Mn??掺杂中熵铝酸盐钙钛矿的制备方法与A位取代对发光性能的影响

《Molecules》：Synthesis, Structural and Luminescence Properties of Mn4+-Activated Medium-Entropy Perovskites (La1/3Gd1/3Y1/3)1-xMxAlO3-δ (M = Ca, Sr)

　　

摘要

通过溶胶-凝胶法和固相法制备了名义组成为(La_1/3Gd_1/3Y_1/3)_1?xM_xAlO_3?δ:0.1%Mn⁴⁺（x = 0, 0.05, 0.1；M = Ca, Sr）的中熵铝酸盐钙钛矿，以研究合成方法、退火温度和A位取代对其发光性能的影响。对于不含碱土金属的(La_1/3Gd_1/3Y_1/3)AlO₃体系，溶胶-凝胶法所得产物在1000–1100°C热处理后可形成单相材料。通过溶胶-凝胶法制备的钙取代样品在1000–1500°C的宽退火温度范围内为单相，而含锶样品含有少量次生相RESrAl₃O₇。固相法所得产物为多相材料，包含钙钛矿相和石榴石相，钙取代样品中还含有额外的RECaAl₃O₇相。未改变的发射位置和光谱轮廓表明，Mn⁴⁺离子在所有样品中均占据钙钛矿结构相同的八面体配位环境。此外，未检测到与石榴石相相关的附加光谱特征。然而，相组成、微观结构和缺陷化学影响了光致发光强度和陷阱。对于溶胶-凝胶样品，1450°C时光致发光最强，而1100°C时热致发光最强。Ca²⁺和Sr²⁺取代降低了两种信号的强度并改变了发光带形状，其中Ca引起的降低更大，这与掺杂剂分配和电荷补偿一致。宽热致发光可能反映了由混合La/Gd/Y占据产生的分布陷阱环境。固相法样品表现出更强的光致发光、更高的热致发光和可测量的紫外激发余辉。