В. Хуан, Ч. Ли, Л. Цзэн, Ц. Чжан, М. Курочкин, И. Колесников, З. Умар, Ц. Чжан, В. Лю, А. Куковеч, М. Курбониён, С.Чжан
Inorg. Chem. 2025, 64, 24, 12100–12111
https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.5c01428
Люминесценция ионов переходных металлов в необычных степенях окисления является ценным источником для разработки новых люминофоров. Пятивалентный марганец (Mn5+), обладающий электронной конфигурацией 3d2, исследован значительно меньше по сравнению с его аналогами Mn2+ и Mn4+ из-за трудностей в стабилизации. В данной работе люминофоры Ba2(Si1–xGex)O4:Mn5+ были синтезированы методом твердофазной реакции. Успешная стабилизация Mn5+ в тетраэдре (Si,Ge)O4 приводит к яркой бирюзовой окраске образца с сильным излучением во втором ближнем инфракрасном диапазоне с узким пиком при комнатной температуре. При замещении Si4+ на Ge4+ положение пика перехода 1E–3A2 сохраняется на 1181 нм, тогда как соответствующая интегральная интенсивность возрастает на 150% при x=0.6. Для исследования геометрически оптимизированной структуры и вариаций электронной структуры люминофора Ba2(Si,Ge)O4:Mn5+ были выполнены расчёты в рамках теории функционала плотности. Далее они обсуждаются в связи с наблюдаемыми люминесцентными свойствами. Установлено, что изменение состава матрицы может изменять ускоренную скорость термического гашения излучения 1E. Температуру можно определять по соотношению интенсивностей люминесценции Mn5+1E и 3T2. Данная работа представляет собой шаг к исследованию необычного Mn5+ в качестве излучающего центра для ИК люминофоров нового поколения и хромофоров для новых пигментов.
