Eu<sup>3+</sup> Doping Induced Phase Transition in CsAgCl<sub>2</sub> and Its Optical Temperature Sensing Properties

ZHAO Mengzhen; LI Chao; ZHANG Feng; WAN Bingyi; LI Bing; LIU Jie; WANG Feijiu

doi:10.37188/CJL.20230129

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Eu³⁺ Doping Induced Phase Transition in CsAgCl₂ and Its Optical Temperature Sensing Properties

Synthesis and Properties of Materials | 更新时间：2023-11-27

- Eu³⁺ Doping Induced Phase Transition in CsAgCl₂ and Its Optical Temperature Sensing Properties
  增强出版
- Chinese Journal of Luminescence Vol. 44, Issue 11, Pages: 1950-1957(2023)
- 作者机构：
  
  1.河南大学未来技术学院，光伏材料省重点实验室，河南开封　475001
  2.河南大学拓扑功能材料研究中心，河南开封　475001
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  the National Natural Science Foundation of China(52002114;12174086);the Natural Science Foundation of Henan Province(232300421201)
- DOI：10.37188/CJL.20230129
  CLC： O482.31
- Received：12 May 2023，
  
  Revised：29 May 2023，
  
  Published：05 November 2023
- 稿件说明：
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赵梦真,李超,张凤等.Eu³⁺掺杂诱导CsAgCl₂相变及其光学温度传感性质[J].发光学报,2023,44(11):1950-1957.

ZHAO Mengzhen,LI Chao,ZHANG Feng,et al.Eu³⁺ Doping Induced Phase Transition in CsAgCl₂ and Its Optical Temperature Sensing Properties[J].Chinese Journal of Luminescence,2023,44(11):1950-1957.
赵梦真,李超,张凤等.Eu³⁺掺杂诱导CsAgCl₂相变及其光学温度传感性质[J].发光学报,2023,44(11):1950-1957. DOI： 10.37188/CJL.20230129.

ZHAO Mengzhen,LI Chao,ZHANG Feng,et al.Eu³⁺ Doping Induced Phase Transition in CsAgCl₂ and Its Optical Temperature Sensing Properties[J].Chinese Journal of Luminescence,2023,44(11):1950-1957. DOI： 10.37188/CJL.20230129.

摘要

相变是调节材料性能的一种有效方法，在介电、光电、光致发光等领域有着广泛的应用。本文采用水热法合成未知相CsAgCl

，并通过升温和Eu

掺杂将CsAgCl

从未知相转变为正交相。制备的Eu

掺杂的CsAgCl

具有较高的光学温度灵敏度，在荧光强度模式和荧光寿命模式下的最大相对灵敏度分别为3.63%·K

-1

和3.20%·K

-1

。结果表明，CsAgCl

是一种很有前途的高灵敏度光学温度传感材料。

Abstract

Phase transition is an effective way to regulate performance of materials and has been wildly applied in dielectric， photo-electricity and photoluminescence fields. Here， we report the hydrothermal synthesis of unknown phase CsAgCl

and the phase transition of CsAgCl

from unknown phase to orthogonal phase

via

annealing and Eu

doping strategies. The as-prepared Eu

doping CsAgCl

exhibits high optical temperature sensitivities with the maximum relative sensitivity values of 3.63%·K

-1

and 3.20%·K

-1

for emission intensity mode and decay lifetime mode， respectively. These results indicate that CsAgCl

is a promising candidate to be used as a high-sensitive optical temperature sensing material.

关键词

Keywords

references

ZHANG Q ， YIN Y D . All-inorganic metal halide perovskite nanocrystals： opportunities and challenges ［J］. ACS Cent. Sci. ， 2018 ， 4 （ 6 ）： 668 - 679 . doi: 10.1021/acscentsci.8b00201 http://dx.doi.org/10.1021/acscentsci.8b00201

FAKHARUDDIN A ， GANGISHETTY M K ， ABDI-JALEBI M ， et al . Perovskite light-emitting diodes ［J］. Nat. Electron. ， 2022 ， 5 （ 4 ）： 203 - 216 . doi: 10.1038/s41928-022-00745-7 http://dx.doi.org/10.1038/s41928-022-00745-7

ZHANG J R ， HODES G ， JIN Z W ， et al . All-inorganic CsPb X 3 perovskite solar cells： progress and prospects ［J］. Angew. Chem. Int. Ed. ， 2019 ， 58 （ 44 ）： 15596 - 15618 . doi: 10.1002/anie.201901081 http://dx.doi.org/10.1002/anie.201901081

CAO F R ， LI L . Progress of lead-free halide perovskites： from material synthesis to photodetector application ［J］. Adv. Funct. Mater. ， 2021 ， 31 （ 11 ）： 2008275 . doi: 10.1002/adfm.202008275 http://dx.doi.org/10.1002/adfm.202008275

XIE K H ， WEI S J ， ALHADHRAMI A ， et al . Synthesis of CsPbBr 3 /CsPb 2 Br 5 @silica yolk-shell composite microspheres： precisely controllable structure and improved catalytic activity for dye degradation ［J］. Adv. Compos. Hybrid Mater. ， 2022 ， 5 （ 2 ）： 1423 - 1432 . doi: 10.1007/s42114-022-00520-4 http://dx.doi.org/10.1007/s42114-022-00520-4

LUO J J ， WANG X M ， LI S R ， et al . Efficient and stable emission of warm-white light from lead-free halide double perovskites ［J］. Nature ， 2018 ， 563 （ 7732 ）： 541 - 545 . doi: 10.1038/s41586-018-0691-0 http://dx.doi.org/10.1038/s41586-018-0691-0

YAKUNIN S ， BENIN B M ， SHYNKARENKO Y ， et al . High-resolution remote thermometry and thermography using luminescent low-dimensional tin-halide perovskites ［J］. Nat. Mater. ， 2019 ， 18 （ 8 ）： 846 - 852 . doi: 10.1038/s41563-019-0416-2 http://dx.doi.org/10.1038/s41563-019-0416-2

苏彬彬，夏志国 . 新兴零维金属卤化物的光致发光与应用研究进展［J］. 发光学报， 2021 ， 42 （ 6 ）： 733 - 754 . doi: 10.37188/CJL.20210088 http://dx.doi.org/10.37188/CJL.20210088

SU B B ， XIA Z G . Research progresses of photoluminescence and application for emerging zero-dimensional metal halides luminescence materials ［J］. Chin. J. Lumin. ， 2021 ， 42 （ 6 ）： 733 - 754 . （in Chinese） . doi: 10.37188/CJL.20210088 http://dx.doi.org/10.37188/CJL.20210088

ZHANG Z X ， ZHAO R T ， TENG S Y ， et al . Color tunable self-trapped emissions from lead-free all inorganic IA-IB bimetallic halides Cs-Ag- X （ X = Cl， Br， I）［J］. Small ， 2020 ， 16 （ 44 ）： 2004272 . doi: 10.1002/smll.202004272 http://dx.doi.org/10.1002/smll.202004272

WANG Q L ， SOUTHERLAND H ， LI J R ， et al . Crystal-to-crystal transformation of magnets based on heptacyanomolybdate（III） involving dramatic changes in coordination mode and ordering temperature ［J］. Angew. Chem. ， 2012 ， 124 （ 37 ）： 9455 - 9458 . doi: 10.1002/ange.201203309 http://dx.doi.org/10.1002/ange.201203309

HU C H ， ENGLERT U . Space filling versus symmetry： two consecutive crystal-to-crystal phase transitions in a 2D network ［J］. Angew. Chem. Int. Ed. ， 2006 ， 45 （ 21 ）： 3457 - 3459 . doi: 10.1002/anie.200504460 http://dx.doi.org/10.1002/anie.200504460

AVENDANO C ， ZHANG Z Y ， OTA A ， et al . Dramatically different conductivity properties of metal-organic framework polymorphs of Tl（TCNQ）： an unexpected room-temperature crystal-to-crystal phase transition ［J］. Angew. Chem. Int. Ed. ， 2011 ， 50 （ 29 ）： 6543 - 6547 . doi: 10.1002/anie.201100372 http://dx.doi.org/10.1002/anie.201100372

LIU Y J ， LI A S ， XU S P ， et al . Reversible luminescent switching in an organic cocrystal： multi-stimuli-induced crystal-to-crystal phase transformation ［J］. Angew. Chem. Int. Ed. ， 2020 ， 59 （ 35 ）： 15098 - 15103 . doi: 10.1002/anie.202002220 http://dx.doi.org/10.1002/anie.202002220

LV X H ， LIAO W Q ， LI P F ， et al . Dielectric and photoluminescence properties of a layered perovskite-type organic-inorganic hybrid phase transition compound： NH 3 （CH 2 ） 5 NH 3 MnCl 4 ［J］. J. Mater. Chem. C ， 2016 ， 4 （ 9 ）： 1881 - 1885 . doi: 10.1039/c5tc04114g http://dx.doi.org/10.1039/c5tc04114g

HAN D C ， TAN Y H ， WU W C ， et al . High-temperature phase transition containing switchable dielectric behavior， long fluorescence lifetime， and distinct photoluminescence changes in a 2D hybrid CuBr 4 perovskite ［J］. Inorg. Chem. ， 2021 ， 60 （ 24 ）： 18918 - 18923 . doi: 10.1021/acs.inorgchem.1c02720 http://dx.doi.org/10.1021/acs.inorgchem.1c02720

ŠIMĖNAS M ， BALČIU̅NAS S ， GA̧ GOR A ， et al . Mixology of MA 1- x EA x PbI 3 hybrid perovskites： phase transitions， cation dynamics， and photoluminescence ［J］. Chem. Mater. ， 2022 ， 34 （ 22 ）： 10104 - 10112 . doi: 10.1021/acs.chemmater.2c02807 http://dx.doi.org/10.1021/acs.chemmater.2c02807

SHI C ， HAN X B ， ZHANG W . Structural phase transition-associated dielectric transition and ferroelectricity in coordination compounds ［J］. Coord. Chem. Rev. ， 2019 ， 378 ： 561 - 576 . doi: 10.1016/j.ccr.2017.09.020 http://dx.doi.org/10.1016/j.ccr.2017.09.020

MA J P ， CHEN J K ， YIN J ， et al . Doping induces structural phase transitions in all-inorganic lead halide perovskite nanocrystals ［J］. ACS Mater. Lett. ， 2020 ， 2 （ 4 ）： 367 - 375 . doi: 10.1021/acsmaterialslett.0c00059 http://dx.doi.org/10.1021/acsmaterialslett.0c00059

YAN Z P ， LI N N ， WANG L Y ， et al . Pressure-induced two-color photoluminescence and phase transition of two-dimensional layered MnCl 2 ［J］. J. Phys. Chem. C ， 2020 ， 124 （ 42 ）： 23317 - 23323 . doi: 10.1021/acs.jpcc.0c06598 http://dx.doi.org/10.1021/acs.jpcc.0c06598

RAHIMZADEGAN A ， ARSLAN D ， SURYADHARMA R N S ， et al . Disorder-induced phase transitions in the transmission of dielectric metasurfaces ［J］. Phys. Rev. Lett. ， 2019 ， 122 （ 1 ）： 015702 . doi: 10.1103/physrevlett.122.015702 http://dx.doi.org/10.1103/physrevlett.122.015702

MA J P ， YIN J ， CHEN Y M ， et al . Defect-triggered phase transition in cesium lead halide perovskite nanocrystals ［J］. ACS Mater. Lett. ， 2019 ， 1 （ 1 ）： 185 - 191 . doi: 10.1021/acsmaterialslett.9b00128 http://dx.doi.org/10.1021/acsmaterialslett.9b00128

DOBROVOLSKY A ， MERDASA A ， UNGER E L ， et al . Defect-induced local variation of crystal phase transition temperature in metal-halide perovskites ［J］. Nat. Commun. ， 2017 ， 8 （ 1 ）： 34 . doi: 10.1038/s41467-017-00058-w http://dx.doi.org/10.1038/s41467-017-00058-w

GAEBELL H C ， MEYER G ， HOPPE R . Über Chloroargentate（I）： CsAgCl 2 und schwarzes CsAgCl 2+ x ［J］. Z. Anorg. Allg. Chem. ， 1983 ， 497 （ 2 ）： 199 - 205 . doi: 10.1002/zaac.19834970219 http://dx.doi.org/10.1002/zaac.19834970219

HULL S ， BERASTEGUI P . Crystal structures and ionic conductivities of ternary derivatives of the silver and copper monohalides-II： ordered phases within the （Ag X ） x （ MX ） 1- x and （Cu X ） x （ MX ） 1- x （ M = K， Rb and Cs； X = Cl， Br and I） systems ［J］. J. Solid State Chem. ， 2004 ， 177 （ 9 ）： 3156 - 3173 . doi: 10.1016/j.jssc.2004.05.004 http://dx.doi.org/10.1016/j.jssc.2004.05.004

WU D F ， ZHOU J E ， KANG W ， et al . Ultrastable lead-free CsAgCl 2 perovskite microcrystals for photocatalytic CO 2 reduction ［J］. J. Phys. Chem. Lett. ， 2021 ， 12 （ 21 ）： 5110 - 5114 . doi: 10.1021/acs.jpclett.1c01128 http://dx.doi.org/10.1021/acs.jpclett.1c01128

TIAN T F ， XIONG X H ， ZHAO Y X ， et al . Ultra-wideband warm white light emission from self-trapped excitons in CsAgCl 2 ［J］. J. Alloys Compd. ， 2022 ， 895 ： 162632 . doi: 10.1016/j.jallcom.2021.162632 http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.162632

ZHAO X X ， SUN J H ， GUO Z Y ， et al . One-step hydrothermal synthesis of monoclinic vanadium dioxide nanoparticles with low phase transition temperature ［J］. Chem. Eng. J. ， 2022 ， 446 ： 137308 . doi: 10.1016/j.cej.2022.137308 http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2022.137308

JIANG Z L ， TIAN S L ， LAI S Q ， et al . Capturing phase evolution during solvothermal synthesis of metastable Cu 4 O 3 ［J］. Chem. Mater. ， 2016 ， 28 （ 9 ）： 3080 - 3089 . doi: 10.1021/acs.chemmater.6b00421 http://dx.doi.org/10.1021/acs.chemmater.6b00421

QIAN L X ， YAO L ， LIU Y P ， et al . Hydrothermal synthesis and structures of unknown intermediate phase Zn（HCO 3 ） 2 ∙H 2 O nanoflakes and final ZnO nanorods ［J］. Inorg. Chem. ， 2022 ， 61 （ 5 ）： 2669 - 2678 . doi: 10.1021/acs.inorgchem.1c03810 http://dx.doi.org/10.1021/acs.inorgchem.1c03810

KESHAVARZ M ， OTTESEN M ， WIEDMANN S ， et al . Tracking structural phase transitions in lead-halide perovskites by means of thermal expansion ［J］. Adv. Mater. ， 2019 ， 31 （ 24 ）： 1900521 . doi: 10.1002/adma.201900521 http://dx.doi.org/10.1002/adma.201900521

LIAN L Y ， ZHENG M Y ， ZHANG P ， et al . Photophysics in Cs 3 Cu 2 X 5 （ X = Cl， Br， or I）： highly luminescent self-trapped excitons from local structure symmetrization ［J］. Chem. Mater. ， 2020 ， 32 （ 8 ）： 3462 - 3468 . doi: 10.1021/acs.chemmater.9b05321 http://dx.doi.org/10.1021/acs.chemmater.9b05321

CHEN X ， QIU Z J ， XING H L ， et al . Sulfur-doping/leaching induced structural transformation toward boosting electrocatalytic water splitting ［J］. Appl. Catal. B： Environ. ， 2022 ， 305 ： 121030 . doi: 10.1016/j.apcatb.2021.121030 http://dx.doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.121030

SHE S X ， ZHU Y L ， WU X H ， et al . Realizing high and stable electrocatalytic oxygen evolution for iron-based perovskites by co-doping-induced structural and electronic modulation ［J］. Adv. Funct. Mater. ， 2022 ， 32 （ 15 ）： 2111091 . doi: 10.1002/adfm.202111091 http://dx.doi.org/10.1002/adfm.202111091

KOCHAT V ， APTE A ， HACHTEL J A ， et al . Re doping in 2D transition metal dichalcogenides as a new route to tailor structural phases and induced magnetism ［J］. Adv. Mater. ， 2017 ， 29 （ 43 ）： 1703754 . doi: 10.1002/adma.201770315 http://dx.doi.org/10.1002/adma.201770315

LI S F ， YANG G ， YUAN H L ， et al . Photoluminescence performance of Tb 3+ /Eu 3+ doped Bi 2 Sn 2 O 7 phosphors ［J］. Chem. Phys. Lett. ， 2022 ， 786 ： 139211 . doi: 10.1016/j.cplett.2021.139211 http://dx.doi.org/10.1016/j.cplett.2021.139211

YANG J ， QUAN Z W ， KONG D Y ， et al . Y 2 O 3 ∶Eu 3+ microspheres： solvothermal synthesis and luminescence properties ［J］. Cryst. Growth Des. ， 2007 ， 7 （ 4 ）： 730 - 735 . doi: 10.1021/cg060717j http://dx.doi.org/10.1021/cg060717j

CHI F F ， JIANG B ， ZHAO Z M ， et al . Multimodal temperature sensing using Zn 2 GeO 4 ∶Mn 2+ phosphor as highly sensitive luminescent thermometer ［J］. Sens. Actuators B： Chem. ， 2019 ， 296 ： 126640 . doi: 10.1016/j.snb.2019.126640 http://dx.doi.org/10.1016/j.snb.2019.126640

HUANG S X ， ZHANG F ， WU Z Y ， et al . A highly sensitive ratiometric optical cryothermometer using a new broadband emitting trivalent bismuth singly activated Ba 2 ZnSc（BO 3 ） 3 microcrystal ［J］. Dalton Trans. ， 2021 ， 50 （ 40 ）： 14342 - 14351 . doi: 10.1039/d1dt02265b http://dx.doi.org/10.1039/d1dt02265b

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Eu3+ Doping Induced Phase Transition in CsAgCl2 and Its Optical Temperature Sensing Properties

DOI：10.37188/CJL.20230129

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Eu³⁺ Doping Induced Phase Transition in CsAgCl₂ and Its Optical Temperature Sensing Properties