Mn<sup>4+</sup>离子光谱学基础

姬海鹏

doi:10.37188/CJL.20220102

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Mn⁴⁺离子光谱学基础

发光学基础知识 | 更新时间：2022-10-19

- Mn⁴⁺离子光谱学基础
  增强出版
- Basic Knowledge for Understanding Spectroscopic Property of Mn⁴⁺ Ion
- 发光学报 2022年43卷第8期页码：1175-1187
- 作者机构：
  
  郑州大学材料科学与工程学院郑州市先进能源催化功能材料制备技术重点实验室，河南郑州　450001
- 作者简介：
  
  [ "姬海鹏（1989-），男，河南南阳人，博士，副教授，2017年于中国地质大学（北京）获得博士学位，主要从事固体发光材料的研究。 E-mail： jihp@zzu.edu.cn" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(51902291);中国博士后科学基金(2019M662524);河南省博士后科研启动基金(19030025);河南省重点研发与推广专项（科技攻关）(212102210180);河北省电介质与电解质重点实验室开放课题(HKDEFM2021301);河南省青年人才托举工程项目(2022HYTP016)
- DOI：10.37188/CJL.20220102
  中图分类号： O482.31
- 收稿日期：2022-03-24，
  
  修回日期：2022-04-11，
  
  纸质出版日期：2022-08-05
- 稿件说明：
移动端阅览
姬海鹏.Mn⁴⁺离子光谱学基础[J].发光学报,2022,43(08):1175-1187.

JI Hai-peng.Basic Knowledge for Understanding Spectroscopic Property of Mn⁴⁺ Ion[J].Chinese Journal of Luminescence,2022,43(08):1175-1187.
姬海鹏.Mn⁴⁺离子光谱学基础[J].发光学报,2022,43(08):1175-1187. DOI： 10.37188/CJL.20220102.

JI Hai-peng.Basic Knowledge for Understanding Spectroscopic Property of Mn⁴⁺ Ion[J].Chinese Journal of Luminescence,2022,43(08):1175-1187. DOI： 10.37188/CJL.20220102.

摘要

介绍了Mn

离子发光光谱学的一些基础知识，包括如何确定Mn

自由离子的光谱项和如何确定Mn

离子各光谱项在八面体晶体场中的劈裂等。最后就如何理解Mn

激活荧光粉的荧光光谱（比如如何确定各跃迁的零声子线位置、如何调节发射光子能量等）进行了讨论。

Abstract

By introducing the related basic knowledge， this paper provided a tutorial for understanding the optical property of Mn

ion， including how to determine the LS term of a free Mn

ion， and how to determine the splitting of these LS terms in an

point group，

etc

. Finally， this paper discussed how to analyze the photoluminescence spectra of Mn

-doped phosphors， including how to determine the zero phonon line energy of each involved transitions， how to adjust the energy of the emitting photons，

etc

关键词

Keywords

references

BRIK M G ， SRIVASTAVA A M . Critical review—a review of the electronic structure and optical properties of ions with d 3 electron configuration （V 2+ ， Cr 3+ ， Mn 4+ ， Fe 5+ ） and main related misconceptions ［J］. ECS J. Solid State Sci. Technol. ， 2017 ， 7 （ 1 ）： R3079 - R3085 . doi: 10.1149/2.0041801jss http://dx.doi.org/10.1149/2.0041801jss

BRIK Mikhail G ，马崇庚， SRIVASTAVA Alok M ，等 . 用于固态照明的Mn 4+ 离子光谱学［J］. 发光学报， 2020 ， 41 （ 9 ）： 1011 - 1029 . doi: 10.1016/j.jlumin.2019.116834 http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2019.116834

BRIK M G ， MA C G ， SRIVASTAVA A M ， et al . Mn 4+ ions for solid state lighting ［J］. Chin. J. Lumin. ， 2020 ， 41 （ 9 ）： 1011 - 1029 . （in English） . doi: 10.1016/j.jlumin.2019.116834 http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2019.116834

BRIK M G ， BEERS W W ， COHEN W ， et al . On the Mn 4+ R-line emission intensity and its tunability in solids ［J］. Opt. Mater. ， 2019 ， 91 ： 338 - 343 . doi: 10.1016/j.optmat.2019.03.046 http://dx.doi.org/10.1016/j.optmat.2019.03.046

ADACHI S . Review—Mn 4+ vs Cr 3+ ： a comparative study as activator ions in red and deep red-emitting phosphors ［J］. ECS J. Solid State Sci. Technol. ， 2020 ， 9 （ 2 ）： 026003 . doi: 10.1149/2162-8777/ab6ea6 http://dx.doi.org/10.1149/2162-8777/ab6ea6

ADACHI S . Crystal-field and Racah parameters of Mn 4+ ion in red and deep red-emitting phosphors： fluoride versus oxide phosphor ［J］. J. Lumin. ， 2020 ， 218 ： 116829-1 - 9 . doi: 10.1016/j.jlumin.2019.116829 http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2019.116829

ADACHI S . Mn 4+ and Cr 3+ ions in red and deep red-emitting phosphors： spectral analysis and Racah parameter determination ［J］. J. Lumin. ， 2020 ， 223 ： 117217-1 - 8 . doi: 10.1016/j.jlumin.2020.117217 http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2020.117217

王兆武，姬海鹏，徐坚，等 . 白光LED用Mn 4+ 激活红光荧光粉中锰离子价态表征研究进展［J］. 发光学报， 2020 ， 41 （ 10 ）： 1195 - 1213 . doi: 10.37188/CJL.20200178 http://dx.doi.org/10.37188/CJL.20200178

WANG Z W ， JI H P ， XU J ， et al . Advances in valence state analysis of manganese in Mn 4+ -activated red phosphors for white LEDs ［J］. Chin. J. Lumin. ， 2020 ， 41 （ 10 ）： 1195 - 1213 . （in Chinese） . doi: 10.37188/CJL.20200178 http://dx.doi.org/10.37188/CJL.20200178

朱洪玉 . L-S偶合与JJ偶合的物理实质［J］. 内江师范学院学报， 1989 ， 4 （ S1 ）： 30 - 34 .

ZHU H Y . Physical essence of L-S coupling and JJ coupling ［J］. J. Neijing Teach. Coll. ， 1989 ， 4 （ S1 ）： 30 - 34 . （in Chinese）

尹真，许永强 . 用“删除法则"求3个同科电子的光谱项［J］. 大学物理， 2004 ， 23 （ 7 ）： 35 - 39 .

YIN Z ， XU Y Q . Inference of spectral term of three equal electrons by delete principle ［J］. Coll. Phys. ， 2004 ， 23 （ 7 ）： 35 - 39 . （in Chinese）

CHI N T K ， TUAN N T ， LIEN N T K ， et al . Red emission of SrAl 2 O 4 ∶Mn 4+ phosphor for warm white light-emitting diodes ［J］. J. Electron. Mater. ， 2018 ， 47 （ 8 ）： 4571 - 4578 . doi: 10.1007/s11664-018-6320-8 http://dx.doi.org/10.1007/s11664-018-6320-8

WU J ， LI Z Y ， LUO L ， et al . A facile two-step synthesis of an efficient narrow-band red-emitting K 2 NbF 7 ∶Mn 4+ phosphor for warm white LEDs and its thermal quenching behavior ［J］. J. Alloys Compd. ， 2021 ， 863 ： 158058-1 - 8 . doi: 10.1016/j.jallcom.2020.158058 http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.158058

DENG T T ， SONG E H ， SU J ， et al . Stable narrowband red emission in fluorotellurate KTeF 5 ∶Mn 4+ via Mn 4+ noncentral-site occupation ［J］. J. Mater. Chem. C ， 2018 ， 6 （ 16 ）： 4418 - 4426 . doi: 10.1039/c8tc00689j http://dx.doi.org/10.1039/c8tc00689j

FIGGIS B N ， HITCHMAN M A . Ligand Field Theory and Its Applications ［M］. New York ： Wiley⁃VCH ， 1999 .

TANABE Y ， SUGANO S . On the absorption spectra of complex ions. I ［J］. J. Phys. Soc. Japan ， 1954 ， 9 （ 5 ）： 753 - 766 . doi: 10.1143/jpsj.9.753 http://dx.doi.org/10.1143/jpsj.9.753

麦松威，周公度，李伟基 . 高等无机结构化学［M］. 第2版 . 北京：北京大学出版社， 2006 .

MAI S W ， ZHOU G D ， LI W J . Advanced Structural Inorganic Chemistry ［M］. 2nd ed . Beijing ： Peking University Press ， 2006 . （inChinese）

JI H P ， HOU X H ， MOLOKEEV M S ， et al . Ultrabroadband red luminescence of Mn 4+ in MgAl 2 O 4 peaking at 651 nm ［J］. Dalton Trans. ， 2020 ， 49 （ 17 ）： 5711 - 5721 . doi: 10.1039/d0dt00931h http://dx.doi.org/10.1039/d0dt00931h

ADACHI S . Photoluminescence properties of Mn 4+ -activated oxide phosphors for use in white-LED applications：a review ［J］. J. Lumin. ， 2018 ， 202 ： 263 - 281 . doi: 10.1016/j.jlumin.2018.05.053 http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2018.05.053

姬海鹏，张宗涛， XU Jian ，等 . Mn 4+ 激活氧氟化物红光荧光粉的研究进展［J］. 无机材料学报， 2020 ， 35 （ 8 ）： 847 - 856 . doi: 10.15541/jim20190554 http://dx.doi.org/10.15541/jim20190554

JI H P ， ZHANG Z T ， XU J ， et al . Advance in red-emitting Mn 4+ -activated oxyfluoride phosphors ［J］. J. Inorg. Mater. ， 2020 ， 35 （ 8 ）： 847 - 856 . （in Chinese） . doi: 10.15541/jim20190554 http://dx.doi.org/10.15541/jim20190554

WANG Z W ， JI H P ， ZHANG Z T ， et al . Solution growth of millimeter-scale Na 2 SiF 6 single crystals for Mn 4+ -doping as red phosphor ［J］. J. Am. Ceram. Soc. ， 2021 ， 104 （ 10 ）： 5077 - 5085 . doi: 10.1111/jace.17739 http://dx.doi.org/10.1111/jace.17739

JI H P ， UEDA J ， BRIK M G ， et al . Intense deep-red zero phonon line emission of Mn 4+ in double perovskite La 4 Ti 3 O 12 ［J］. Phys. Chem. Chem. Phys. ， 2019 ， 21 （ 45 ）： 25108 - 25117 . doi: 10.1039/c9cp04007b http://dx.doi.org/10.1039/c9cp04007b

BRIK M G ， CAMARDELLO S J ， SRIVASTAVA A M ， et al . Spin-forbidden transitions in the spectra of transition metal ions and nephelauxetic effect ［J］. ECS J. Solid State Sci. Technol. ， 2016 ， 5 （ 1 ）： R3067 - R3077 . doi: 10.1149/2.0091601jss http://dx.doi.org/10.1149/2.0091601jss

HU T ， LIN H ， CHENG Y ， et al . A highly-distorted octahedron with a C 2v group symmetry inducing an ultra-intense zero phonon line in Mn 4+ -activated oxyfluoride Na 2 WO 2 F 4 ［J］. J. Mater. Chem. C ， 2017 ， 5 （ 40 ）： 10524 - 10532 . doi: 10.1039/c7tc03655h http://dx.doi.org/10.1039/c7tc03655h

LI H ， YANG Z F ， LUO L J ， et al . A red-emitting phosphor Ba 2 HfF 8 ∶Mn 4+ with a strengthened zero phonon line of Mn 4+ for displays ［J］. Opt. Mater. ， 2020 ， 107 ： 110091-1 - 6 . doi: 10.1016/j.optmat.2020.110091 http://dx.doi.org/10.1016/j.optmat.2020.110091

ARAI Y ， ADACHI S . Optical properties of Mn 4+ -activated Na 2 SnF 6 and Cs 2 SnF 6 red phosphors ［J］. J. Lumin. ， 2011 ， 131 （ 12 ）： 2652 - 2660 . doi: 10.1016/j.jlumin.2011.06.042 http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2011.06.042

ADACHI S . Photoluminescence spectra and modeling analyses of Mn 4+ -activated fluoride phosphors： a review ［J］. J. Lumin. ， 2018 ， 197 ： 119 - 130 . doi: 10.1016/j.jlumin.2018.01.016 http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2018.01.016

ZHU H M ， LIN C C ， LUO W Q ， et al . Highly efficient non-rare-earth red emitting phosphor for warm white light-emitting diodes ［J］. Nat. Commun. ， 2014 ， 5 （ 1 ）： 4312-1-10 . doi: 10.1038/ncomms5312 http://dx.doi.org/10.1038/ncomms5312

FORREST I W ， LANE A P . Single-crystal polarized infrared and Raman spectra and normal-coordinate analysis of some Group 4 complex hexafluorometalates ［J］. Inorg. Chem. ， 1976 ， 15 （ 2 ）： 265 - 269 . doi: 10.1021/ic50156a004 http://dx.doi.org/10.1021/ic50156a004

浏览量

1781

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

发光学报 | “发光学基础知识专栏”首篇文章——Mn⁴⁺离子光谱学基础

Mn⁴⁺激活氟化物荧光粉水解劣化评价方法

主发射波长大于631 nm的Mn⁴⁺激活氟化物荧光粉

Ca₂MgTeO₆∶Bi³⁺, Mn⁴⁺材料的发光性能和温度探测

基于单元共取代策略调控Mn⁴⁺/Pb²⁺掺杂LaAlO₃荧光材料的晶格环境与发光性能研究进展

Mn4+离子光谱学基础

Basic Knowledge for Understanding Spectroscopic Property of Mn4+ Ion

DOI：10.37188/CJL.20220102

摘要

Abstract

关键词

Keywords

references

Mn⁴⁺离子光谱学基础

Basic Knowledge for Understanding Spectroscopic Property of Mn⁴⁺ Ion