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L’ECP expérimental pour baTiO3 et les PIC de Ba-L, Ti-Kαet O-Kα près des axes de zone [100] et [110] sont représentés à la figure 6A et à la figure 6B,respectivement. Chaque élément constitutif présente un PIC spécifique, indiquant que le PIC est spécifique au site atomique12.
A titre d’exemple d’application fondamental, nous avons examinéEu3+-dopéCa2SnO4 , qui présente une forte émission rouge dérivée de latransition dipolaire électrique 5D0-7F2 des eu ions trivalents(Eu3+). Compte tenu du critère de similarité des rayons ioniques, il serait plus pertinent de supposer que Eu3+ occupe les sites Ca2+ car Eu3+ est significativement proche en taille de Ca2+ que de Sn4+. Cependant, l’analyse de Rietveld des données de diffraction des rayons X en poudre a révélé que Eu3+ occupait également les sites Ca2+ et Sn4+, probablement parce que le critère de neutralité de la charge locale domine dans ce cas. Un échantillon co-dopé Eu et Y Ca1,8Y0,2Eu0,2Sn0,8O4 a ensuite été synthétisé car les ionsY3+ avec un rayon ionique plus petit occupent préférentiellement des sites cationiques plus petits (Sn4+),expulsant les plus grands ions Eu3+ du site Sn4+ vers le plus grand site Ca2+ sans modifier le bilan de charge. Comme prévu, Ca1,8Y0,2Eu0,2Sn0,8O4 présentait une émission plus forte que l’échantillon Ca1,9Eu0,2Sn0,9O4. L’émission rouge plus forte dans l’échantillon co-dopé s’explique par l’augmentation de la fraction d’ionsEu3+ occupant le site asymétrique Ca, coordonné par sept atomes d’oxygène, ce qui améliore le moment dipolaire électrique par rapport à celui du site symétrique Sn à six coordonnées.
Une série d’échantillons polycristallins co-dopés d’Eu et D’Y avec des compositions nominales deCa1,9Eu0,2Sn0,9O4 et Ca1,8Eu0,2Y0,2Sn0,8O4 ont été préparés, et les occupations des sites des dopants ont été déterminées par la présente méthode.
La figure 7 montre l’ECP et les PIC de Ca-K, Sn-L, O-K, Eu-L et Y-L pour l’échantillon Ca1,8Eu0,2Y0,2Sn0,8O4 près de la zone [100]. Le PIC Eu-L était plus proche du PIC Ca-K, tandis que le PIC Y-L était plus proche du PIC Sn-L. Cela suggère que les sites d’occupation de l’Ue et de l’Y pourraient être biaisés, comme prévu. Les coefficients, αix pour i = Ca, Sn et x = Eu, Y dérivés en utilisant Eq. (1), où nCa = 2/3 et nSn = 1/3. Les k-facteurs des éléments constitutifs sont étalonnés à l’avance à l’aide d’un matériau de référence avec une composition connue, dont la discussion détaillée se trouve dans la réf.12. Les taux d’occupation des impuretés et les concentrations d’impuretés c de tous les échantillons sont tabulés dans le tableau 1.
Dans Ca1.9Eu0.2Sn0.9O4, Eu3+ occupait les sites Ca2+ et Sn4+ également, conformément aux résultats de l’analyse XRD-Rietveld. En revanche, Eu3+ etY3+ occupaient les sitesCa2+ et Sn4+ à des rapports d’environ 7:3 et 4:6, respectivement, dans les échantillons co-dopés, significativement biaisés comme prévu, mais maintenant également la condition de neutralité de charge dans les précisions expérimentales actuelles12.

Figure 1: Perspectives instrumentales. Jeol JEM2100 STEM et ses moniteurs, détecteurs et configurations de panneaux d’opération associés. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 2: Disposition du moniteur de contrôle TEM (TCM). Les fenêtres de contrôle nécessaires à la présente méthode sont affichées et les fonctions et boutons clés sont étiquetés. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 3: Panneaux de fonctionnement gauche/droite du S/TEM. (Gauche) Panneau de fonctionnement gauche (LOP). (Droite) Panneau d’opération droit. Les touches de fonction et les boutons de fonctionnement nécessaires à la présente méthode sont étiquetés. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 4: Image ponctuelle caustique sur l’écran fluorescent. Le diamètre du spot varie de quelques centimètres sur l’écran, en fonction de la valeur de défocalisation. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 5: Apparence du moniteur de contrôle EDS. L’aperçu du motif de canalisation électronique (ECP) dans le panneau supérieur gauche spécifie la zone de mesure. Pour les mesures d’inclinaison 1D, le balayage linéaire à rayons X est sélectionné dans le panneau le plus à gauche et la plage de mesure est indiquée par la flèche jaune dans l’aperçu ECP. Le tableau périodique dans le panneau inférieur gauche sélectionne les éléments des modèles de canalisation d’ionisation (PIC) à afficher dans le panneau supérieur droit. Le panneau inférieur droit affiche le motif EDS accumulé en temps réel. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 6: Ecps expérimentaux et PIC. (A: de gauche à droite) ECP et PIC de Ba-L, T-Kaet O-Ka émissions de BaTiO3 obtenues par bascule de faisceau près de l’axe de la zone [100]. (B: de gauche à droite) Identique à (A) près de [110] axes de zone. Ce chiffre a été modifié à partir de [12]. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 7. ECP et PIC à rayons X correspondants de Ca1,8Eu0,2Y0,2Sn0,8O4 par bascule de faisceau près de l’axe de la zone [100]. (A) ECP. (B-F) PIC des émissions Ca-Ka,Sn-L, O-Ka,O-Ka,Eu-L et Y-L, respectivement. Ce chiffre a été modifié à partir de [12]. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
| échantillon | Dopant |
αCalifornie
|
αSn
|
fCa
|
fSn
|
c x (x = Eu ou Y) |
| Ca1.9Eu0.2Sn0.9O4
| UE | 1,71±0,001 | 0,083±0,001 | 0,57 ±0,001 | 0,43 ±0,002 | 0,061±0,001 |
| Ca1,8Eu0,2Y0,2Sn0,8O4
| UE | 0,162 ±0,001 | 0,077±0,001 | 0,78 ±0,003 | 0,22±0,008 | 0,088±0,006 |
| Y | 0,040±0,002 | 0,265±0,009 | 0,28±0,002 | 0,72 ±0,001 | 0,118 ±0,004 |
Tableau 1. Paramètres dérivés (définis dans le texte) des échantillons deCa2-xEuxSn1-yYyO4 où (x, y) =(0,2, 0,0) et (0,2, 0,2).