近日，物理科学与技术学院发光与显示课题组在近红外发光金属卤化物光电传感领域的研究取得重要进展，相关工作“Non-Destructive and High-Fidelity Sensing of Plant Water Content Enabled by Near-Infrared Luminescent Metal Halides”以河北大学为第一单位发表于国际高水平期刊《Advanced Materials》。硕士研究生赵雅宁为论文第一作者，中科院长春应化所研究员林君、河北大学李盼来教授、张国栋副教授为论文共同通讯作者。
随着工业、环境以及生物研究领域的迅速发展，对各类产品含水量的检测成为至关重要的技术基础。然而传统检测方法大多存在破坏性步骤，同时伴有响应滞后的问题。基于水分传感中无损、稳定检测的核心需求，该研究团队提出了一种高性能近红外（NIR）发光材料。通过Te4+与Mo4+共掺杂，在金属卤化物Cs2HfCl6中构建了能量传递路径，使该材料实现高效近红外发射，光致发光量子产率（PLQY）可达63.8%。在商用蓝光芯片上封装得到的NIR LED具备优异的长期工作稳定性，器件光电转换效率达到16.1%。
依托上述材料的光学性能，研究团队将NIR LED与光电传感电路、机器学习算法进行集成，构建了用于检测植物叶片含水量的无损传感系统。通过神经网络框架对含水率区间进行分类来反映植物不同生长状态，训练集精度达到98.6%，可服务于精准农业下的作物生长预测。
以上工作得到了国家自然科学基金、河北省自然科学基金、河北大学自然科学多学科交叉研究计划和河北大学高层次人才引进计划的资助与支持。
论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.74821
