近日，物理學(xué)院發(fā)光與顯示課題組在表面重構(gòu)誘導(dǎo)寬溫域上轉(zhuǎn)換發(fā)光增強領(lǐng)域取得重要進展，相關(guān)工作“Bright upconversion over extended temperatures enabled by an organic surface layer”以河北大學(xué)為第一單位發(fā)表在《Nature Communications》（2025,16, 3249）。索浩博士為論文的第一兼通訊作者，碩士研究生趙沛航為共同第一作者，香港城市大學(xué)王鋒教授為共同通訊作者。

稀土上轉(zhuǎn)換納米晶是一類新興的反斯托克斯發(fā)光材料，在信息安全、生物醫(yī)學(xué)、光電子技術(shù)等領(lǐng)域中具有重要應(yīng)用。然而，納米晶在實際應(yīng)用場景中極易受到表面猝滅效應(yīng)的影響，其發(fā)光效率在高溫下還會進一步衰減。迄今為止，尚未開發(fā)出寬溫域下具有高效發(fā)光的上轉(zhuǎn)換納米晶。針對上述科學(xué)問題，本文報道了一種合成方便且不改變納米晶尺寸的通用策略，通過表面配位有機分子作為能量保護勢壘，可以在寬溫度范圍內(nèi)顯著提高上轉(zhuǎn)換發(fā)光。機理研究發(fā)現(xiàn)有機-無機雜化表面層能夠有效抵抗缺陷并解耦高能振蕩，進而抑制激發(fā)能量的表面耗散。這種雜化表面勢壘的作用會隨著溫度的升高而增強，經(jīng)過配體包覆的納米晶在常溫和443 K下分別增強三個和六個數(shù)量級以上。通過設(shè)計核殼結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了對上轉(zhuǎn)換能量保護密封效應(yīng)的精確控制，建立了高亮度全彩熱致變色上轉(zhuǎn)換發(fā)光。該工作為高性能上轉(zhuǎn)換納米晶的研發(fā)提供全新思路，有望推動其在納米光子學(xué)、生物光子學(xué)等領(lǐng)域的實際應(yīng)用。

以上工作得到了國家自然科學(xué)基金面上項目、中國科協(xié)青年人才托舉工程、河北省燕趙黃金臺聚才計劃、香江學(xué)者計劃、河北大學(xué)生命科學(xué)與綠色發(fā)展研究院青年拔尖人才培養(yǎng)項目等經(jīng)費的支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-58587-8

（物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院、科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院供稿）