In the quest to predict photoluminescent efficiency in rare-earth substituted inorganic phosphors, research has shown that materials consisting of ordered, rigid crystal structures tend to possess the highest photoluminescent quantum yields. A compound's Debye temperature (ΘD), which can be calculated using ab initio calculations, is an ideal proxy for quantitatively comparing structural rigidity among different inorganic compounds, allowing potentially efficient phosphors to be selected from large crystal structure databases. However, the high computational cost of these calculations limits estimating ΘD for unsubstituted host crystal structures only. It is assumed that the low substitution concentration of the rare-earth luminescent center does not significantly influence a material's Debye temperature. This work evaluates the validity of this approximation by examining the effect of luminescent center substitution on a host structure's ΘD. Two well-known phosphors, (Y1–xCex)3Al5O12 (x = 0 − 0.05) and Ba1-δEuδMgAl10O17 (δ = 0 − 0.15), were synthesized with varying rare-earth concentrations, while ΘD was computationally estimated and then determined by ultrasonic pulse-echo speed-of-sound and low-temperature heat capacity measurements. The ensuing results provide key implications for using ΘD as a proxy for structural rigidity in substituted inorganic compounds.In the quest to predict photoluminescent efficiency in rare-earth substituted inorganic phosphors, research has shown that materials consisting of ordered, rigid crystal structures tend to possess the highest photoluminescent quantum yields. A compound's Debye temperature (ΘD), which can be calculated using ab initio calculations, is an ideal proxy for quantitatively comparing structural rigidity among different inorganic compounds, allowing potentially efficient phosphors to be selected from large crystal structure databases. However, the high computational cost of these calculations limits estimating ΘD for unsubstituted host crystal structures only. It is assumed that the low substitution concentration of the rare-earth luminescent center does not significantly influence a material's Debye temperature. This work evaluates the validity of this approximation by examining the effect of luminescent center substitution on a host structure's ΘD. Two well-known phosphors, (Y1–xCex)3Al5O12 (x = 0 − 0.05) and B...

中文翻译：

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稀土取代对无机荧光粉德拜温度的影响

为了预测稀土取代无机磷光体的光致发光效率，研究表明由有序、刚性晶体结构组成的材料往往具有最高的光致发光量子产率。化合物的德拜温度 (ΘD) 可以使用从头计算来计算，是定量比较不同无机化合物之间结构刚度的理想代理，允许从大型晶体结构数据库中选择潜在有效的磷光体。然而，这些计算的高计算成本限制了仅对未取代的主体晶体结构估计 ΘD。假设稀土发光中心的低取代浓度不会显着影响材料的德拜温度。这项工作通过检查发光中心替换对主体结构 ΘD 的影响来评估这种近似的有效性。两种众所周知的磷光体，(Y1–xCex)3Al5O12 (x = 0 − 0.05) 和 Ba1-δEuδMgAl10O17 (δ = 0 − 0.15)，是用不同的稀土浓度合成的，而 ΘD 是通过计算估计的，然后通过超声波确定脉冲回波声速和低温热容测量。随后的结果为使用 ΘD 作为取代无机化合物中结构刚度的代理提供了关键意义。 为了预测稀土取代无机磷光体的光致发光效率，研究表明由有序、刚性晶体结构组成的材料往往具有最高的光致发光量子产率。化合物的德拜温度 (ΘD)，可以使用 ab initio 计算计算，是定量比较不同无机化合物之间结构刚度的理想代表，允许从大型晶体结构数据库中选择潜在有效的磷光体。然而，这些计算的高计算成本限制了仅对未取代的主体晶体结构估计 ΘD。假设稀土发光中心的低取代浓度不会显着影响材料的德拜温度。这项工作通过检查发光中心替换对主体结构 ΘD 的影响来评估这种近似的有效性。两种众所周知的磷光体，(Y1–xCex)3Al5O12 (x = 0 − 0.05) 和 B... 是定量比较不同无机化合物之间结构刚度的理想代表，允许从大型晶体结构数据库中选择潜在有效的磷光体。然而，这些计算的高计算成本限制了仅对未取代的主体晶体结构估计 ΘD。假设稀土发光中心的低取代浓度不会显着影响材料的德拜温度。这项工作通过检查发光中心替换对主体结构 ΘD 的影响来评估这种近似的有效性。两种众所周知的磷光体，(Y1–xCex)3Al5O12 (x = 0 − 0.05) 和 B... 是定量比较不同无机化合物之间结构刚度的理想代表，允许从大型晶体结构数据库中选择潜在有效的磷光体。然而，这些计算的高计算成本限制了仅对未取代的主体晶体结构估计 ΘD。假设稀土发光中心的低取代浓度不会显着影响材料的德拜温度。这项工作通过检查发光中心替换对主体结构 ΘD 的影响来评估这种近似的有效性。两种众所周知的磷光体，(Y1–xCex)3Al5O12 (x = 0 − 0.05) 和 B... 这些计算的高计算成本限制了仅对未取代的主晶体结构估计 ΘD。假设稀土发光中心的低取代浓度不会显着影响材料的德拜温度。这项工作通过检查发光中心替换对主体结构 ΘD 的影响来评估这种近似的有效性。两种众所周知的磷光体，(Y1–xCex)3Al5O12 (x = 0 − 0.05) 和 B... 这些计算的高计算成本限制了仅对未取代的主晶体结构估计 ΘD。假设稀土发光中心的低取代浓度不会显着影响材料的德拜温度。这项工作通过检查发光中心替换对主体结构 ΘD 的影响来评估这种近似的有效性。两种众所周知的磷光体，(Y1–xCex)3Al5O12 (x = 0 − 0.05) 和 B... 这项工作通过检查发光中心替换对主体结构 ΘD 的影响来评估这种近似的有效性。两种众所周知的磷光体，(Y1–xCex)3Al5O12 (x = 0 − 0.05) 和 B... 这项工作通过检查发光中心替换对主体结构 ΘD 的影响来评估这种近似的有效性。两种众所周知的磷光体，(Y1–xCex)3Al5O12 (x = 0 − 0.05) 和 B...