Estudio de detección de temperatura autorreferenciada con aumento de fluorescencia en cavidades microesféricas de puntos cuánticos de perovskita haluro inorgánica

LI Xi ,  

ZHAO Chen ,  

MI Yanlin ,  

YAN Yinzhou ,  

摘要

El uso de materiales fluorescentes, como materiales dopados con iones de tierras raras, colorantes orgánicos y puntos cuánticos, para la detección de temperatura fluorescente tiene una gran importancia en los campos de la aeroespacial, biomédica y almacenamiento de alimentos. Entre ellos, los puntos cuánticos de perovskita haluro inorgánica (PeQDs) presentan una alta eficiencia cuántica y una fuerte dependencia de la temperatura, mostrando un gran potencial en el campo de la detección de temperatura fluorescente. Sin embargo, PeQDs tiene solo un pico de fotoluminiscencia (PL), cuya intensidad y posición son fácilmente afectadas por factores como la concentración y el tamaño, lo que reduce la precisión de la detección de temperatura basada en un solo pico PL. En este trabajo, proponemos una nueva estructura de detección de temperatura que consiste en una matriz de cavidades esféricas (MCA) acoplada con una película PeQDs (MCA/PeQDs), utilizando la proporción de la intensidad del pico PL dependiente de la temperatura entre la estructura MCA/PeQDs y la película PeQDs para la detección de temperatura. Esta estructura mejora la tasa de emisión espontánea mediante el efecto Purcell reforzado por modos de pared de eco (WGMs) en la cavidad microesférica, suprimiendo el efecto de extinción asistida por fonones y logrando una mejor amplificación fluorescente de PeQDs. Los resultados muestran que en el rango de 223~373 K, cuando la concentración de PeQDs es 0.1316 mg/mL y el diámetro de la cavidad microesférica es (19±1) μm, la sensibilidad absoluta (Sa) y la sensibilidad relativa (Sr) pueden alcanzar 0.75 K-1 y 1.95%·K-1 respectivamente. Este trabajo supera las limitaciones de baja precisión de la detección de temperatura basada en un solo pico PL y abre nuevas vías para la aplicación de materiales fluorescentes en sensores de temperatura fluorescentes de alto rendimiento.

关键词

Detección de temperatura; Cavidad microesférica; Puntos cuánticos de perovskita haluro inorgánica; Aumento de fluorescencia

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