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Concentration-induced Hetero-valent Partial-inverse Occupation of Infrared Phosphor

活化劑濃度誘導異價離子反向佔據之近紅外光螢光材料
Jia-Yu Hsu, Ren-Jei Chung, Yen-Ling Kuo, Chun Che Lin, Natalia Majewska, Dominik Kreft, Sebastian Mahlik, Mu-Huai Fang
2023/12/29
近年來，近紅外光螢光材料受到化學家與材料科學家之廣泛關注。儘管於材料設計中已取得實質進展，然而活化劑於複雜結構中之發光機制仍不明朗，這為開發新型紅外光螢光材料造成阻礙。於此研究中，我們對具濃度誘導異價離子反向佔據特性之紅外光螢光材料，進行完整分析與討論。我們利用高解析度同步輻射X光粉末繞射技術與拉曼光譜技術，揭示LiGa5(1−x)O8:5xCr3+中隨活化劑改變之微妙結構變化。此外，Cr K-edge小波分析與延伸X光吸收精細結構光譜，說明個別Cr3+離子與另一Cr3+離子於第二配位殼層中之影響，以及Ga3+與Cr3+離子之實際配位情況。此外，於高Cr3+離子濃度下，得觀察到出乎意料之雙中心Cr3+放光與Cr–Cr pair放光，並揭示不同溫度下零聲子線(zero-phonon line)與N-line放光間之變化。最後，本研究提出此雙中心Cr3+放光之可能來源，此研究不僅得提供無機材料中異價離子反向佔據過程之深入瞭解，亦為開發新穎近紅外光螢光材料提供指引。