Te4+ 掺杂零维钙钛矿Cs3 In2 Cl9 的高灵敏度光学温度传感材料研究

针对荧光温度检测技术中灵敏度不足和稳定性差的问题，研究人员通过超声辅助法合成Te4+ 掺杂的零维钙钛矿Cs3 In2 Cl9 ，实现了基于自陷激子（STE）发射的高灵敏度光学测温（Sr =6.27% K?1 ），其优异的热稳定性和色稳定性为无铅荧光温度传感器开发提供了新思路。

　　

在光电材料领域，铅基卤化物钙钛矿虽表现出卓越性能，但其毒性和环境风险制约了实际应用。与此同时，现有荧光温度传感器普遍面临灵敏度低（如Mn⁴⁺
掺杂材料的S_r
仅0.34% K^?1
）、稳定性差等瓶颈。如何开发兼具高灵敏度和环境友好特性的新型测温材料，成为研究者亟待解决的难题。

针对这一挑战，中国研究人员通过创新性的超声辅助合成法，成功制备了Te⁴⁺
掺杂的零维钙钛矿Cs₃
In₂
Cl₉
。该材料在390 nm近紫外光激发下产生585 nm的橙黄色自陷激子（Self-Trapped Exciton, STE）发射，其荧光寿命随温度变化呈现显著规律性。研究团队综合运用X射线粉末衍射（XRD）、拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）等技术证实，Te⁴⁺
取代In³⁺
位点引发的晶格畸变增强了电子-声子耦合效应，这是实现高灵敏度测温的关键。该成果发表于《Journal of Luminescence》，为无铅荧光温度传感器的设计提供了重要范式。

关键技术方法包括：超声辅助室温合成Cs₃
In_2-x
Cl₉
:xTe⁴⁺
（x=0-0.07）多晶样品；通过变温荧光光谱和衰减曲线分析温度敏感性；结合密度泛函理论（DFT）计算阐明电子结构变化。

【Synthesis and microstructures】
XRD分析显示Te⁴⁺
掺杂后仍保持三方R-3c相结构，但[In₂
Cl₉
]^3-
骨架发生局部畸变。XPS证实Te以+4价态存在，替代In位形成[TeCl₆
]^2-
单元。

【Conclusion】
最优化的0.03Te⁴⁺
掺杂样品在300-350 K区间展现6.27% K^?1
的相对灵敏度（S_r
），优于同类材料（如Cs₂
InCl₅
?H₂
O:Te⁴⁺
的6.2% K^?1
）。经多次升降温循环和长时间测试，材料保持>95%的初始发光强度，证实其卓越稳定性。

该研究首次在Cs₃
In₂
Cl₉
体系中实现STE工程化调控，不仅建立了超声合成零维钙钛矿的新方法，更通过Te⁴⁺
的5s²
电子构型设计，为开发环境友好型高灵敏度光学温度传感器提供了普适性策略。其创新性体现在：（1）将STE效应与温度传感性能直接关联；（2）突破传统双模式发射测温的材料限制；（3）为无铅钙钛矿在极端环境监测中的应用奠定基础。