摘要
在纳米尺度上进行精确的温度测量是现代科学和技术中的一个关键挑战，因为传统方法在这些尺度上无法有效工作。为了解决这一挑战，我们展示了一种基于反斯托克斯光致发光（也称为光致发光上转换，UPL）的高度灵敏的纳米温度计，该温度计使用单层二硫化钨作为材料。利用单层材料中的直接带隙和强激子-声子耦合效应，我们在300至425 K的温度范围内实现了超过4% K?1的卓越相对灵敏度，使其成为报道中性能最好的材料之一。观察到了强烈的共振增强UPL现象，这证实了光学声子在光致发光上转换机制中的核心作用。此外，我们提出了一个分析模型来定量描述UPL过程，该模型考虑了声子种群、带隙变窄以及基底效应之间的相互作用，该模型可以预测共振温度，并为任何表现出反斯托克斯光致发光响应的材料提供了一个具有广泛适用性的框架。为了证明其作为高分辨率光学温度计的实用性，我们在一个20微米长的单层材料上绘制了20°C的热梯度图，空间分辨率为1微米。凭借其高灵敏度、强信号和出色的重复性，我们的工作确立了单层过渡金属硫属化合物作为先进微电子和生物系统中非侵入式热传感的领先平台。
利益冲突
作者声明没有利益冲突。
数据可用性声明
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