由压力驱动的 ZnO 中的 Eu³⁺离子可调光发射

控制宽带隙半导体中稀土离子的光学属性，是下一代光子材料开发的主要挑战。本文展示了外加水平压力如何调制 ZnO 薄膜的结构特征，从而影响嵌入的 Eu³⁺离子的光学发射行为。通过联合高压下的同步X射线衍射和光致发光光谱，结合第一性原理计算，我们捕捉到了近10 GPa处从六方纹锋结构向立方 rocksalt 结构的压力诱导相变。这一转变伴随着在相变阈值附近 D0-FJ 欧米亚发射的完全熄灭，随后在更高压力下部分恢复，可能与结构无序的出现有关。同时，发射带的斯坦特分量随压力增加呈现红移和显著展宽，这反映了随着原子间距缩小而增强的晶格场强度。额外的第一性原理计算支持了 Eu-4f 态在压力诱导下的位移，并强调了晶格对称性对其电子环境的影响。这些结果表明，水平压力是一种有效方法，通过改变稀土离子的对称性和局部环境来调节其光学发射，为设计受压控制的光子器件和发光材料提供了依据。