Estudo de sensoriamento de temperatura autorreferenciado com aumento de fluorescência em cavidades microesféricas de pontos quânticos de perovskita haleto inorgânico

LI Xi ,  

ZHAO Chen ,  

MI Yanlin ,  

YAN Yinzhou ,  

摘要

O uso de materiais fluorescentes, como materiais dopados com íons de terras raras, corantes orgânicos e pontos quânticos, para sensoriamento de temperatura por fluorescência tem importante significado nos campos aeroespacial, biomédico e armazenamento de alimentos. Entre eles, os pontos quânticos de perovskita haleto inorgânico (PeQDs) possuem alta eficiência quântica e forte dependência da temperatura, mostrando grande potencial na área de sensoriamento de temperatura por fluorescência. No entanto, PeQDs apresentam apenas um pico de fotoluminescência (PL), cuja intensidade e posição são facilmente afetadas por fatores como concentração e tamanho, reduzindo a precisão do sensoriamento de temperatura baseado em um único pico PL. Neste trabalho, propomos uma nova estrutura de sensoriamento de temperatura baseada em uma matriz de cavidades microesféricas (MCA) acoplada a um filme PeQDs (MCA/PeQDs), utilizando a razão da intensidade do pico PL dependente da temperatura entre a estrutura MCA/PeQDs e o filme PeQDs para o sensoriamento de temperatura. Essa estrutura aumenta a taxa de emissão espontânea por meio do efeito Purcell reforçado pelos modos de eco de parede (WGMs) na cavidade microesférica, suprimindo o efeito de extinção assistida por fônon e alcançando um melhor aumento de fluorescência dos PeQDs. Os resultados mostram que na faixa de 223~373 K, quando a concentração de PeQDs é 0,1316 mg/mL e o diâmetro da cavidade microesférica é (19±1) μm, a sensibilidade absoluta (Sa) e a sensibilidade relativa (Sr) podem atingir 0,75 K-1 e 1,95%·K-1, respectivamente. Este trabalho supera as limitações da baixa precisão do sensoriamento de temperatura baseado em um único pico PL, abrindo novos caminhos para a aplicação de materiais fluorescentes em sensores de temperatura fluorescentes de alto desempenho.

关键词

Sensoriamento de temperatura; Cavidade microesférica; Pontos quânticos de perovskita haleto inorgânico; Aumento de fluorescência

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