희토류 이온 도핑 재료, 유기 염료 및 양자점과 같은 형광 재료를 이용한 형광 온도 센싱은 항공 우주, 생의학, 식품 저장 등 분야에서 중요한 의미를 갖는다. 그중 무기 할로겐화물 페로브스카이트 양자점(PeQDs) 형광 재료는 높은 양자 수율과 강한 온도 의존성 등의 특성으로 형광 온도 센싱 분야에서 큰 응용 가능성을 보인다. 그러나 PeQDs는 하나의 광발광(PL) 피크만 가지며, 그 강도와 위치가 농도 및 크기 등의 요인에 의해 쉽게 영향을 받아 단일 PL 피크를 이용한 온도 센싱 정확도가 낮다. 본 연구에서는 구체 공동 어레이(MCA)와 PeQDs 박막이 결합된 새로운 온도 센싱 구조(MCA/PeQDs)를 제안하였으며, MCA/PeQDs 구조와 PeQDs 박막 간 온도 의존성 PL 피크 강도 비를 이용하여 온도 센싱을 실현하였다. 이 구조는 구체 공동 내의 벽파 모드(WGMs)에 의한 Purcell 효과를 강화하여 자발 방출 속도를 높이고, 포논 보조 소멸 효과를 억제함으로써 PeQDs 형광의 증강을 달성하였다. 결과는 223～373 K 범위에서 PeQDs 농도가 0.1316 mg/mL이고 구체 공동 직경이 (19±1) μm일 때, 절대 감도(S_a)와 상대 감도(S_r)가 각각 0.75 K^-1 및 1.95%·K^-1에 도달할 수 있음을 보여주었다. 본 연구는 단일 PL 피크를 이용한 온도 센싱 정확도가 낮다는 단점을 극복하고 형광 재료가 고성능 형광 온도 센서에 적용될 수 있는 새로운 길을 열었다.

온도 센싱; 구체 공동; 무기 할로겐화물 페로브스카이트 양자점; 형광 증강