抗锂稀土磷酸盐双带发射机制解析

Sb³+离子因其在提升宿主材料光学性能方面的有效性而引起广泛关注。在有趣的现象中，常见观察到的双带发射常被解释为采用描述Sb掺杂LPO₄（L=Sc、Y、Lu）中“紫外带”和“可见带”双带发射的现象学模型。然而，Sb掺杂LPO₄系列本身的模型尚未得到良好的理论阐释。本文采用第一性原理计算结合群论分析，阐明Sb掺杂LPO₄系列双带发射背后的基本物理机制。我们证明，双带发射源于两个激发态平衡结构，其中一个相对于基态平衡结构显示出相对较小的变形，而另一个则表现出显著大的变形，具有“离中心”配置的特征。相对于基态配置的偏离由两种不同的振动模式主导，b₂模和e模，分别涉及Jahn-Teller效应和伪Jahn-Teller效应。此外，使用爬坡图像受限弹性桥（CI-NEB）方法计算的电荷跃迁能级和能垒，有助于理解两个激发态配置之间的松弛以及Sc、Y、Lu系列中的性质变化。这些见解为理解Sb³+在其他宿主材料中的特殊性能提供了依据，可能有助于在更广泛的涉及Sb³+离子的系统中设计光学材料。