Luận án chế tạo, khảo sát tính chất quang và cấu trúc vật liệu chứa đất hiếm dy3+ và sm3+

MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, lĩnh vực thu hút quan tâm từ nhà Vật lý tìm kiếm vật liệu huỳnh quang hiệu suất cao để ứng dụng lĩnh vực quang học laser rắn, hiển thị 3D, thiết bị nhớ, thiết bị hình siêu phẳng, cảm biến UV, vật liệu chiếu sáng Vật liệu huỳnh quang dạng đơn tinh thể thường cho hiệu suất lượng tử cao, điều dẫn đến khả ứng dụng rộng rãi chúng lĩnh vực laser, khuếch đại quang, truyền thông [18, 23, 40-42, 55, 122] Tuy nhiên,tổng hợp đơn tinh thể khó khăn, việc chế tạo vật liệu với số lượng lớn để ứng dụng số lĩnh vực sợi quang điều Thủy tinh vật liệu dễ chế ta ̣o, dễ ta ̣o dáng, dễ điề u chin ̉ h thành phầ n, dễ pha ta ̣p các chấ t với nồ ng đô ̣ biế n thiên mô ̣t dải rô ̣ng, dễ thu các mẫu khớ i Do đó, vật liệu nghiên cứu nhiều cho mục đích ứng dụng khác Trong số thủy tinh vơ thủy tinh borat vật liệu nghiên cứu đưa vào sử dụng khoảng thời gian dài Nhược điểm borat tinh khiết độ bền hóa thấp, lượng phonon cao (cỡ 1500 cm-1) điều làm tăng trình phục hồi đa phonon, dẫn đến làm giảm hiệu suất phát quang vật liệu.Oxit TeO2 có lượng phonon cỡ 750 cm-1, thành phần hình thành mạng thủy tinh có điều kiện, tạo thành thủy tinh thêm thành phần biến đổi mạng Na, K, Li, Al, Zn ,với hàm lượng 10 % [20, 21] Việc thêm TeO2 vào thủy tinh borat tạo thành thủy tinh hỗn hợp có độ bền hóa cao, đồng thời giảm lượng phonon, hiệu suất phát quang tăng lên Ngoài ra, vùng truyền qua rộng tiết diện phát xạ lớn nên thủy tinh tellurite thường sử dụng lĩnh vực sợi quang, laser khuếch đại quang[1, 65, 76, 120] Tâm quang học sử dụng vật liệu huỳnh quang thường ion (kim loại chuyển tiếp đất hiếm) khuyết tật Với ion RE, chuyển dời 4f-4f ion RE3+ thường có dạng vạch hẹp với cường độ mạnh nên chúng sử dụng khuếch đại quang, laser rắn, dẫn sóng phẳng [18, 55, 56, 122] Ngoài ra, phổ huỳnh quang ion RE3+ thường xuất hiện ba vùng NIR, Vis UV nên chúng sử dụng lĩnh vực chiếu sáng cảm biến hồng ngoại, tử ngoại [19, 30, 45, 46] Dysprosium với cấu hình điện tử 4f9, ion đất sử dụng nhiều cho ứng dụng: truyền thông, laser rắn (TbF3:Sm3+, BaYb2F8:Dy3+, LaF3:Dy3+, LiYF4:Dy3+), khuếch đại quang [121, 122, 124] Đặc biệt phổ huỳnh quang ion Dy3+ xuất hiện hai dải phát xạ mạnh đơn sắc có màu vàng (yellow: Y) xanh dương (blue: B), đường nối hai dải giản đồ tọa độ màu CIE qua vùng sáng trắng Như vậy, pha trộn hai chùm sáng theo tỉ lệ thích hợp tạo ánh sáng trắng Dải phát xạ màu vàng (chuyển dời 4F9/2→6H13/2) phụ thuộc mạnh vào nền, dải màu xanh dương (chuyển dời 4F9/2→6H15/2) phụ thuộc vào Do đó, tỉ số cường độ huỳnh quang Y/B điều chỉnh thơng qua điều chỉnh thành phần nền, nhờ chùm sáng huỳnh quang đưa vùng sáng trắng [93, 97, 118] Ngoài ra, nhờ phụ thuộc mạnh có quy luật vào chuyển dời 4F9/2→6H13/2 nên Dy3+ sử dụng đầu dò để nghiên cứu đặc điểm trường ligand[1, 45] Nghiên cứu quang phổ ion RE3+ toán quan tâm từ năm đầu kỷ 20 Tuy nhiên, tính phức tạp vấn đề nên để tính tốn cách định lượng cường độ chuyển dời quang học ion RE3+ nhiệm vụ bất khả thi nửa đầu kỷ 20 Sự đời lý thuyết JuddOfelt (JO) vào năm 1962 [53, 79] đánh dấu bước tiến lớn việc nghiên cứu quang phổ ion RE3+ môi trường đông đặc Các thông số cường độ Ωλ (λ = 2,4,6) chìa khóa lý thuyết JO, chúng phụ thuộc vào loại ion RE3+ mà không phụ thuộc vào chuyển dời cụ thể Chỉ với ba thông số này, đốn nhận đặc điểm trường ligand tiên đoán tất các tính chất quang học vật liệu như: xác suất chuyển dời, tỉ số phân nhánh huỳnh quang, thời gian sống huỳnh quang, hiệu suất lượng tử, tiết diện phát xạ cưỡng bức…Các khả ứng dụng vật liệu đưa dựa thông số quang học [45, 46, 119] Do ưu điểm thủy tinh hỗn hợp B2O3-TeO2 vai trò quan trọng của ion Dy3+ lĩnh vực quang học nên có nhiều nghiên cứu tính chất quang ion Dy3+ thủy tinh tellurite với thành phần khác [1, 34, 47, 69, 93, 97] Mặc dù vậy, nhiều vấn đề cần làm rõ việc áp dụng lý thuyết JO với ion Dy3+ ảnh hưởng oxit B2O3lên cấu trúc thủy tinh hỗn hợp B2O3-TeO2.Vấn đề thứ nhất: việc sử dụng hay không sử dụng chuyển dời siêu nhạy6H15/2→^F11/2 tính tốn JO cịn có quan điểm trái ngược [47, 118] Vấn đề thứ 2:một số tác giả rằng, thủy tinh borotellurite, B2O3 khơng đóng vai trò chất tạo (former) mà chất biến thể (modifier) [21, 78] nên ln có tương tác mạnh thành phần borate tellurite Chính tương tác ảnh hưởng đến cấu trúc thủy tinh ảnh hưởng đến thơng số cường độ Ωλ tính chất quang ion RE3+ Điều quan trọng phải làm rõ chế lý hóa khiến có mặt borate thủy tinh boro-tellurite làm thay đổi cấu trúc trường tinh thể môi trường cục xung quanh ion đất Với hy vọng tìm câu trả lời thỏa đáng cho vấn đề trên, luận án, chúng tơi chế tạo nghiên cứu tính chất quang cấu trúc vật liệu thủy tinh borotellurte pha tạp ion Dy3+ với thành phầnB2O3-Te2O2 -ZnO-Na2O Để làm bật vai trò borate, chế tạo mẫu, giữ nguyên hàm lượng Zn, Na mà thay đổi tỷ lệ B2O3/TeO2 Trong vật liệu huỳnh quang, trình truyền lượng (bao gồm phục hồi ngang di trú lượng) ảnh hưởng mạnh đến hiệu suất huỳnh quang vật liệu quang[1, 40, 84, 118] Vì vậy, nghiên cứu trình truyền lượng cần thiết có ý nghĩa thực tiễn Trong luận án, tiến hành nghiên cứu q trình truyền lượng thơng qua phục hồi ngang ion Dy3+ theo mơ hình Inokuti-Hirayama[49] Để thảo luận trình di trú lượng liên quan tới ion RE3+ (RE = Sm, Tb Dy), tiến hành số nghiên cứu truyền lượng kép (di trú bắt giữ lượng) tinh thể K2GdF5:RE3+ Hiệu ứng di trú lượng dễ quan sáttrong hợp chất chứa Gd [102], thường sử dụng để nghiên cứu vai trò củadi trú lượng trình huỳnh quang nguyên tố đất hiếm.Vì lý trên, chọnđề tài “Chế tạo, khảo sát tính chất quang & cấu trúc vật liệu chứa đất Dy3+ Sm3+” Tại Việt Nam,trong năm gần đây, số tác giả thực hiện nghiên cứu tính chất quang Eu3+ theo lý thuyết JO [1, 5, 6] Đặc biệt, luận án tiến sĩ mình, tác giả Phan Văn Độ sử dụng lý thuyết JO để tính thông số phát xạ Dy3+ thủy tinh B2O3-TeO2-Al2O3-Na2O-Li2O[1], vật liệu giống với vật liệu sử dụng luận án Tuy nhiên nghiên cứu Sự truyền lượng từ Gd3+ sang Sm3+ tinh thể K2GdF5 giới thiệu tác giả không sâu vào nghiên cứu trình truyền lượng kép tinh thể K2GdF5:RE3+ Tiếp nối kết đạt nhóm nghiên cứu, luận án này, nghiên cứu tính chất quang ion Dy3+ thủy tinh borotellurite, chúng tơi cịn tiến hành số nghiên cứu mới, bao gồm: + Sử dụng đầu dò Dy3+ Eu3+ để nghiên cứu thay đổi độ bất đối xứng trường ligand độ cứng môi trường xung quanh ion RE3+ theo thay đổi tỉ số nồng độ B2O3/TeO2 Sử dụng phổ phonon sideband phổ Raman để giải thích ảnh hưởng nồng độ B2O3 lên tính chất mơi trường xung quanh RE3+ + Đánh giá độ xác việc vận dụng lý thuyết JO thơng qua mơ hình mức lượng + Nghiên cứu ảnh hưởng dải siêu nhạy đến kết phân tích JO + Thực hiện nghiên cứu sâu trình truyền lượng kép tinh thể K2GdF5:RE3+ Tìm tốc độ bước truyền lượng so sánh tốc độ bắt giữ lượng từ Gd3+ ion Sm3+, Tb3+ Dy3+ Theo hiểu biết tốt chúng tơi trước thực hiện đề tài, chưa có cơng bố nước quốc tế lĩnh vực nói Một số kết nghiên cứu công bố tạp chí quốc tế [40, 48, 113] kỷ yếu hội nghị [4] Mục tiêu luận án là: + Chế tạo thủy tinh telluroborate pha tạp ion Dy3+ Eu3+ + Tính thơng số quang học ion Dy3+ pha tạp thủy tinh telluroborate + Sử dụng ion Dy3+ Eu3+ để nghiên cứu đặc điểm môi trường trường cục xung quanh ion RE3+ thông qua lý thuyêt JO phổ phonon sideband (PSB) + Nghiên cứu trình truyền lượng ion Dy3+ thông qua phục hồi ngang Nghiên cứu trình truyền lượng kép tinh thể K2GdF5:RE3+ Nội dung nghiên cứu + Nghiên cứu phương pháp chế tạo chế tạo vật liệu thủy tinh borotellurite phương pháp nóng chảy Nghiên cứu cấu trúc vật liệu sử dụng luận án thông qua phổ Raman, FTIR, PSB XRD + Thực hiện phép đo phổ quang học tất mẫu phổ: hấp thụ quang học, phát xạ, cường độ huỳnh quang suy giảm theo thời gian + Sử dụng lý thuyết JO để tính thơng số quang học Dy3+ đánh giá số đặc điểm trường tinh thể + Thực hiện nghiên cứu nâng cao lý thuyết JO như: ảnh hưởng chuyển dời siêu nhạy lên kết tính tốn JO, đánh giá độ xác tính tốn JO theo mơ hình mức lượng, ảnh hưởng tỉ số nồng độ B2O3/TeO2 lên cấu trúc tính chất quang thủy tinh borotellurite + Sử dụng mô hình IH để nghiên cứu trình truyền lượng thông qua phục hồi ngang ion Dy3+ thủy tinh Nghiên cứu trình truyền lượng kép (di trú bắt giữ lượng) tinh thể K2GdF5:RE3+ Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài + Ý nghĩa khoa học: Các nghiên cứu chuyên sâu đặc điểm quang học Dy3+ theo lý thuyết JO nghiên cứu mới, kết thu bổ sung vào hiểu biết đặc điểm quang phổ Dy3+ khác + Ý nghĩa thực tiễn: Các thông số quang học tính tốn theo lý thuyết JO giản đồ tọa độ màu CIE thủy tinh borotellurite sở để định hướng ứng dụng cho vật liệu nghiên cứu luận án Bố cục luận án Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục hình, tài liệu tham khảo, nội dung luận án trình bày chương Chương Giới thiệu tổng quan thủy tinh tellurite Đặc điểm mức lượng quang phổ ion RE3+ Nguyên lý thực hành lý thuyết JO Mơ hình truyền lượng Inokuti-Hirayama Chương Trình bày số phương pháp nghiên cứu sử dụng luận án, kết chế tạo mẫu nghiên cứu cấu trúc vật liệu Chương Trình bày kết nghiên cứu vềquang phổ Dy3+ thủy tinh chế tạo Kết tính thơng số liên kết, sơ đồ mức lượng ion Dy3+ Các kết nghiên cứu tính chất quang ion Dy3+ theo lý thuyết JO Chương Trình bày kết khoa học luận án: giản độ tọa độ màu CIE khả phát ánh sáng trắng thủy tinh borotellurte pha tạp Dy3+; vai trò đầu dò quang học ion Dy3+, nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng B2O3 lên cấu trúc thủy tinh; kết nghiên cứu chuyên sâu lý thuyêt JO hệ thống thủy tinh borotellurite chứa Dy3+; nghiên cứu trình truyền lượng ion Dy3+ thủy tinh thơng qua phục hồi ngang q trình truyền lượng kép K2GdF5:RE3+ (RE = Sm, Tb Dy) CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU THỦY TINH VÀ LÝ THUYẾT JO Chương trình bày: 1) tổng quan vật liệu thủy tinh, sơ cấu trúc thủy tinh borotellurite; 2) đặc điểm quang phổ mức lượng ion đất tự chất rắn; 3) tóm tắt nguyên lý lý thuyết JO trình phân tích quang phổ ion RE3+ theo lý thuyết JO 1.1 Thủy tinh pha tạp đất 1.1.1.Sơ lược thủy tinh Hình 1.1 Sự xếp nguyên tử mạng ngẫu nhiên liên tục vật liệu tinh thể thạch anh SiO2 (trái) thủy tinh silicat SiO2 (phải), chấm nhỏ nguyên tử Si, chấm đen to nguyên tử O Mạng biểu diễn theo hai chiều[1, 29] Thủy tinh, theo định nghĩa (năm 1941) nhà khoa học thuộc Hiệp hội Khoa học Vật liệu Mỹ, sản phẩm vơ nóng chảy làm nguội đột ngột để có cấu trúc rắn lại chất vô định hình Điều có nghĩa thủy tinh khơng có véc tơ chuyển dịch tịnh tiến, đồng nghĩa với cấu trúc khơng có trật tự xa, có trật tự gần Trong với vật liệu tinh thể nguyên tử xếp theo trật tự xa[29] Hình 1.1 biểu diễn khác cấu trúc hệ nguyên tử tinh thể thủy tinh SiO2[1, 29] Đối với thủy tinh, tương tác trật tự gần chiếm ưu trật tự xa Tuy nhiên, việc xử lý nhiệt thích hợp tạo nên cân trật tự gần xa để phục vụ cho mục đích riêng theo mong muốn nghiên cứu cấu trúc hệ thống phức tạp nhiều thành phần Sự cạnh tranh xếp trật tự gần với trật tự xa cấu trúc tạo đa dạng tính chất lý hóa mà tính chất áp dụng nhiều lĩnh vực [17] Thủy tinh đượcchế tạo từ nhiều loạinguyên liệu khác nhau, số chất dễ dàngtạo thànhthủy tinh từ trạng thái nóng chảy làm lạnhđủnhanhvàthường gọi chất tạo thủy tinh (glass former) Một số oxit TeO2, SeO2, MeO3, WO3, Bi2O3, Al2O3không thể tự tạo thành thủy tinh phối hợp với lượngphù hợpmột số loại oxitkhác, chúng tạo thành thủy tinh Do đóchúng gọi làchất tạo thủy tinh có điều kiện (conditional glass formers) Một sốoxitnhưPbO, CaO, K2O, Na2O tạo thay đổimạnh mẽ trongtính chất (điểm nóng chảy, độ dẫn )của nềnthủy tinhoxitkhi đượcthêm vàovới lượng nhỏ Cácoxit cũngthay đổi cấu trúcmạngcủa thủy tinh chúngđượcgọi thành phần biến thể mạng (network modifier) Các cationcủa thành phần biến tính nhưkiềm,kiềm thổvà ioncó trạng thái hóa trịcao phân tánngẫu nhiêntrongmạng gần anionkhôngliên kết Thủy tinh pha tạp đất nghiên cứurộng rãidocác ứng dụngthực tế chúngtrong thiết bịquang họcnhưlasertrạng thái rắn,sợi quang học, vật liệu huỳnh quang, hiển thị màu Các vật liệu nàycó độ bền học cao, dễ chế tạovới hình dạngvà kích cỡ khác với phân bố đồng đềucủa ion RE Chúng có độ suốt cao nên sử dụng cửa sổquang họcbao gồmvùngtia cực tím,khả kiếnvàhồng ngoại[94].Thủy tinh vơ đa dạng, phân chia thành số nhóm sau[1]: thủy tinh oxit borate, photphat, silicat…; thủy fluoroboratevàfluorophosphate tinh hay halide ZnCl2, CaF2, fluorozirconate, LaF3…; thủy tinh calcogenide:được hình thành nguyên tố nhómVI(S, Se vàTe) kết hợp với nguyên tốnhómIV(Si Ge) vàcác nguyên tốnhóm V(P, As, SbvàBi); thủy tinh metalic:gồm hai loại hỗn hợp kim loại-phi kimvàkim loại-kim loại;thủy tinh tellurite với thành phần hình thành mạng TeO2 Mỗi loại thủy tinh có đặc tính khác nên ứng dụng lĩnh vực quang học khác 1.1.2 Thủy tinh tellurite Trong năm gần đây, thủy tinh tellurite thu hút quan tâm đặc biệt từ nhà khoa học ứng dụng phong phú chúng lĩnh vực quang học Thủy tinh có nhiều ưu điểm vượt trội so với loại thủy tinh oxit khác như: lượng phonon thấp (cỡ 750 cm-1), bền học, bền hóa học, suốt từ vùng nhìn thấy đến 4,5 μm, hệ số chiết suất độ hòa tan đất cao[30] Các tính chất đặc biệt mở khả ứng dụng thủy tinh tellurite lĩnh vực quang học như: sợi thủy tinh khuếch đại quang [28].Ngoài ra, thủy tinh tellurite có chiết suất phi tuyến cao nên thuận lợi cho việc phát điều hòa bậc hai[1, 114, 120] Theo lý thuyết Pauling[80], nguyên tố có độ âm điện khoảng từ 1,7-2,1 (theo thang Pauling) chất tạo thành phần mạng thủy tinh tốt Điều quan sát thấy silic (1,8), photpho (2,1) boric (2,0) với thủy tinh tương ứng thủy tinh silicate, phosphate borate[1] Dựa lý thuyết nàythì tellurium có độ âm điện 2,1 nên sử dụng chất hình thành mạng thủy tinh Tuy nhiên, suốt khoảng thời gian dài, việc chế tạo thủy tinh tellurium oxit tinh khiết không thành công tái kết tinh vật liệu Trong năm 1956 1957, Barady [20, 21] kết hợp TeO2 với Li2O để chế tạo thủy tinh tellurite Tác giả sử dụng tia Xđể nghiên cứu cấu trúc thủy tinh thấy cấu trúc cục thủy tinh tellurite tương tự cấu trúc tinh thể TeO2 Bằng nghiên cứu chi tiết hơn, tác giả kết luận nhóm cấu trúc tinh thể TeO2 giữ nguyên vẹn chuyển sang mạng thủy tinh Như vậy, thủy tinh telluritecó nhóm cấu trúc đơn vị tương tự tinh thể TeO2 Các tác giả trình chế tạo thủy tinh tellurite oxit phương pháp thông thường, để tránh kết tinh thành phần biến đổi mạng Li2O, Na2O đưa vào phải chiếm tỉ lệ 10% Hình 1.2 Các cấu trúc đơn vị thủy tinh tellurite a) Cấu trúc đơn vị [TeO4] b) Cấu trúc đơn vị [TeO3]-oxi không cầu nối O=TeO2[103] Nhóm nghiên cứu Koen [60] chế tạo thủy tinh tellurite pha tạp erbium nhận thấy ion erbium ảnh hưởng đến cường độ tốc độ đổi màu thủy tinh theo ánh sáng chiếu tới Wang cộng [120] khảo sát tính chất phổ thủy tinh TeO2-ZnO-R2O pha tạp đất khác (Pr3+, Nd3+, Er3+, Tm3+) thủy tinh thích hợp việc chế tạo sợi quang học Các tác giả thủy tinh tellurite có nhiều ưu điểm như: (a) vùng truyền qua tương đối rộng, (b) tính ổn định nhiệt tốt, (c) độ bền hóa học học cao, (d) hệ số chiết suất phi tuyến cao thuận lợi cho phát điều hòa bậc hai Mori đồng nghiệp [76]đã khảo sát phổ huỳnh quang sợi thủy tinh tellurite tính tốn tiết diện ngang phát xạ (emission cross-section) Các kết nghiên cứu họ thủy tinh có tiềm ứng dụng laser sợi quang khuếch đại quang Neindre[65] nghiên cứu tính chất nhiệt quang thủy tinh tellurite với tỉ lệ khác chất làm biến đổi mạng (Na2O/Li2O, Na2O/K2O K2O/Li2O) Tác giả sử dụng lý thuyết JO để đánh giá xác xuất chuyển dời, thời gian sống phát xạ tỉ số phân nhánh Các kết loại thủy tinh có triển vọng việc khuếch đại dải rộng xung quanh bước sóng 1,5 μm 10 ion Gd3+ tinh thể K2GdF5 pha tạp Sm3+ (a), Tb3+ (b) Dy3+ (c), phổ đo điều kiện hồn tồn Từ phổ huỳnh quang, chúng tơi tính tổng diện tích phát xạ dải 312 nm K2GdF5:Sm3+ K2GdF5:Tb3+ là105và 0,35.105 Nghĩa tốc độ bắt giữ lượng từ ion Gd3+ ion Tb3+ lớn nhiều so với Sm3+ Kết hoàn toàn phù hợp với nghiên cứu lĩnh vực tương tự tinh thể GdAlO3:Sm3+ GdAlO3:Tb3+ công bố tài liệu [33] Với trường hợp K2GdF5:Dy3+, mức lượng 6IJ 6PJ Gd3+ gần trùng với mức 4P3/2, 4K11/2, 4L19/2 Dy3+, mức lại chồng chập với vùng truyền điện tích (CTB) cho phép, vùng CTB có cường độ mạnh Như vậy, tương tác mức 6IJ 6PJ với chuyển dời lưỡng cực điện cho phép Dy3+ mạnh Điều dẫn đến tốc độ P6 P7 lớn nhiều so với P1 P2 phổ huỳnh quang mẫu K2GdF5:Dy3+, không thu vạch phát xạ 312 nm Gd3+ 5x10 a 3+ Sm C- êng ®é 4x10 3x10 2x10 1x10 Tb b 3+ 3+ 300 Dy c 305 310 315 320 B- í c sãng (nm) Hình 4.14 Cường độ huỳnh quang dải 312 nm ion Gd3+ tinh thể K2GdF5 pha tạp Sm3+ (a), Tb3+ (b) Dy3+ (c) Như vậy, tỉ số tốc độ bắt giữ ion RE3+ tốc độ di trú lượng ion Gd3+ (P6/P3 P7/P4) ảnh hưởng đến hiệu suất phát quang ion 108 RE3+ vật liệu chứa gadolinium vật liệu kích thích bước sóng đặc trưng ion Gd3+ Hiệu suất phát quang tăng với tăng tốc độ bắt giữ Trong nghiên cứu chúng tôi, tỉ số P6/P3 hoặc/và P7/P4 lớn trường hợp mẫu pha tạp Dy3+ Vì vậy, chúng tơi hy vọng vật liệu gadolinium pha tạp Dy3+ cho hiệu suất phát quang cao kích thích bước sóng kích thích Gd3+ dựa q trình bắt giữ lượng ion Dy3+ Tốc độ di trú lượng qua ion Gd3+ vật liệu gadolinium ảnh hưởng mạnh đến hình dạng đường cong huỳnh quang suy giảm theo thời gian (decay time –DT) ion đất Hình 4.15 trình bày đường cong biểu diễn suy giảm cường độ huỳnh quang theo thời gian Sm3+, Tb3+ Dy3+ tinh thể K2GdF5 Các mẫu kích thích bước sóng 274 nm, bước sóng kích thích đặc trưng Gd3+, tín hiệu ghi bước sóng phát xạ đặc trưng Sm3+ (600 nm – chuyển dời 4G5/2→6H7/2), Tb3+ (541 nm – 5D4→7F5) Dy3+ (577 nm – 4F9/2→6H13/2) C- êng ®é chuÈn hãa (®.v.t.®) 1.0 0.8 3+ K2GdF5:Sm 0.6 3+ K2GdF5:Tb 0.4 0.2 3+ K2GdF5:Dy 0.0 10 Thêi gian (ms) Hình 4.15 Đường cong huỳnh quang suy giảm theo thời gian Sm3+, Tb3+ Dy3+ tinh thể K2GdF5 109 Từ kết thu được, nhận thấy với K2GdF5:Dy3+, tốc độ bắt giữ lượng Dy3+rất lớn so với tốc độ di trú, gần sau ion Gd3+ kích thích, lượng truyền sang cho Dy3+ Vì vậy, ngừng kích thích, tinh thể cịn ion Dy3+ bị kích thích nên suy giảm cường độ huỳnh quang tuân theo hàm mũ thời gian Với K2GdF5:Sm3+ K2GdF5:Tb3+, tốc độ bắt giữ nhỏ so nên ngừng kích thích, số ion Gd3+ trạng thái kích thích tinh thể lớn Năng lượng sau truyền cho Sm3+ Tb3+nên cường độ huỳnh quang Sm3+ Tb3+ có gia tăng sau kích thích trước giảm xuống Hình dạng đường cong Sm3+ Tb3+ K2GdF5có dạng hoàn toàn phù hợp với nghiên cứu tác giả Lee [66], Zhang[129] Wegh [123] Trong đó, tác giả phần tăng cường độ huỳnh quang sau kích thích có liên quan đến trình truyền lượng từ Gd3+ sang ion RE3+ Kết luận chương Giản đồ tọa độ màu CIE cho thấy mẫu thủy tinh borotellurite pha tạp ion Dy3+ phát xạ ánh sáng trắng với bước sóng kích thích 450 nm Tọa độ màu điều chỉnh thông qua điều chỉnh thành phân thủy tinh Kết nghiên cứu phổ PSB thủy tinh BT nồng độ B2O3 tăng, tỉ số nhóm [BO3] [BO4] tăng lên, tức số nguyên tử oxi không cầu nối (NBO) tăng lên Sự gia tăng NBO làm giảm khả liên kết giảm độ đối xứng mạng thủy tinh Điều làm giảm độ cứng cấu trúc dễ dàng tạo trật tự cao thủy tinh borotellurite, dẫn đến giảm độ cứng đồng thời làm tăng độ trật tự mạng thủy tinh, kết giá trị thông số Ω6 Ω2 thủy tinh borotellurite tăng lên Q trình truyền lượng thơng qua phục hồi ngang nguyên nhân giảm hiệu suất phát quang vật liệu Sử dụng mơ hình IH, chế tương tác chủ đạo ion Dy3+trong thủy tinh borotellurite tìm tương tác DD Các thơng số truyền lượng sống gian sống riêng tìm cho mẫu 110 Quá trình di trú lượng qua ion Gd3+ bắt giữ lượng ion Sm3+, Tb3+ Dy3+ tronng tinh thể K2GdF5 nghiên cứu chi tiết Trong đó, tốc độ bắt giữ lượng ion Dy3+ mạnh so với Sm3+ Tb3+ Như vậy, vật liệu gadolinium pha tạp Dy3+ cho hiệu suất phát quang cao kích thích bước sóng kích thích Gd3+ dựa trình di trú lượng 111 KẾT LUẬN Đề tài “Chế tạo, khảo sát tính chất quang & cấu trúc vật liệu chứa đất Dy3+ Sm3+”, với mục tiêu là: + Chế tạo thủy tinh telluroborate pha tạp ion Dy3+ Eu3+ + Tính thơng số quang học ion Dy3+ pha tạp thủy tinh telluroborate + Sử dụng ion Dy3+ Eu3+ để nghiên cứu đặc điểm môi trường trường cục xung quanh ion RE3+ thông qua lý thuyêt JO phổ phonon sideband (PSB) + Nghiên cứu trình truyền lượng ion Dy3+ thông qua phục hồi ngang Nghiên cứu trình truyền lượng kép tinh thể K2GdF5:RE3+ Chúng thu số kết sau: Chế tạo thành công thủy tinh borotellurite phương pháp nóng chảy Phổ XRD vật liệu có cấu trúc vơ định hình, cấu trúc đặc trưng thủy tinh Phổ Raman, hấp thụ hồng ngoại phonon-sideband mạng thủy tinh borotellurite tạo nên từ nhóm cấu trúc đặc trưng borat tellurit Các ion RE3+ “đi vào” nhóm cấu trúc thuộc borat tellurit Lý thuyết JO áp dụng cách nâng cao cho thấy việc sử dụng tất dải hấp thụ, bao gồm chuyển dời siêu nhạy, cho kết tính tốn gần với thực nghiệm so với trường hợp bỏ qua chuyển dời Mơ hình mức phù hợp tốt tính tốn JO với kết thực nghiệm 3.Sử dụng đầu dò quang học Eu3+ Dy3+ tìm thủy tinh borotellurite, ln có tương tác mạnh B2O3 TeO2 Việc tăng hàm lượng B2O3 làm tăng số oxi không cầu nối, dẫn đến việc giảm độ đối xứng độ cứng mạng thủy tinh Kết giá trị thông số Ω6 Ω2 thủy tinh borotellurite tăng lên so với thủy tinh thành phần B2O3 TeO2 Giá trị lớn thông số phát xạ ứng với chuyển dời 4F9/2→6H13/2: β (51-53 %), ϭ (86×10-22-97×10-22 cm2 ) vàη (84-87 %), chứng tỏ vật liệu nghiên cứu có triển vọng ứng dụng cho linh kiện thiết bị quang học Giản đồ CIE thủy tinh BTDy có triển vọng chế tạo thiết bị phát ánh sáng trắng 112 Sự giảm hiệu suất lượng tử có liên quan đến q trình truyền lượng thơng qua chế phục hồi ngang với chế tương tác tương tác DD Với mẫu thủy tinh BTDy có nồng độ 0,5 mol% Dy3+, xác suất truyền lượng nhỏ hiệu suất lượng tử lớn nồng độ B2O 45 mol% Các nghiên cứu trình bắt giữ lượng từ Gd3+ ion Sm3+, Tb3+ Dy3+ tinh thể K2GdF5 vật liệu gadolinium pha tạp Dy3+ cho hiệu suất phát quang cao kích thích bước sóng kích thích Gd3+ trường hợp này, xác suất bắt lượng lớn xác suất di trú lượng ion Gd3+ 113 DANH MỤC CÁC CÔNG BỐ SỬ DỤNG NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN Vu Phi Tuyen, Bounyavong Sengthong, Vu Xuan Quang, Phan Van Do, Ho Van Tuyen, Le Xuan Hung, Nguyen Trong Thanh, Masayuki Nogami, Tomokatsu Hayakawa, Bui The Huy “Dy3+ ions as optical probes for studying structure of boro-tellurite glasses”, Journal of Luminescence,178(2016)27–33, http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2016.05.027 (ISI) Phan Van Do, Vu Phi Tuyen, Vu Xuan Quang, Nicholas M Khaidukov, Nguyen Trong Thanh, Bounyavong Sengthong, Bui The Huy, “Energy transfer phenomena and JuddOfelt analysis on Sm3+ ions in K2GdF5 crystal”, Journal of Luminescence, 179(2016)93–99, http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2016.06.051 ,(ISI) Sengthong Bounyavong, Vũ Phi Tuyến, Vũ Xuân Quang, Hồ Văn Tuyến, Phan Văn Độ, Ngô Văn Tâm, Lê Văn Tuất; "Thủy tinh Boro-Tellurite pha tạp Dysprosium: Tính chất huỳnh quang khả ứng dụng "; Những Tiến Vật lý Kỹ thuật Ứng dụng; P.491-497; (2014) ISBN: 978-604-913-232-2 DANH MỤC CÁC CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Huy B.T., Sengthong B., Van Do P., et al (2016), "A bright yellow light from a Yb3+,Er3+-co-doped Y2SiO5 upconversion luminescence material", RSC Advances, Vol 6, pp 92454-92462 114 Tài liệu tham khảo Tài liệu tiếng Việt [1] 'Độ P.V (2016), "Nghiên cứu tính chất quang ion đất Dy3+ Sm3+ số vật liệu họ forua oxit", Luận án tiến sĩ Vật lý, Học viện khoa Học Công nghệ, Viện hàn Lâm Khoa Học Công Nghệ Việt Nam, Vol pp 55-87 [2] 'Quang V.X (2012), "Lý thuyết Judd-Ofelt Quang phổ vật liệu chứa Đất hiếm", Danang-ICSA,, Vol pp 52-72 [3] 'Quang V.X (2008), "Cường độ chuyển dời f-f ion đất hiếm, lí thuyết Judd-Ofelt ứng dụng", Bài giảng Phòng Quang phổ Ứng dụng Ngọc học (Viện Khoa học Vật liệu), Phòng Vật lý Ứng dụng (Viện Nghiên cứu Ứng dụng Công nghệ Nha Trang), lớp cao học Vật lý Nha Trang 5/2008, lớp học lần thứ Nhiệt huỳnh quang Đồng Hới 7/2008., Vol [4] 'Sengthong B., Tuyen V.P., Quang V.X., et al (2014), "Thủy tinh Boro-Tellurite pha tạp Dysprosium: Tính chất huỳnh quang khả ứng dụng ", Những Tiến Vật lý Kỹ thuật Ứng dụng, Vol pp 491-497 [5] 'Trần T.H (2017), "Khảo sát quang phổ thủy tinh borat-tellurit pha tạp ion đất hiếm", Luận án tiến sĩ Vật lý, Học viện khoa Học Công nghệ, Viện hàn Lâm Khoa Học Công Nghệ Việt Nam, Vol [6] 'Tuyến H.V (2017), "Nghiên cứu chế tạo tính chất quang vật liệu Borate Sr3B2O6:Eu3+ Sr3B2O6:Eu2+", Luận án tiến sĩ Vật lý, Học viện khoa Học Công nghệ, Viện hàn Lâm Khoa Học Công Nghệ Việt Nam, Vol Tài liệu tiếng Anh [7] Ali A., A, Shaaban M., H (2008), "Electrical conductivity of silver bismuth borate tellurite glasses", Phys B: Cond Matt., Vol 403, pp 2461-2467 [8] Alombert-Goget G., Gaumer N., Obriot J., et al (2005), "Aluminum effect on photoluminescence properties of sol–gel-derived Eu3+-activated silicate glasses", J NonCryst Solids, Vol 351, pp 1754-1758 [9] Anishia.S.R, Jose.M.T, Annalakshmi.O, et al (2011), "Thermoluminescence properties of rare earth doped lithium magnesium borate phosphors", J Lumin, Vol 131, pp 24922498 [10] Arunkumar S., Venkata K., K., Marimuthu K (2013), "Structural and luminescence behavior of lead fluoroborate glasses containing Eu3+ ions", Physica B, Vol 416, pp 88100 [11] Babu A.M., Jamalaiah B.C., Jakka S.K., et al (2011), "Spectroscopic and photoluminescence properties of Dy3+ -doped lead tungsten tellurite glasses for laser materials", J Allo Comp., Vol pp 457-462 [12] Babu A.M., Jamalaiah B.C., Kumar J.S., et al (2011), "Spectroscopic and photoluminescence properties of Dy3+-doped lead tungsten tellurite glasses for laser materials", J Alloys Compd, Vol 509, pp 457-462 [13] Babu P., Jayasankar C.K (2000), "Optical spectroscopy of Eu3+ ions in lithium borate and lithium fluoroborate glasses", Phys B: Condens Matt, Vol 279, pp 262-281 [14] Babu P., Jayasankar C.K (2000), "Spectroscopic properties of Dy3+ ions in lithium borate and lithium fluoroborate glasses", Optic Mater., Vol 15, pp 65-79 [15] Baia L., Stefan R., Kiefer W., et al (2002), "Structural investigations of copper doped B2O3–Bi2O3 glasses with high bismuth oxide content", J Non-Cryst Solids, Vol 303, pp 379-386 115 [16] Basavapoornima C., Jayasankar C.K., Chandrachoodan P.P (2009), "Luminescence and laser transition studies of Dy3+:K–Mg–Al fluorophosphate glasses", Phys B: Cond Matter, Vol 404, pp 235-242 [17] Bates T (1962), "Ligand field theory, absorbtion spectra of transition-metal ions in glass", Mod Aspect Vitreous State, Vol 2, pp 195-254 [18] Bigotta S., Tonelli M., Cavalli E., et al (2010), "Optical spectra of Dy3+ in KY3F10 and LiLuF4 crystalline fibers", J Lumin, Vol 130, pp 13-17 [19] Binnemans K (2015), "Interpretation of europium(III) spectra", Coord Chem Rev., Vol 295, pp 1-45 [20] Brady G.W (1956), "X-Ray Study of Tellurium Oxide Glass", J Chem Phys, Vol 24, pp 477-477 [21] Brady G.W (1957), "Structure of Tellurium Oxide Glass", J Chem Phys, Vol 27, pp 300-303 [22] Brian M W (2006), "JUDD-OFELT THEORY: PRINCIPLES AND PRACTICES", NASA Langley Research Center Hampton, VA 23681 USA, Vol pp 403-433 [23] Brik M.G., Ishii T., Tkachuk A.M., et al (2004), "Calculations of the transitions intensities in the optical spectra of Dy3+:LiYF4", J Alloys Compd, Vol 374, pp 63-68 [24] Carnall W.T., Crosswhite H., Crosswhite H.M., et al (1978), Energy level structure and transition probabilities in the spectra of the trivalent lanthanides in LaF3 [microform], Argonne Nat Labo., Argonne, Ill [25] Carnall W.T., Fields P.R., Rajnak K (1968), "Electronic Energy Levels of the Trivalent Lanthanide Aquo Ions III.Tb3+", J Chem Phys, Vol 49, pp 4447-4449 [26] Carnall W.T., Fields P.R., Rajnak K (1968), "Electronic Energy Levels of the Trivalent Lanthanide Aquo Ions II Gd3+", J Chem Phys, Vol 49, pp 4443-4446 [27] Carnall W.T., Fields P.R., Rajnak K (1968), "Electronic Energy Levels in the Trivalent Lanthanide Aquo Ions I Pr3+, Nd3+, Pm3+, Sm3+, Dy3+, Ho3+, Er3+, and Tm3+", J Chem Phys, Vol 49, pp 4424-4442 [28] Churbanov M.F., Snopatin G.E., Zorin E.V., et al (2005), "Glasses of TeO2 - WO3 La2O3 systems for fiber optics", J Optoelectr Adv Mater, Vol 7, pp 1765 - 1772 [29] Clark R.A (2012), "Intrinsic Dosimetry: Properties and Mechanisms of Thermoluminescence in Commerial Borosilicate glass", Degree Doctor of Philosophy, Vol pp 5-7 [30] Conti G.N., Berneschi S., Bettinelli M., et al (2004), "Rare-earth doped tungsten tellurite glasses and waveguides: fabrication and characterization", J Non-Cryst Solids, Vol 345–346, pp 343-348 [31] Damank K., El S.Y., Russel C., et al (2014), "White light generation from Dy3+ doped tellurite glass", J Quanti Spectro Radi Tran., Vol 134, pp 55-63 [32] Daniela P., Alessandra T., Mauro T., et al (2005), "Optical spectroscopy of BaY2F8 :Dy3+", J Phys Condens Matter, Vol 17, pp 2783 [33] De Vries A.J., Smeets W.J.J., Blasse G (1987), "The trapping of Gd3+ excitation energy by Cr3+ and rare earth ions in GdAlO3", Mater Chem Phys, Vol 18, pp 81-92 [34] Dimitriev J., Dimitrov V., Arnaoudov M (1978), "Structure of glasses from theTeO2 VO2 system", Monatshefte für Chemie / Chemical Monthly, Vol 109, pp 791-797 [35] Dimitriev Y., Dimitrov V., Bart J.C.J., et al (1981), "Structure of glasses of the TeO - MoO3 System", Z Anorg Allg Chem., Vol 479, pp 229 - 240 [36] Dimitriev Y.B., Invanova Y.Y., Marinov M.R (1974), "Phase equilibria in the CuO TeO2 - V2O5 system", Acad B; g Sci, Vol 27 116 [37] Dimitriev Y.B., Ivanova, Y.Y (1976), "Phase equilibriumin in Ag2O - TeO2 system", Dok Na Bolg Akad Na Nau., Vol 29, pp 1783 - 1786 [38] Dimitrov V., Arnaudov M., Dimitriev Y (1984), "IR-spectral study of the effect of WO3 on the structure of tellurite glasses", Monatshefte für Chemie / Chemical Monthly, Vol 115, pp 987-991 [39] Do P.V., Tuyen V.P., Khaidukov N.M., et al (2012), "Predict optical properties of Dy3+ ions doped double potassium gadolinium fluoride crystal from absorption spectra", VNU J Science, Vol 28 [40] Do P.V., Tuyen V.P., Quang V.X., et al (2016), "Energy transfer phenomena and Judd-Ofelt analysis on Sm3+ ions in K2GdF5 crystal", J.Lumin., Vol 179, pp 93-99 [41] Dominiak D., G., Ryba R., W., Palatnikov M.N., et al (2004), "Dysprosium-doped LiNbO3 crystal Optical properties and effect of temperature on fluorescence dynamics", J Mole Struct, Vol 704, pp 139-144 [42] Dominiak D., G., Solarz P., Ryba R., W., et al (2003), "Dysprosium-doped YAl3(BO3)4 (YAB) crystals: an investigation of radiative and non-radiative processes", J Alloys Compd, Vol 359, pp 51-58 [43] Doo-Hee C., Hirao K., Soga N., et al (1997), "Photochemical hole burning in Sm2+doped aluminosilicate and borosilicate glasses", J Non-Cryst Solids, Vol 215, pp 192200 [44] Gayathri P., P, Sadhana K., Chandra M., V (2011), "Optical, physical and structural studies of boro-zinc tellurite glasses", Phys B: Conden Matter, Vol 406, pp 1242-1247 [45] Görller W., Christiane, Binnemans K., "Spectral intensities of f-f transitions Chapter 167 ", in "Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths", Vol Vol 25, Elsevier, 1998, pp 101-264 [46] Hehlen M.P., Brik M.G., Krämer K.W (2013), "50th anniversary of the Judd–Ofelt theory: An experimentalist's view of the formalism and its application", J Lumin., Vol 136, pp 221-239 [47] Hormadaly J., Reisfeld R (1979), "Intensity parameters and laser analysis of Pr3+ and Dy3+ in oxide glasses", J Non-Cryst Solids, Vol 30, pp 337-348 [48] Huy B.T., Sengthong B., Van Do P., et al (2016), "A bright yellow light from a Yb3+,Er3+-co-doped Y2SiO5 upconversion luminescence material", RSC Advances, Vol 6, pp 92454-92462 [49] Inokuti M., Hirayama F (1965), "Influence of Energy Transfer by the Exchange Mechanism on Donor Luminescence", J.Chem Phys, Vol 43, pp 1978-1989 [50] Jayasankar C.K., Rukmini E (1997), "Spectroscopic investigations of Dy3+ ions in borosulphate glasses", Phys B: Condens Matt, Vol 240, pp 273-288 [51] Jayasimhadri M., Eun-Jin C., Ki-Wan J., et al (2008), "Spectroscopic properties and Judd–Ofelt analysis of Sm 3+ doped lead–germanate–tellurite glasses", J Phys D: Appl Phys, Vol 41, pp 175101 [52] Jayasmhadrai M., Jang K., Lee H., S, et al (2009), "White light generation from Dy3+doped ZnO–B2O3-P2O5 glasses", J.Appl Phys, Vol 106, pp 013105-013105 [53] Judd B.R (1962), "Optical Absorption Intensities of Rare-Earth Ions", Phys Rev., Vol 127, pp 750-761 [54] Jyothi L., Upender G., Kuladeep R., et al (2014), "Structural, thermal, optical properties and simulation of white light of titanium-tungstate-tellurite glasses doped with dysprosium", Mater Res Bull., Vol 50, pp 424-431 117 [55] Kaczkan M., Boruc Z., Turczyński S., et al (2014), "Effect of temperature on the luminescence of Sm3+ ions in YAM crystals", J Alloys Compd., Vol 612, pp 149-153 [56] Karunakaran R.T., Marimuthu K., Surendra Babu S., et al (2009), "Structural, optical and thermal investigations on Dy3+ doped NaF–Li2O–B2O3 glasses", Phys B: Cond Matter, Vol 404, pp 3995-4000 [57] Karunakaran R.T., Marimuthu K., Surendra Babu S., et al (2010), "Dysprosium doped alkali fluoroborate glasses—Thermal, structural and optical investigations", J Lumin, Vol 130, pp 1067-1072 [58] Kiliaan H.S., Meijerink A., Blasse G (1986), "Energy transfer phenomena in Li(Y, Gd)F4:Ce, Tb", J Lumin, Vol 35, pp 155-161 [59] Kishimoto Y., Zhang X., Hayakawa T., et al (2009), "Blue light emission from Eu 2+ ions in sol–gel-derived Al2O3–SiO2 glasses", J Lumin, Vol 129, pp 1055-1059 [60] Koen J.G., Res M.A., Heckroodt R.O., et al (1976), "Investigation of the photochromic effect in erbium-doped tellurite glasses", J Phys D: Appl Phys, Vol 9, pp L13 [61] Kozhukharov V., Neov S., Gerasimova I., et al (1986), "Neutron diffraction investigation of a tellurite-tungstate glass", J Mater Sci, Vol 21, pp 1707-1714 [62] Krishnaiah K.V., Kumar K.U., Jayasankar C.K (2013), "Spectroscopic properties of Dy3+-doped oxyfluoride glasses for white light emitting diodes", Mater Express, Vol 3, pp 61-70 [63] Lavin V., Martin I.R (2002), "Pressure-induced energy transfer processes between Sm3+ ions in lithium fluoroborate glasses", Phys Rev B 66, Vol pp 064207 [64] Lavín V., Martín I.R., Jayasankar C.K., et al (2002), "Pressure-induced energy transfer processes between Sm3+ ions in lithium fluoroborate glasses", Phys Rev B, Vol 66, pp 064207 [65] Le Neindre L., Jiang S., Hwang B.-C., et al (1999), "Effect of relative alkali content on absorption linewidth in erbium-doped tellurite glasses", J Non-Cryst Solids, Vol 255, pp 97-102 [66] Lee T.-J., Luo L.-Y., Diau E., et al (2006), "Visible Quantum Cutting Through Downconversion in Green-Emitting K2GdF5: Tb3+ Phosphors", Vol 89, pp 131121 [67] Lin H., Qin W., Zhang J., et al (2007), "A study of the luminescence properties of Eu3+ -doped borate crystal and glass", Solid State Commun, Vol 141, pp 436-439 [68] Maheshvaran K., Linganna K., Marimuthu K (2011), "Composition dependent structural and optical properties of Sm3+ doped boro-tellurite glasses", J Lumin, Vol 131, pp 2746-2753 [69] Maheshvaran K., Veeran P.K., Marimuthu K (2013), "Structural and optical studies on Eu3+ doped boro-tellurite glasses", Solid State Scie., Vol 17, pp 54-62 [70] Mahiou R., Metin J., Fournier M.T., et al (1989), "Luminescence and energy transfer in a one-dimensional compound: K2GdF5", J Lumin, Vol 43, pp 51-58 [71] Manning S., Ebendorff-Heidepriem H., Monro T.M (2012), "Ternary tellurite glasses for the fabrication of nonlinear optical fibres", Opt Mater Expr, Vol 2, pp 140-152 [72] Marinov M.R (1974), "Phase-equilibrium in system TeO2 - PbO", Dok Na Bolg Aka Na Nau., Vol 27, pp 1533-1536 [73] McLaughlin J.C., Tagg S.L., Zwanziger J.W., et al (2000), "The structure of tellurite glass: a combined NMR, neutron diffraction, and X-ray diffraction study", J Non-Cryst Solid., Vol 274, pp 1-8 118 [74] Milanese D., Vota M., Chen Q., et al (2008), "Investigation of infrared emission and lifetime in Tm-doped 75TeO2:20ZnO:5Na2O (mol%) glasses: Effect of Ho and Yb codoping", J Non-Cryst Solids, Vol 354, pp 1955-1961 [75] Moener W.E (1988), "Persistent spectral Hole Buring: Science and applications", Opt Current Phys., 44 Springer 9, Vol [76] Mori A., Ohishi Y., Sudo S (1997), "Erbium-doped tellurite glass fibre laser and amplifier", Electron Lett., Vol 33, pp 863-864 [77] Ngoc T., Tuyen V.P., Do P.v (2014), "Optical Properties of Sm3+ ions in Borate Glass", VNU J Scie., Vol 30, pp 24-31 [78] Nishida T., Yamada M., Ide H., et al (1990), "Correlation between the structure and glass transition temperature of potassium, magnesium and barium tellurite glasses", J.Mat Sci, Vol 25, pp 3546-3550 [79] Ofelt G.S (1962), "Intensities of Crystal Spectra of Rare‐Earth Ions", J Chem Phys, Vol 37, pp 511-520 [80] Pauling L (1940), "The Nature of the Chemical bond", Cornell Uni Press, Oxford University Press, Vol 2nd Ed [81] Pisarski J., Lisiecki R., YRyba-Romanowski W., et al (2010), "Unusual luminescence behavior of Dy3+-doped lead borate glass after heat treatment", Chemi Phys Lett., Vol 489, pp 198-201 [82] Pisarski W.A., Joanna P., Lidia Z., et al (2013), "Structural and optical aspects for Eu3+ and Dy3+ ions in heavy metal glasses based on PbO–Ga2O3–XO2 (X = Te, Ge, Si)", Optic Mater., Vol 35, pp 1051-1056 [83] Praveena R., Vijaya R., Jayasankar C.K (2008), "Photoluminescence and energy transfer studies of Dy3+-doped fluorophosphate glasses", Spectrochim Acta Part A, Vol 70, pp 577-586 [84] Praveena R., Vijaya R., Jayasankar C.K (2008), "Photoluminescence and energy transfer studies of Dy3+-doped fluorophosphate glasses", Spectrochim Acta Part A, Vol 70, pp 577-586 [85] Rada S., Culea M., Culea E (2008), "Structure of TeO2 - B2O3 glasses inferred from infrared spectroscopy and DFT calculations", J Non-Cryst Solids, Vol 354, pp 54915495 [86] Rada S., Culea M., Culea E (2008), "Structure of TeO2 · B2O3 glasses inferred from infrared spectroscopy and DFT calculations", J Non-Cryst Solids, Vol 354, pp 54915495 [87] Rada S., Dan V., Rada M., et al (2010), "Gadolinium-environment in borate–tellurate glass ceramics studied by FTIR and EPR spectroscopy", J Non-Cryst Solids, Vol 356, pp 474-479 [88] Rajesh D., Balakrishna A., Ratnakaram Y.C (2012), "Luminescence, structural and dielectric properties of Sm3+ impurities in strontium lithium bismuth borate glasses", Opt Mater., Vol 35, pp 108-116 [89] Rajesh D., Ratnakaram Y.C., Seshadri M., et al (2012), "Structural and luminescence properties of Dy3+ ion in strontium lithium bismuth borate glasses", J Lumin., Vol 132, pp 841-849 [90] Raju.G S.R., Jung H.C., Park J.Y., et al (2010), "Sintering temperature effect and luminescent properties of Dy3+ : YAG nanophosphor", J Optoelect Adv Mater, Vol 12, pp 1273-1278 119 [91] Ratnakaram Y.C., Balakrishna A., Rajesh D., et al (2012), "Influence of modifier oxides on spectroscopic properties of Sm3+ doped lithium fluoroborate glass", J Mol Struct, Vol 1028, pp 141-147 [92] Ravi O., Madhukar Reddy C., Manoj L., et al (2012), "Structural and optical studies of Sm3+ ions doped niobium borotellurite glasses", J Mol Struct, Vol 1029, pp 53-59 [93] Ravi O., Reddy C.M., Reddy B.S., et al (2014), "Judd–Ofelt analysis and spectral properties of Dy3+ ions doped niobium containing tellurium calcium zinc borate glasses", Opt Commun., Vol 312, pp 263-268 [94] Reisfeld R (1985), "Potential uses of chromium(III)-doped transparent glass ceramics in tunable lasers and luminescent solar concentrators", Mater Sci Eng, Vol 71, pp 375382 [95] Reisfeld R., C.K J (1987), "Excitated state phenomena in materials.", Handbook in the Physics and Chemestry of Rare Earth., Vol chapter 58 [96] Ruinian H., Jinghua N., Baojiu C., et al (2006), "Visible quantum cutting in GdF :Eu 3+ nanocrystals via downconversion", Nanotechnology, Vol 17, pp 1642 [97] Saleem S.A., Jamalaiah B.C., Jayasimhadri M., et al (2011), "Luminescent studies of Dy3+ ion in alkali lead tellurofluoroborate glasses", J Quan Spectrosc Radiat Transfer, Vol 112, pp 78-84 [98] Seeta R.R., G, Hong C.J., Jin Y.P (2010), "Sintering temperature effect and luminescent properties of Dy3+:YAG nanophosphor", J Optoelect Adv MATER, Vol 12, pp 1273-1278 [99] Sekiya T., Mochida N., Ogawa S (1994), "Structural study of WO3.TeO2 glasses", J Non-Cryst Solids, Vol 176, pp 105-115 [100] Selvaraju K., Marimuthu K (2012), "Structural and spectroscopic studies on concentration dependent Er3+ doped boro-tellurite glasses", J Lumin., Vol 132, pp 11711178 [101] Shanmugavelu B., Ravi K.K.V.V (2014), "Luminescence studies of Dy3+ doped bismuth zinc borate glasses", J Lumin., Vol 146, pp 358-363 [102] Shinn M.D., Sibley W.A (1983), "Optical transitions of Er3+ ions in fluorozirconate glass", Phys.Rev.B, Vol 27, pp 6635-6647 [103] Sokolov V.O., Plotnichenko V.G., Koltashev V.V., et al (2006), "On the structure of tungstate–tellurite glasses", J Non-Cryst Solids, Vol 352, pp 5618-5632 [104] Solé J.G., Bausá L.E., Jaque D (2005), "An Introduction to the Optical Spectroscopy of Inorganic Solids", Vol [105] Stambouli W., Elhouichet H., Gelloz B., et al (2012), "Energy transfer induced Eu 3+ photoluminescence enhancement in tellurite glass", J Lumin, Vol 132, pp 205-209 [106] Swapna K., Mahamuda S., Rao A.S., et al (2013), "Visible fluorescence characteristics of Dy3+ doped zinc alumino bismuth borate glasses for optoelectronic devices", Ceram Int., Vol 39, pp 8459-8465 [107] Tam N.V., Tuyen V.P., Do P.V (2016), "Optical properties ò Eu 3+ ions in borotellurite glass", Commu.Phys., Vol 26, pp 25-31 [108] Tanabe S., Kang J., Hanada T., et al (1998), "Yellow/blue luminescences of Dy3+doped borate glasses and their anomalous temperature variations", J Non-Cryst Solid, Vol 239, pp 170-175 [109] Thanh N.T., Quang V.X., Tuyen V.P., et al (2012), "Role of charge transfer state and host matrix in Eu3+-doped alkali and earth alkali fluoro-aluminoborate glasses", Opt Mater, Vol 34, pp 1477-1481 120 [110] Tiefeng X., Zhang X., Dai S., et al (2007), "Effect of content on the thermal stability and spectroscopic properties of co-doped tellurite borate glasses", Phys B: Condens Matter, Vol 389, pp 242-247 [111] Tolga G., Adil, Cankaya H., Kurt A., et al (2012), "Spectroscopic characterization of Tm3+:TeO2–K2O–Nb2O5 glasses for 2-μm lasing applications", J Lumin, Vol 132, pp 110-113 [112] Toratani H., Izumitani T., Kuroda H (1982), "Compositional dependence of nonradiative decay rate in Nd laser glasses", J Non-Cryst Solids, Vol 52, pp 303-313 [113] Tuyen V.P., Sengthong B., Quang V.X., et al (2016), "Dy3+ ions as optical probes for studying structure of boro-tellurite glasses", J Lumin, Vol 178, pp 27-33 [114] Tuyen V.P., Sengthong B., Quang V.X., et al (2016), "Dy3+ ions as optical probes for studying structure of boro-tellurite glasses", J.Lumin., Vol 178, pp 27-33 [115] Van Do P., Tuyen V.P., Quang V.X., et al (2012), "Judd–Ofelt analysis of spectroscopic properties of Sm3+ ions in K2YF5 crystal", J Alloys Compd, Vol 520, pp 262-265 [116] Van Do P., Tuyen V.P., Quang V.X., et al (2013), "Optical properties and Judd– Ofelt parameters of Dy3+ doped K2GdF5 single crystal", Opt Mater., Vol 35, pp 16361641 [117] Verma R.K., Rai D.K., Rai S.B (2011), "Investigation of structural properties and its effect on optical properties: Yb3+/Tb3+ codoped in aluminum silicate glass", J Alloys Compd, Vol 509, pp 5591-5595 [118] Vijaya N., Upendra K., K, Jayasankar C.K (2013), "Dy3+ doped Zinc fluorphosphate glasses for white luminescence applications", Spectrochim Acta, part A, Vol 113, pp 145153 [119] Walsh B.M., "Judd-Ofelt theory: principles and practices", in "Advances in Spectroscopy for Lasers and Sensing" (B Di Bartolo, O Forte, eds.), Springer Netherlands, Dordrecht, 2006, pp 403-433 [120] Wang J.S., Vogel E.M., Snitzer E (1994), "Tellurite glass: a new candidate for fiber devices", Opt Mater., Vol 3, pp 187-203 [121] Wang Y., Li J., Zhu Z., et al (2014), "Mid-infrared emission in Dy:YAlO3 crystal", Opt Mater Expre., Vol 4, pp 1104-1111 [122] Weber M.J., Ph.D (2001), "Hanbook of Lasers", Lawence Berkeley National Laboratory, University of California, Berkeley, California, Vol [123] Wegh R.T., Donker H., Oskam K.D., et al (1999), "Visible Quantum Cutting in LiGdF4:Eu3+ Through Downconversion", Science, Vol 283, pp 663-666 [124] Xiong H.H., Shen L.F., Pun E.Y.B., et al (2014), "High-efficiency fluorescence radiation of Dy3+ in alkaline earth borate glasses", J Lumin., Vol 153, pp 227-232 [125] Yang Y., Chen B., Wang C., et al (2008), "Investigation on structure and optical properties of Er3+, Eu3+ single-doped Na2O–ZnO–B2O3–TeO2 glasses", Opt Mater, Vol 31, pp 445-450 [126] Yang Y., Yang Z., Li P., et al (2009), "Dependence of optical properties on the composition in Er3+-doped xNaPO3–(80 − x)TeO2–10ZnO–10Na2O glasses", Opt Mater, Vol 32, pp 133-138 [127] You F., Huang S., Liu S., et al (2004), "VUV excited luminescence of MGdF4:Eu3+ (M=Na, K, NH4)", Journal of Luminescence, Vol 110, pp 95-99 [128] You F., Wang Y., Lin J., et al (2002), "Hydrothermal synthesis and luminescence properties of NaGdF4:Eu", Journal of Alloys and Compounds, Vol 343, pp 151-155 121 [129] Zhang F., Xie J., Li G., et al (2017), "Cation composition sensitive visible quantum cutting behavior of high efficiency green phosphors Ca9Ln(PO4)7:Tb3+ (Ln = Y, La, Gd)", Journal of Materials Chemistry C, Vol 5, pp 872-881 [130] Zhang Q.Y., Huang X.Y (2010), "Recent progress in quantum cutting phosphors", Progress Mater Scie, Vol 55, pp 353-427 [131] Zhao D., Qiao X., Fan X., et al (2007), "Local vibration around rare earth ions in SiO2–PbF2 glass and glass ceramics using Eu3+ probe", Phys B: Cond Matter, Vol 395, pp 10-15 [132] Zulfiqar A.A.S., Madhukar R.C., Deva P.R.B (2013), "Structural, thermal and optical investigations of Dy3+ ions doped lead containing lithium fluoroborate glasses for simulation of white light", Opt Mater., Vol 35, pp 1385-1394 122 ... quan sáttrong hợp chất chứa Gd [102], thường sử dụng để nghiên cứu vai trị củadi trú lượng q trình huỳnh quang nguyên tố đất hiếm. Vì lý trên, chọnđề tài ? ?Chế tạo, khảo sát tính chất quang & cấu trúc. .. lớn 30 mol % cấu trúc mạng thủy tinh thay đổi mạnh Điều ảnh hưởng đến đặc tính quang học ion đất pha tạp vật liệu Với mục tiêu nghiên cứu thay đổi tính chất quang Dy3+ cấu trúc vật liệu theo... nghiên cứu tính chất quang q trình truyền lượng ion Dy3+trong vật liệu như: tinh thể K2GdF5 :Dy3+[ 116], BaY2F8 :Dy3+[ 32], KY3F10 :Dy3+ LiLuF4 :Dy3+[ 18], LiYF4 :Dy3+[ 23], YAlO3 :Dy3+[ 121 ]và thủy tinh