排名4/99。以上工作得到国家自然科学基金、河北省杰出青年基金、河北省自然科学基金、河北省高层次人才资助项目等经费的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1002/lpor.202200589
