Photolumineszenz von Mn2+ in dem Borosulfat Zn[B2(SO4)4] : Mn2+ – Eine Möglichkeit zum Nachweis schwach koordinierender Liganden

Abstract

AbstractDer Einfluss des umgebenden Ligandenfelds wird im Fall von Eu2+ erfolgreich genutzt, um die Emission anorganischer photoaktiver Materialien durchzustimmen, die z. B. in phosphor‐konvertierten Weißlicht‐emittierenden Dioden (pc‐wLEDs) Anwendung finden. Allerdings ist auch die Photolumineszenz von Mn2+, die auf intrakonfiguralen 3d5–3d5‐Übergängen basiert, stark von lokalen Ligandenfeldeffekten abhängig. Dieser Aspekt wurde bislang eher vernachlässigt. In der vorliegenden Arbeit wollen wir daher die Idee wieder aufleben lassen, die Emissionsfarbe eines Übergangsmetall‐Ions in anorganischen Wirtsverbindungen durch ungewöhnliche elektronische Effekte in der Metall‐Ligand‐Bindung einzustellen. Das Konzept wird explizit für das schwach koordinierende, schichtartigen Borosulfat‐Anion in den Mn2+‐haltigen festen Lösungen Zn1‐xMnx[B2(SO4)4] (x=0; 0.03; 0.04; 0.05; 0.10) demonstriert. Zn[B2(SO4)4] : Mn2+ zeigt orange Schmalbandlumineszenz bei 590 nm, was eine ungewöhnlich kurze Wellenlänge für oktaedrisch koordiniertes Mn2+ darstellt und auf ein besonders schwaches Ligandenfeld hinweist. Eine Analyse der interelektronischen Racah‐Abstoßungsparameter deutet stark ionische Mn−O‐Bindungen mit Werten nahe der Racah‐Parameter des freien Mn2+‐Ions an. Insgesamt demonstriert diese Strategie, dass elektronische Anpassungen der Metall−Ligand‐Bindung als Instrument genutzt werden können, um Mn2+ zu einem potenten alternativen Emitter anstelle von Eu2+ für anorganische Leuchtstoffe zu machen.