O Instytucie

Tytuł: Role of the Nephelauxetic Effect in Engineering Mn4+ Luminescence Kinetics for Lifetime-Based Thermometry

Autorzy: A. Basheer, M. Szymczak, M. Piasecki, A. M. Srivastava, M.G. Brik, L. Marciniak*

Czasopismo:  Chemical Engineering Journal.

DOI: 10.1016/j.cej.2026.177734

Pomimo szeroko udokumentowanego potencjału termometrii luminescencyjnej opartej na kinetyce emisji, nadal brakuje wiarygodnych narzędzi umożliwiających intencjonalne przewidywanie parametrów termometrycznych takich układów. W odpowiedzi na to wyzwanie, w niniejszej pracy przedstawiono podejście pozwalające na teoretyczny opis czasu życia poziomu ²E jonów Mn⁴⁺ oraz absolutnej i względnej czułości termometrycznej w grupie podwójnych perowskitów: Sr₂InNbO₆, Sr₂InTaO₆, Ba₂InTaO₆ i Ba₂InNbO₆, w oparciu o efekt nefelauksetyczny. Uzyskane wyniki jednoznacznie wskazują, że wbrew powszechnym założeniom dla tej grupy luminoforów stosunek Dq/B nie jest głównym i dominującym czynnikiem determinującym ani właściwości spektroskopowe jonów Mn⁴⁺, ani parametry termometryczne materiałów domieszkowanych tymi jonami. Kluczową rolę odgrywa natomiast parametr nefelauksetyczny β₁.

Przeprowadzona analiza empiryczna doprowadziła do opracowania modelu predykcyjnego umożliwiającego oszacowanie maksymalnej czułości absolutnej (S_AMAX) oraz maksymalnej czułości względnej (S_RMAX) wyłącznie na podstawie wartości parametru β₁. Zaproponowana metodologia stanowi istotny krok w kierunku racjonalnego projektowania termometrów luminescencyjnych opartych na czasie życia emisji, o z góry zdefiniowanych parametrach termometrycznych dostosowanych do wymagań konkretnych zastosowań.

Badania te były finansowane przez Narodowe Centrum Nauki w ramach projektu 2023/49/B/ST5/03384.