铬活化的La3（Sc1-xAlx）2Ga3O12石榴石-钙钛矿固溶体中的晶场驱动宽带到窄带转变

摘要 转移金属激活剂如Cr3+提供了一个出色的平台，用于探究固态发光材料中晶体结构与电子跃迁之间的相互作用。在此，演示了一种组成可控的La3Sc2Ga3O12:Cr系统，该系统通过逐步替代Al3+经历从石榴石（Ia d）到钙钛矿（Pm m）结构的可逆转变。由此产生的晶格收缩增强了围绕Cr3+的八面体晶场，驱动从宽带近红外（NIR）发射（800 nm，4 T2→4 A2）到窄带深红发光（731 nm，2 E→4 A2）的转变。结构精修和光谱分析揭示了自旋允许和自旋禁止跃迁之间的场诱导交叉，伴随着电子-声子耦合的抑制和寿命从微秒延长到毫秒。构型坐标模型进一步将晶格振动与发射动力学联系起来。除了机制内涵，宽带NIR发射器使非破坏成像成为可能，而深红钙钛矿与植物光调节的光敏色素吸收相匹配。本研究建立了统一的结构-场-发射关系，并提出了一种通过晶场调制调节转移金属激活氧化物中宽带到窄带转变的通用策略。