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(Sr3Ca4)(Ca2Ga6)O18:Mn4+:晶体结构特性使其能够实现高掺杂浓度、优异的抗热猝灭性能,并在温度传感应用中展现出巨大潜力
《Dalton Transactions》:(Sr3Ca4)(Ca2Ga6)O18:Mn4+: crystallographic spatial isolation enables high doping levels, exceptional anti-thermal quenching, and promising temperature sensing applications
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年10月01日 来源:Dalton Transactions 3.3
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Mn4+激活的氧化物磷光体通过晶体学限制实现高掺杂浓度和抗热淬灭特性,新型结构(Sr3Ca4)(Ca2Ga6)O18:Mn4+将Mn4+隔离在超过10.9?的钙钛矿like单元中,掺杂浓度达0.06(传统钙钛矿的10倍)。Mg2+改性样品SCCM0.25GO:0.045Mn4+在423K时保持142%室温发光强度,温度传感灵敏度4.70%K-1和分辨率0.002K创优。
Mn4+激活的氧化物荧光体作为红色荧光体候选材料已被广泛研究。然而,由于严重的热淬灭效应以及由于掺杂浓度低导致的蓝光吸收能力 inherently 低下,这些荧光体的实际应用受到了显著限制。在这项工作中,我们报道了一种新型的Mn4+激活荧光体系列:(Sr3Ca4(Ca2Ga6)O18:xMn4+(SCCGO:xMn4+),其中Mn4+发光体被限制在相隔超过10.9 ?的、类似钙钛矿的结构单元内。这种特殊的隔离效果有效抑制了浓度淬灭现象,从而使最佳掺杂水平x达到0.06,比钙钛矿中的掺杂水平高出一个数量级。结构隔离效应还促进了Mn4+的红色发射与局部MnO6八面体振动之间的强耦合,从而实现了可调的热淬灭(TQ)行为。令人印象深刻的是,经过Mg2+改性的荧光体SCCM0.25GO:0.045Mn4+表现出显著的抗热淬灭性能,在423 K时仍保持了其室温下142%的发射强度,优于此前报道的Mn4+激活荧光体。相比之下,SCCGO:0.03Mn4+虽然表现出常规的热淬灭行为,但在200 K时具有异常高的相对灵敏度(Sr = 4.70% K?1)和出色的温度分辨率(δT = 0.002 K),超越了现有的基于寿命的光学温度计。这些发现突显了通过晶体学手段隔离Mn4+发光体的有效性,这是一种设计多功能、高性能Mn4+激活氧化物荧光体的强大策略,这些荧光体具有优异的发光热稳定性和先进的热敏传感能力。
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