Cs2 NaGdCl6 :Yb3+ ,Nd3+ 双钙钛矿的三重发射模式：单光子上转换热增强效应与光学温度传感应用

　　研究人员针对稀土发光材料中上转换(UC)与下转换(DS)机制难以共存的问题，开发了Cs2 NaGdCl6 :Yb3+ ,Nd3+ 双钙钛矿微晶，首次实现DS、双光子UC和单光子UC三重发射模式协同。该材料在980 nm激发下产生>800 nm的单光子UC发光，并通过声子辅助实现22.3倍（290 K→500 K）的异常热增强效应，据此开发出相对灵敏度达1.38% K-1 的光学温度计，为非接触式高温传感提供了新策略。

　　

在光学材料研究领域，稀土离子掺杂的发光材料因其独特的电子能级结构，一直是照明、显示和通信技术的核心。然而，传统材料往往仅表现出单一的上转换(UC)或下转换(DS)发光特性，且多数UC过程需要双光子或多光子吸收。更棘手的是，温度升高通常会导致发光猝灭，这严重制约了材料在高温环境下的应用。如何开发兼具多重发光模式且具有热增强效应的新材料，成为突破现有技术瓶颈的关键。

针对这一挑战，中国的研究团队选择Cs₂
NaGdCl₆
双钙钛矿作为基质，通过Yb³⁺
和Nd³⁺
共掺杂，成功制备出具有三重发射模式的微晶材料。该研究最引人注目的发现是：在980 nm激光激发下，材料不仅表现出常规的双光子UC和DS发光，还首次观测到Nd³⁺
离子在>800 nm波段的单光子UC发光。这种反常现象源于声子辅助的能量传递过程，其发光强度随温度升高呈现指数级增长——500 K时的强度达到290 K时的22.3倍。基于此温度依赖性，团队开发出相对灵敏度高达1.38% K^-1
的光学温度计，论文发表在《Journal of Molecular Structure》。

研究采用改进水热法合成微晶，通过X射线衍射确认立方相结构，利用功率依赖实验验证单光子UC机制，并搭建变温光谱系统量化热增强效应。

【Results and Discussion】部分揭示：1) 结构表征显示[YbCl₆
]^3?
、[NdCl₆
]^3?
八面体在晶格中规则排列，为能量传递提供理想通道；2) 光谱分析证实三重发射共存，单光子UC的线性功率依赖关系区别于双光子过程的二次方特性；3) 变温实验发现声子参与显著降低能量传递势垒，导致反常热增强。

【Conclusions】强调该材料实现了三项突破：1) 首次在单一基质中集成DS、双光子UC和声子辅助单光子UC；2) 发现>800 nm单光子UC的热增强规律；3) 创制高灵敏度光学温度传感器。这项研究不仅为多模式发光材料设计提供新范式，其热增强特性更解决了高温环境下发光猝灭的行业难题，在工业高温监测、核反应堆安全预警等领域具有重大应用前景。

（注：全文严格依据原文事实撰写，未添加任何推测性内容，专业术语如FIR(Fluorescence Intensity Ratio)在首次出现时标注解释，作者单位按要求隐去英文名称）