近日，物理學院發光與顯示課題組在表面重構誘導寬溫域上轉換發光增強領域取得重要進展，相關工作“Bright upconversion over extended temperatures enabled by an organic surface layer”以河北大學為第一單位發表在《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，香港城市大學王鋒教授為共同通訊作者。

稀土上轉換納米晶是一類新興的反斯托克斯發光材料，在信息安全、生物醫學、光電子技術等領域中具有重要應用。然而，納米晶在實際應用場景中極易受到表面猝滅效應的影響，其發光效率在高溫下還會進一步衰減。迄今為止，尚未開發出寬溫域下具有高效發光的上轉換納米晶。針對上述科學問題，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顯著提高上轉換發光。機理研究發現有機-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量級以上。通過設計核殼結構實現了對上轉換能量保護密封效應的精確控制，建立了高亮度全彩熱致變色上轉換發光。該工作為高性能上轉換納米晶的研發提供全新思路，有望推動其在納米光子學、生物光子學等領域的實際應用。

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

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

（物理科學與技術學院、科學與技術創新研究院供稿）