Aufdeckung der temperaturinduzierten strukturellen Phasenübergänge und Lumineszenz in Mn2+-dotiertem Cs2NaBiCl6 Doppelperowskit

Halogenid-Doppelperowskite wie Cs2NaBiCl6 sind gute Wirtsmaterialien für lumineszierende Dotierstoffe wie Mn2+. Die Natur der Photolumineszenz (PL) hängt von der lokalen Struktur um das Dotierion ab, und das Dotieren kann manchmal die globale Struktur des Wirts beeinflussen. Hier decken wir die Korrelation zwischen dem temperaturinduzierten (globalen) strukturellen Phasenübergang von Mn2+-dotiertem Cs2NaBiCl6 mit der lokalen Struktur und PL des Mn2+-Dotierstoffs auf. Röntgenbeugungsanalysen zeigen, dass Mn2+-dotiertes Cs2NaBiCl6 zwischen 300 und 110 K in einer kubischen (Fm3m) Phase ist, unterhalb dessen die Phase in tetragonal (I4/mmm) wechselt, was mindestens bis zu 15 K anhält. Die geringe (∼1%) Dotiermenge ändert das Phasenübergangsverhalten von Cs2NaBiCl6 nicht. Wichtig ist, dass der Phasenübergang die PL der d-Elektronen von Mn2+ nicht beeinflusst. Die PL-Photonenenergie, Intensität, spektrale Breite und Lebensdauer zeigen keinen Hinweis auf den Phasenübergang zwischen 300–6 K. Die hyperfeine Spaltung in temperaturabhängigen Elektronenspinresonanzspektren von Mn2+-Ionen bleibt ebenfalls über den Phasenübergang hinweg unverändert. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass der globale strukturelle Phasenübergang des Wirts die lokale Struktur und die Emissionseigenschaften des Dotierions Mn2+ nicht beeinflusst. Dieses Struktur-Eigenschaft-Einblick könnte auch für andere mit Übergangsmetallen und Lanthaniden dotierte halogenid-Doppelperowskite erforscht werden. Die Stabilität der Dotieremission unabhängig vom strukturellen Phasenübergang ist vielversprechend für ihre potenziellen Anwendungen in phosphor-konvertierten Licht emittierenden Dioden.