- 會議名稱
- 第二十屆全國晶體生長與材料學術會議
- 會議日期
- 2026-08-22 至 2026-08-25
- 會議地點
- 濟南，中國
- 發表形式
- 大會邀請報告
摘要
多相材料的發光行為不僅取決於其所含的發光中心，也受到激發方式所選擇之能量傳遞路徑與晶相響應所控制。本研究以含 Eu、Dy 的多相鋁酸鍶陶瓷為研究對象，結合粉末 X 射線繞射與 Rietveld 精修、紫外光致發光（PL）光譜，以及臺灣光子源 23A 硬 X 射線奈米探針[1]之 X 射線激發光學發光（XEOL）光譜與面掃描、X 射線螢光（XRF）元素與價態面掃描，以及 X 射線吸收光譜（XAS），解析其物相組成、發光中心與價態分布。Rietveld 精修顯示，樣品由 71.4% 的 SrAl2O4 主相與 28.6% 的 Sr4Al14O25 次要相所組成。在 254、322 與 360 nm 紫外光激發下，發光主要由 SrAl2O4 主相的 519 nm Eu2+ 4f65d1→4f7 寬發射帶所主導；相較之下，在 9670 eV 硬 X 射線激發下，XEOL 光譜則由含量較低的 Sr4Al14O25 次要相所產生之 493 nm Eu2+ 寬發射帶主導[2]，顯示不同激發通道可選擇性地突顯不同物相的發光響應。由於硬 X 射線以遠高於材料能隙的能量沉積於晶格中，產生大量電子－電洞對，並經由載子遷移將能量傳遞至多種可用的發光中心，因此 XEOL 光譜另外記錄到一系列在常規 PL 中幾乎不可見的發光訊號，包括 Eu3+ 與 Dy3+ 的 4f–4f 線狀發射、可歸因於佔據畸變八面體 Al 格位之 Cr3+ 的 R 線（692.1 與 693.7 nm），以及 408 nm 附近的弱紫光發射帶。後者暫歸屬於 F 色心，但仍無法排除 Sr4Al14O25 中第二個 Eu2+ 格位的貢獻。於 6970、6975 與 6983 eV 取得的價態選擇性 XRF 與 XEOL 面掃描，配合 Eu L3 邊 XAS，解析出 Eu2+/Eu3+ 在次微米尺度的空間分布；Dy L3、Cr K 與 Mn K 邊 XAS 則分別確認 Dy3+、Cr3+ 與 Mn2+ 的價態。本研究顯示，結構物相定量與激發解析光譜是彼此互補而非可相互取代的表徵方法；在多相功能晶體中，實際被偵測的物相及其所呈現的響應，取決於所採用的激發通道。
作者與研究機構
1. 臺灣大學地質科學系，臺灣臺北 106319；2. 臺北科技大學材料及資源工程系，臺灣臺北 106344；3. 國家同步輻射研究中心，臺灣新竹 300092；4. 吳照明寶石顧問有限公司，臺灣臺北 106071
*報告人暨通訊作者，電子郵址：sunnytwu@gmail.com