Étude de la détection de température auto-référencée renforcée par fluorescence des microcavités sphériques à points quantiques pérovskites halogénures inorganiques

LI Xi ,  

ZHAO Chen ,  

MI Yanlin ,  

YAN Yinzhou ,  

摘要

L'utilisation de matériaux fluorescents tels que les matériaux dopés aux ions de terres rares, les colorants organiques et les points quantiques pour la détection de température par fluorescence est d'une importance majeure dans les domaines de l'aérospatiale, de la biomédecine et du stockage des aliments. Parmi eux, les points quantiques pérovskites halogénures inorganiques (PeQDs) se distinguent par leur rendement quantique élevé et leur forte dépendance à la température, offrant un potentiel considérable dans la détection de température par fluorescence. Cependant, les PeQDs ne présentent qu'un seul pic de photoluminescence (PL), dont l'intensité et la position sont facilement affectées par des facteurs tels que la concentration et la taille, ce qui réduit la précision de la détection basée sur un seul pic PL. Dans ce travail, nous avons proposé une nouvelle structure de détection de température composée d'un réseau de microcavités sphériques (MCA) couplé à un film PeQDs (MCA/PeQDs), utilisant le rapport des intensités des pics PL dépendant de la température entre la structure MCA/PeQDs et le film PeQDs pour la détection de température. Cette structure améliore le taux d'émission spontanée grâce à l'effet Purcell renforcé par les modes à parois acoustiques (WGMs) dans les microcavités, tout en supprimant l'effet d'extinction assistée par phonons, réalisant ainsi une meilleure amplification de fluorescence des PeQDs. Les résultats montrent que dans la plage de 223 à 373 K, lorsque la concentration de PeQDs est de 0,1316 mg/mL et que le diamètre de la microcavité est de (19±1) μm, la sensibilité absolue (Sa) et la sensibilité relative (Sr) atteignent respectivement 0,75 K-1 et 1,95 %·K-1. Ce travail surmonte les limites de précision de la détection de température basée sur un seul pic PL et ouvre de nouvelles voies pour l'application des matériaux fluorescents dans les capteurs de température fluorescents haute performance.

关键词

Détection de température; Microcavité sphérique; Points quantiques pérovskites halogénures inorganiques; Amplification de fluorescence

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