Charge transfer induced energy storage in CaZnOS:Mn – insight from experimental and computational spectroscopy

文献情報

出版日 2017-03-17
DOI 10.1039/C7CP00285H
インパクトファクター 3.676
著者

Kurt Lejaeghere


原文を見る

要旨

CaZnOS:Mn2+ is a rare-earth-free luminescent compound with an orange broadband emission at 612 nm, featuring pressure sensing capabilities, often explained by defect levels where energy can be stored. Despite recent efforts from experimental and theoretical points of view, the underlying luminescence mechanisms in this phosphor still lack a profound understanding. By the evaluation of thermoluminescence as a function of the charging wavelength, we probe the defect levels allowing energy storage. Multiple trap depths and trapping routes are found, suggesting predominantly local trapping close to Mn2+ impurities. We demonstrate that this phosphor shows mechanoluminescence which is unexpectedly stable at high temperature (up to 200 °C), allowing pressure sensing in a wide temperature range. Next, we correlate the spectroscopic results with a theoretical study of the electronic structure and stability of the Mn defects in CaZnOS. DFT calculations at the PBE+U level indicate that Mn impurities are incorporated on the Zn site in a divalent charge state, which is confirmed by X-ray absorption spectroscopy (XAS). Ligand-to-metal charge transfer (LMCT) is predicted from the location of the Mn impurity levels, obtained from the calculated defect formation energies. This LMCT proves to be a very efficient pathway for energy storage. The excited state landscape of the Mn2+ 3d5 electron configuration is assessed through the spin-correlated crystal field and a good correspondence with the emission and excitation spectra is found. In conclusion, studying phosphors at both a single-particle level (i.e. via calculation of defect formation energies) and a many-particle level (i.e. by accurately localizing the excited states) is necessary to obtain a complete picture of luminescent defects, as demonstrated in the case of CaZnOS:Mn2+.

関連文献

A multimer-based SERS aptasensor for highly sensitive and homogeneous assay of carcinoembryonic antigens

Tian Lu, Liping Wang, Yuhong Xia, Yang Jin, Liying Zhang, Shuhu Du

2021-03-05 Paper

DOI: 10.1039/D1AN00121C

A fast and ultrasensitive ELISA based on rolling circle amplification

Qi Liu

2021-04-06 Paper

DOI: 10.1039/D1AN00355K

Next wave advances in single-cell analyses

Amy E. Herr, Takehiko Kitamori, Ulf Landegren, Masood Kamali-Moghaddam

2019-01-18 Editorial

DOI: 10.1039/C9AN90011J

Thiol–ene micropillar array electrospray ionization platform for zeptomole level bioanalysis

K. Lipponen, S. Tähkä, T. Sikanen, V. Jokinen, A. Tatikonda, S. Franssila, R. Kostiainen

2017-06-15 Communication

DOI: 10.1039/C7AN00544J

Multi-dimensional LC-MS: the next generation characterization of antibody-based therapeutics by unified online bottom-up, middle-up and intact approaches

Julien Camperi, Alexandre Goyon, Kelly Zhang, Cinzia Stella

2020-12-15 Critical Review

DOI: 10.1039/D0AN01963A

A dual-channel incoherent broadband cavity-enhanced absorption spectrometer for sensitive atmospheric NOx measurements

Anoop Pakkattil, Aiswarya Saseendran, Arun P. Thomas, Anjana S. Raj, Ardra Mohan, Deepa Viswanath, Raghu Chatanathodi, Ravi Varma

2021-03-12 Paper

DOI: 10.1039/D1AN00132A

Reversible zinc phthalocyanine fullerene ensembles

Dirk M. Guldi, Jeff Ramey, M. Victoria Martínez-Díaz, Andrés de la Escosura, Tomás Torres, Tatiana Da Ros, Maurizio Prato

2002-10-24 Communication

DOI: 10.1039/B208516J

Carbon dots as naked eye sensors

Hafiz Muhammad Junaid, Amber Rehana Solangi, Madeeha Batool

2021-02-17 Critical Review

DOI: 10.1039/D0AN02399J

Tryptamine-functionalized magnetic nanoparticles for highly sensitive detection of Salmonella typhimurium

Seon-Yeong Lee, Feixiong Chen

2021-03-11 Paper

DOI: 10.1039/D0AN02458A

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

6-苄基-6,7-二氢-5H-吡咯并3,4-b吡啶とは何ですか?

6-苄基-6,7-二氢-5H-吡咯并3,4-b吡啶は、CAS番号109966-30-5の化合物です。これは、6-ベンジル基を持つ6,7-二氢-5H-吡咯並みの化...

109966-30-56-Benzyl-6,7-dihydro...
化合物よくある質問

半硫酸奎宁单水水合物はどのように保存すればよいですか?

半硫酸奎宁单水水合物は、乾燥した涼しい場所に保管し、直射日光や湿気を避ける必要があります。保存温度は常温(15〜25℃)が適切で、湿度は40%以下を維持すること...

6119-70-6Quinine sulfate hydr...
化合物よくある質問

D-核糖-5-リン酸二ナトリウムとは何ですか?

D-核糖-5-リン酸二ナトリウムは、CAS番号18265-46-8を有する化合物で、D-核糖の5位付加部位にリン酸基が結合した化合物です。この化合物は、水溶性で...

18265-46-8Disodium (2R,3R,4R)-...
化合物よくある質問

異丙基肼はどの業界で使用されていますか?

異丙基肼は主に医薬品やポリマー業界で使用されています。また、センサーと半導体の製造プロセスでも重要な役割を果たしています。

2257-52-5Isopropylhydrazine
化合物よくある質問

3-乙酰基-4-羟基喹啉-2(1H)-酮はどのように合成されますか?

3-乙酰基-4-羟基喹啉-2(1H)-酮は、ハイドロキノンと酢酸アセトイルアミドのアミド化反応により合成されます。この反応は塩基触媒を用いて行われ、選択性は良好...

26138-64-73-Acetyl-4-hydroxyqu...
化合物よくある質問

Bobcat339はどのように保存すればよいですか?

Bobcat339は、0〜5℃の冷暗所で避光保存することを推奨します。容器は密閉し、取り扱いには十分な注意を払いましょう。

2280037-51-44-Amino-1-(3-bipheny...
化合物よくある質問

5-溴-4-甲基-1H-吲唑とは何ですか?

5-溴-4-甲基-1H-吲唑は、CAS番号1082041-34-6の化学物質で、化学式はC10H9BrNです。この化合物は淡黄色の結晶性粉末で、吸湿性があります...

1082041-34-65-Bromo-4-methyl-1H-...
化合物よくある質問

3-(4メトキシフェニル)オキテナン-3カーボイル酸の代替品はありますか?

3-(4メトキシフェニル)オキテナン-3カーボイル酸の代替品は、その用途により異なりますが、例えば4-(メトキシフェニル)オキテナン-3カーボイル酸や、他のオキ...

1416323-25-53-(4-Methoxyphenyl)-...
化合物よくある質問

3-イリドオキシピロロ[2,3-b]ピリジン-5-カルボキシlic酸は安全ですか?

3-イリドオキシピロロ[2,3-b]ピリジン-5-カルボキシlic酸は危険な化合物ではありませんが、適切な手袋や保護眼鏡の使用を推奨します。誤って摂取または接触...

1060816-80-93-Iodo-1H-pyrrolo[2,...
化合物よくある質問

3-氟-4- iodobenolを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

3-氟-4- iodobenolは可燃性を有し、強力な反応性を持つため、取り扱いには注意が必要です。PPE(個人保護具)の着用、ドラフトチャンバーの使用、漏洩時...

122927-84-83-Fluoro-4-iodopheno...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。