明确低维基质中掺杂镧系离子的格位对称性，是全面解析上转换微米、纳米粒子上转换发光（UCL）机制的关键核心。作为目前应用最广泛的β-NaYF₄:Ln³⁺上转换体系，学界对镧系离子格位的详细对称性仍缺乏系统、深入的认识。

厦门大学物理系李艾华团队、陈张海教授团队联合哈尔滨工业大学陈冠英教授团队，在镧系离子偏振UCL领域取得重要进展。研究团队基于发射偏振UCL光谱，发展了偏振验证晶体场能级计算方法，精准确定了Er³⁺在β-NaYF₄基质中占据近似C₃对称性的光谱学格位，并计算得到Er³⁺全部Stark能级及其不可约表示。

研究团队依托这些已确定不可约表示的能级与点群选择定则，厘清了实验中可激发波长调控的正交UCL激发偏振现象的物理本质，首次建立起镧系离子格位对称性与偏振UCL之间的清晰构效关联。

Fig.1 UCL正交激发偏振现象(a)及该研究提出的物理机制(b)。

同时，实验中还发现UCL激发偏振度随激发态吸收（ESA）步数增加显著提高，可能暗示后续ESA偏振特性会继承基态吸收（GSA）的偏振。若该假设得到证实，将更新和完善学界对上转换发光机理的传统认识。课题组后续将持续深耕该研究方向。

Fig.2 下转移发光（DSL）与UCL随激发波长的同步变化规律，及基于ESA继承GSA偏振特性假设的理论预测结果

相关成果以“Orthogonal excitation polarization dictated by site symmetry in upconversion luminescence of β-NaYF₄:Er³⁺ microrods”为题发表在Physical Review B上（DOI：10.1103/l7qg-hm2p），并入选编辑推荐文章。该成果是学院高质量发展头脑风暴后，光学学科课题组协同合作的结晶。我系2023级硕士研究生王理吉、博士研究生刘艳为论文共同第一作者，李艾华、张龙、陈张海教授和哈尔滨工业大学陈冠英教授为论文共同通讯作者，厦门大学物理系为论文第一完成单位。该工作得到国家重点研发计划、福建省自然科学基金、江西省自然科学基金、国家自然科学基金等项目的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1103/l7qg-hm2p