最新研究表明，压力可以促使烧绿石氧化物Ho2Sn2O7发光

近年来，稀土锡酸盐烧绿石因其潜在的光学性质，稳定的结构和化学性质而在光催化有机污染物的处理中受到了广泛的关注。烧绿石的独特发光特性主要来自稀土离子。
由于发射光谱不受外部环境的影响很大，因此有可能在极端条件下使用。最近，北京高压科学研究中心研究员杨文革领导的研究小组的最新研究表明，压力可以促使烧绿石氧化物Ho2Sn2O7发光，并且在去除压力后，这种发光性能表现出增强的现象。
相关研究发表在《物理评论快报》（Physics Review Letters）中。在2020年12月7日发布，标题为“加压处理后，从三氯甲烷Ho2Sn2O7的站点对称性分解处获得三色Ho3 +光致发光”。
这里所说的发光是指荧光，它是物质在外部刺激作用下的发光。常见的是光致发光，电致发光，压电致发光或化学压力控制的发光。
荧光材料广泛用于生物化学和医学领域。它可以制成激光，防伪标签和传感器。
Yang Wenge团队的早期研究发现，压力可以有效地调节稀土镧系元素锡酸盐烧绿石Eu2Sn2O7和La2Sn2O7的发光特性，并且这种压力诱导的发光性能与镧系元素三价阳离子的局部对称性有关。 。
为了进一步探索烧绿石中的压电发光现象与其结构之间的对应关系，研究小组以Ho2Sn2O7为研究对象，对高压下的荧光，晶体结构和Ho3 +近边缘吸收光谱进行了系统的研究。 Ho2Sn2O7是一种典型的稀土锡酸盐烧绿石。
在常压和室温下没有光致发光性能。研究小组发现，当压力增加到约310,000个大气压时，Ho2Sn2O7可以发出三种不同波长的荧光（绿色荧光，红色荧光和近红外荧光）。
令人惊讶的是，压力诱导的三种这种荧光不仅在减压后得以保留，而且其荧光强度高于高压下的荧光强度。更令人惊奇的是，在释放压力之后，在高压下由绿色荧光占主导的荧光光谱变为由红色荧光占主导的现象。
为了探索这种特殊发光现象背后的物理机制，研究小组对晶体结构和吸收光谱进行了进一步的测量。他们发现，Ho2Sn2O7的荧光出现的压力点与其晶体结构的变化（低压烧绿石结构-高压氯铅）相对应。
“ Ho2Sn2O7伴随着晶体结构转变过程中Ho3 +离子的局部对称性（中心对称-非中心对称）的变化，这使得Ho3 +的5d-4f电子轨道发生杂化，从而实现了不发光的Ho2Sn2O7发光现象。 ”，该作品的第一作者赵永胜博士解释说。
释放压力后，Ho2Sn2O7高压相被部分非晶化。此时，绿色和近红外荧光强度是高压下的两倍，而红色荧光增加4倍并成为主要荧光。
图示：（a，b）Ho3 +离子5d轨道（例如）与其相变之前和之后的t2g能级之间的能量差示意图； （c）在泄压过程中出现两个Ho3 +离子4f光谱发光中心。 “ Ho2Sn2O7部分非晶化后，Ho3 +局部结构的对称性进一步降低，这增强了强相关的Ho3 +离子对之间的能量交换，从而导致新的荧光发射中心的出现，从而导致无定形样品的荧光。
赵永胜博士解释说，“红色荧光占主导地位的现象”。 “在许多钙钛矿材料中也发现了压电发光现象，但是不幸的是，在去除压力后荧光现象立即消失，这限制了压力优化的发光功能的实际使用。
”杨文革研究员说。 “我们在烧绿石Ho2Sn2O7中获得的发光性能不仅可以保持在常压下，而且可以增强，这意味着Ho2Sn2O7有望用作极端条件和改善生物发光成像技术的记录检测器。