Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của vật liệu Nanô Y2O3 Eu : Tb. Er, Yb

Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của vật liệu Nanô Y2O3 Eu : Tb. Er, Yb

Bộ giáo dục v đotạo Viện khoa học v công nghệ việt nam Viện KHoa Học Vật Liệu Nguyễn Vũ Chế tạo v nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nanô Y 2 O 3 :Eu, Tb, Er, Yb Chuyên ngành: Vật liệu quang học liệu quang học, quang điện tử và quang tử Mã số: 62 44 50 05 Tóm tắt Luận án tiến sĩ khoa học vật liệu Hà Nội 2006 Công trình đợc hoàn thành tại: Viện Khoa học Vật liệu Viện Khoa học v Công nghệ Việt Nam Ngời hớng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Trần Kim Anh Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án sẽ đợc bảo vệ trớc Hội đồng chấm luận án cấp Nhà nớc họp tại : vào hồi giờ , ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án tại th viện: - Th viện Quốc gia Hà Nội. - Th viện Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam - Th viện Viện Khoa học Vật Liệu 1 Mở đầu Vật liệu cấu trúc nanô nói chung và vật liệu nanô phát quang (nanophosphor) nói riêng đang là vấn đề đợc giới khoa học trên thế giới quan tâm do có rất nhiều định hớng ứng dụng thực tế. Thế giới không chỉ tập trung nghiên cứu cơ bản về công nghệ nanô mà còn rất chú trọng đến những vật liệu nanô có thể ứng dụng hiệu quả trong kinh tế, quốc phòng, đặc biệt là lĩnh vực hiển thị. Khoa học và công nghệ nanô là một khoa học mới, hiện đại, liên ngành, là nhịp cầu nối các lĩnh vực vật lý, hoá học, sinh học, điện tử và công nghệ. Nhiều thành tựu của khoa học và công nghệ nanô trên thế giới đã đợc ứng dụng để sản xuất ra những sản phẩm nhỏ hơn, nhanh hơn, rẻ hơn, trong đó có sự góp mặt của vật liệu nanô phát quang. Trong công nghệ nanô, các nguyên tử, phân tử đợc xếp đặt thành các cấu trúc vật lý có kích thớc đặc trng cỡ nanomet(1-100nm). Vật liệu có kích cỡ nanô rất đa dạng, phong phú nh các hạt nanô, các thanh nanô, ống nanô, các dây nanô Đã từ lâu, Y 2 O 3 :Eu đợc sử dụng nh chất phát quang màu đỏ trong tivi, đèn ba màu. Vật liệu nền oxit yttri đợc lựa chọn là một trong các mạng chủ rất thích hợp để pha tạp các ion đất hiếm do có tần số dao động phonon thấp, có độ bền nhiệt, độ bền cơ học cao và rất thân thiện với môi trờng. Những yêu cầu cải tiến và nâng cao chất lợng màn hình mầu về độ sắc nét, độ trải mầu, độ phân giải cao đòi hỏi vật liệu ban đầu có độ mịn, kích cỡ nanô dẫn tới cờng độ huỳnh quang tăng lên đáng kể. Vật liệu nanô phát quang có nhiều u điểm là rất xốp, diện tích bề mặt riêng lớn, hiệu suấtt phát quang cao. Điều đó thúc đẩy hớng nghiên cứu về vật liệu nanô phát quang Y 2 O 3 :RE (RE là các ion đất hiếm Eu 3+ , Tb 3+ , Er 3+ ). Cho đến nay, những nghiên cứu về chế tạo và tính chất của vật liệu nanô Y 2 O 3 :RE 2 rất sôi động thể hiện qua nhiều báo báo và các hội nghị quốc tế về vật liệu nanô, vật liệu huỳnh quang. Nghiên cứu về loại vật liệu nhiều triển vọng này là nhu cầu cấp thiết để hội nhập với vấn đề thời sự trong lĩnh vực nghiên cứu vật liệu nanô phát quang trên thế giới và mở khả năng ứng dụng thiết thực ngay ở Việt Nam. Chính vì vậy, chúng tôi lựa chọn đề tài cho luận án thực nghiệm: Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nanô Y 2 O 3 :Eu, Tb, Er, Yb Luận án đợc thực hiện tại Phòng Vật lý và Hoá học các vật liệu quang học hiện đại, Phòng Vật liệu Quang Điện tử, Viện Khoa học Vật liệu, và một phần đợc thực hiện tại Trờng Đại học Khoa học và Công nghệ Pohang Hàn Quốc. Đối tợng nghiên cứu của luận án: Vật liệu nanô Y 2 O 3 :Eu, Y 2 O 3 :Eu,Tb, Y 2 O 3 :Er, Y 2 O 3 :Er,Yb. Mục tiêu của luận án: i) Nghiên cứu hoàn thiện và phát triển phơng pháp phản ứng cháy nổ và phơng pháp keo tụ trực tiếp để chế tạo nanophosphor Y 2 O 3 chứa các ion đất hiếm Eu 3+ , Tb 3+ , Er 3+ , Yb 3+ ii) áp dụng các phơng pháp phân tích cấu trúc để xác định kích thớc, cấu trúc vi mô của nanophosphor, nghiên cứu ảnh hởng của điều kiện phản ứng tới cấu trúc vật liệu. iii) Nghiên cứu tính chất quang của nanophosphor đặc biệt là tính chất phát quang và cơ chế chuyển đổi, cơ chế truyền năng lợng. Nghiên cứu quá trình huỳnh quang hồng ngoại và hiệu ứng phát quang chuyển đổi ngợc của ion Er 3+ ; ảnh hởng của các tác nhân đồng kích hoạt, điều kiện chế tạo đến các quá trình trên. iv) Mở ra triển vọng ứng dụng trong chế tạo linh kiện thu tín hiệu hồng ngoại cũng nh những ứng dụng hấp dẫn khác trong quang điện tử và y sinh học. Phơng pháp nghiên cứu: Luận án đợc tiến hành bằng phơng pháp thực nghiệm. Đó là tổng hợp hoá học để chế tạo các vật liệu 3 nanô đất hiếm bằng phơng pháp phản ứng cháy nổ và phản ứng tạo keo trong dung dịch. Các phơng pháp phân tích nhiệt DTA, TGA đợc sử dụng để xác định các quá trình hóa lý xảy ra khi nung mấu. Phơng pháp nhiễu xạ tia X, hiển vi điện tử quét FE-SEM, hiển vi điện tử truyền qua TEM và HRTEM đợc sử dụng để phân tích cấu trúc, kích thớc, hình thái học của vật liệu. Trong khi đó, các phép đo phổ kích thích huỳnh quang, huỳnh quang, thời gian sống là phơng pháp để đánh giá tính chất quang của vật liệu nanô chế tạo đợc. ý nghĩa khoa học và thực tiễn: i) Lần đầu tiên ở Việt nam đã nghiên cứu một cách hệ thống, chi tiết về họ vật liệu Y 2 O 3 pha đất hiếm Eu, Tb, Er, Yb, phát quang, kích thớc nanô. ii) Đã chế tạo đợc hàng loạt mẫu có chất lợng cao. iii) Đã nghiên cứu các tính chất quang và ảnh hởng của các chế độ công nghệ lên tính chất quang của vật liệu. Luận án 149 trang bao gồm phần mở đầu, 7 chơng, phần kết luận, danh sách những công trình đã công bố liên quan đến luận án và danh mục tài liệu tham khảo. Phần mở đầu nêu tầm quan trọng của khoa học và công nghệ nanô, của các vật liệu nano phát quang, lý do chọn đề tài luận án và mục tiêu, phơng pháp nghiên cứu. Chơng 1. Vật liệu Huỳnh quang chứa đất hiếm cấu trúc nanô 1.1. Vật liệu huỳnh quang: Phần này giới thiệu tổng quan về vật liệu huỳnh quang 1.2. Vật liệu phát quang cấu trúc nanô Các chất bán dẫn có kích thớc nanô, kích thớc hạt giảm mang đến sự dịch chuyển xanh (DCX) và nhờ vậy ngời ta có thể điều khiển đợc màu phát xạ của vật liệu thông qua kích thớc hạt. Tuy nhiên, trong Y 2 O 3 pha tạp ion đất hiếm, nhiều tác giả cho rằng: do 4f của các ion đất hiếm đợc che chắn bởi lớp vỏ điện tử đợc lấp đầy 4 5s 2 5p 6 , nên vật liệu nanô phát quang chứa ion đất hiếm không xuất hiện hiệu ứng dịch chuyển xanh nh đối với chất bán dẫn. Mặc dù vậy, vật liệu nanô pha tạp ion đất hiếm vẫn thu hút sự quan tâm bởi những lý do sau: i) Hiệu suất huỳnh quang tăng; ii) Cờng độ huỳnh quang catôt của nanô Y 2 O 3 :Eu cao hơn so với mẫu micrô ở thế kích thích thấp, do đó có triển vọng cho việc chế tạo các màn hiển thị phẳng; iii) Nồng độ dập tắt huỳnh quang ở các hạt nanô thờng cao hơn so với các hạt micrô; iv) Sự giảm kích thớc của vật liệu có thể dẫn đến sự thay đổi tỉ lệ cờng độ phát xạ của các chuyển dời; v) Hiệu ứng phát quang chuyển đổi ngợc trên vật liệu nanô Y 2 O 3 :Er, Y 2 O 3 :Er,Yb có sự tăng cờng phát xạ đỏ so với phát xạ xanh khi so sánh với mẫu micrô; vi) Chế tạo gốm trong suốt từ bột nanô cho phép giảm chi phí sản xuất do giảm năng lợng tiêu tốn cho quá trình chế tạo; vii) Một u điểm khác là khi kích thớc giảm xuống cỡ nanô mét, các hạt có thể dễ phân tán trong thủy tinh, trong các nền polime, trong các ống mao quản nanô, trong ADN để chế tạo ra vật liệu cho linh kiện quang điện tử, đánh dấu sinh học, bảo mật 1.3. Cấu tạo vỏ điện tử và đặc tính phát quang của các ion đất hiếm Các ion đất hiếm hoá trị 3 đợc đặc trng bởi sự lấp đầy lớp điện tử 4f. Các ion từ Ce 3+ đến Yb 3+ có các mức năng lợng đặc trng cho mỗi ion. Nhiều ion trong số đó có thể đợc sử dụng nh các ion huỳnh quang trong vật liệu phát quang. Các ion đất hiếm có lớp quỹ đạo của điện tử 4f nằm ở bên trong và đợc che chắn khỏi môi trờng xung quanh bởi các lớp bên ngoài 5s 2 5p 6 . Do vậy, ảnh hởng của mạng chủ tới các chuyển dời nội tại lớp 4f là nhỏ so với các ion kim loại chuyển tiếp. Khi pha đất hiếm vào mạng nền thì sự che chắn của các lớp điện tử trên làm cho các chuyển dời điện tử nội bộ lớp 4f ít bị 5 ảnh hởng bởi nền chủ, thể hiện bằng các vạch phổ hẹp và ít bị dịch đỉnh trong các nền khác nhau. Huỳnh quang màu đỏ của ion Eu 3+ xảy ra do các chuyển dời bức xạ 5 D 0 ặ 7 F 2 trong lớp 4f ở bớc sóng khoảng 610-630 nm. Vạch này có ứng dụng quan trọng trong chiếu sáng và hiển thị hình ảnh. Phổ huỳnh quang gồm có nhiều vạch nhờ vào chuyển dời 5 D j ặ 7 F j đợc thu nhận ở Tb 3+ . Trong một số vạch phát xạ từ trạng thái 5 D 4 , vạch phát xạ 5 D 4 ặ 7 F 5 (ở 550 nm) mạnh nhất. Phổ phát xạ của ion Er 3+ trải rộng từ vùng khả kiến đến vùng hồng ngoại mở ra triển vọng thay đổi bớc sóng, chuyển đổi năng lợng và có tiềm năng chế tạo các thiết bị nhìn hồng ngoại. Ion Er 3+ trong các vật liệu rắn đợc quan tâm vì các chuyển dời của nó từ trạng thái cơ bản lên trạng thái kích thích ở gần 800 và 980 nm, thể hiện các quá trình chuyển đổi ngợc về các vùng đỏ, xanh lá cây. Ion Er 3+ đợc đa vào trong sợi quang hoạt động nh một khuếch đại quang ở vùng 1,55 m. Vùng hấp thụ hồng ngoại của Yb 3+ gần 1 m nhờ vào dịch chuyển 5 F 5/2 5 F 7/2 của Yb 3+ đợc sử dụng nh chất tăng nhậy cho Er 3+ đối với vật liệu chuyển đổi ngợc từ vùng hồng ngoại đến vùng khả kiến. 1.4. Giới thiệu về mạng chủ Y 2 O 3 Yttri oxit, có cấu trúc tinh thể dạng lập phơng với hằng số mạng 1,0604 nm. Mỗi ô cơ sở có 80 nguyên tử (48 O, 32 Y). Y chiếm hai vị trí đối xứng khác nhau là C 2 và S 6 (C 3i ) với 24 vị trí C 2 và 8 vị trí S 6 . Y 2 O 3 thu hút đợc sự chú ý bởi nó có một số tính chất vật lý đặc biệt nh: độ bền nhiệt, bền cơ học cao, dẫn nhiệt tốt, là chất điện môi điển hình với hằng số điện môi lớn. Y 2 O 3 có độ truyền qua rộng từ 280 nm đến 8 m, có chiết suất cao nên thích hợp cho các ứng dụng làm vật liệu dẫn sóng. Y 2 O 3 có tần số phonon thấp, mang lại sự hồi phục bức xạ của các trạng thái kích thích một cách hiệu quả. Y 2 O 3 là một trong 6 những mạng chủ tốt để pha tạp các ion đất hiếm do tính đồng hóa trị và bán kính ion, cấu trúc tinh thể tơng tự nhau. Chơng 2. Các phơng pháp chế tạo vật liệu hạt Nanô Chơng này giới thiệu ngắn gọn về các phơng pháp chế tạo vật liệu hạt nanô, trong đó chia ra hai nhóm chính. Nhóm các phơng pháp vật lý bao gồm: phơng pháp ngng tụ pha hơi (bốc bay nhiệt, phún xạ, các phơng pháp lade), phơng pháp lắng đọng hoá học từ pha hơi hữu cơ - kim loại (MOCVD), phơng pháp phun nung sự phân huỷ bốc cháy của tiền chất kim loại - hữu cơ. Các phơng pháp hoá học bao gồm: phơng pháp đồng kết tủa từ dung dịch, phơng pháp Mixen đảo, phơng pháp sol-gel và phơng pháp phản ứng cháy nổ. Mỗi phơng pháp chế tạo đều đợc phân tích những u, nhợc điểm nhất định. Chơng 3. Tổng hợp Vật liệu, Phơng pháp xác định cấu trúc và tính chất của bột phát quang Y 2 O 3 pha tạp ion đất hiếm 3.1. Tổng hợp bột phát quang Y 2 O 3 :RE bằng phơng pháp phản ứng cháy nổ. Các hóa chất dùng cho quá trình chế tạo vật liệu đều có độ tinh khiết phân tích. Các dụng cụ sử dụng trong quá trình chế tạo vật liệu đều rất đơn giản nhng có chất lợng tốt. Các mẫu nanophosphor Y 2 O 3 :RE đợc chế tạo bằng phơng pháp phản ứng cháy nổ. Các muối Y(NO 3 ) 3 , Eu(NO 3 ) 3 , Tb(NO 3 ) 3 , Er(NO 3 ) 3 , Yb(NO 3 ) 3 với tỉ lệ mol thích hợp, đợc ho tan vo bình phản ứng cùng với urê bằng nớc trao đổi ion, sau đó cô cạn cho đến khi nớc bay hơi hết. Tiền chất nhận đợc sau đó đợc nung ở nhiệt độ và thời gian thích hợp, sản phẩm cuối cùng l bột oxit rất mịn. Phơng trình phn ứng nh sau: (2-2x)Y(NO 3 ) 3 + 2xRE(NO 3 ) 3 + 5(NH 2 ) 2 CO (Y 1-x RE) 2 O 3 + 5CO 2 + 8N 2 + 10H 2 O 7 3.2. Các phơng pháp phân tích Phần này trình bày các phơng pháp thực nghiệm đợc áp dụng để nghiên cứu vật liệu nh: các phơng pháp phân tích nhiệt (DTA, TGA), phơng pháp nhiễu xạ tia X và một số phơng pháp quang phổ nghiên cứu tính chất quang (phổ hấp thụ, phổ kích thích huỳnh quang, phổ huỳnh quang và phổ huỳnh quang phân giải thời gian). Chơng 4. Phân tích cấu trúc và hình thái học của vật lệu 4.1. Giản đồ phân tích nhiệt Các giản đồ phân tích nhiệt DTA và TGA đều cho thấy: ở trên 600 o C không có hiệu ứng nhiệt nào, chứng tỏ các phản ứng hoá học xảy ra chủ yếu ở dới 600 o C. Các quá trình xảy ra trên các mẫu Y 2 O 3 :Eu và Y 2 O 3 :Er,Yb có sự tơng đồng với nhau mặc dù ion đất hiếm đợc sử dụng khác nhau. Điều này gợi ý rằng các điều kiện chế tạo vật liệu có thể đợc áp dụng tơng tự nhau khi thay đổi ion đất hiếm pha trong mạng chủ Y 2 O 3 . 4.2. Phân tích nhiễu xạ tia X 4.2.1. Phân tích nhiễu xạ tia X của các mẫu Y 2 O 3 :Eu Hình 4.3 trình bày giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu bột Y 2 O 3 :Eu (2 mol % Eu) nung ở 700 o C trong 30 phút so sánh với mẫu chuẩn. Kết quả cho thấy các pha tinh thể a b c d e 2 Hình 4.4. Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu bột Y 2 O 3 :Eu (5 % Eu) với các chế độ nung mẫu khác nhau: (a) 500 o C, (b) 550 o C, (c) 600 o C, (d) 700 o C, (e) 900 o C 8 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 3 6 9 12 Y 2 O 3 :Eu 3+ 900 o C, 30 phút Tần suất (x10 -2 ) Kích thớc (nm) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 3 6 9 12 Y 2 O 3 :Eu 3+ 700 o C, 30 phút 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 3 6 9 12 Y 2 O 3 :Eu 3+ 600 o C, 30 phút 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 3 6 9 12 Y 2 O 3 :Eu 3+ 550 o C, 60 phút Hình 4.6. So sánh đờng phân bố kích thớc hạt của các mẫu Y 2 O 3 :Eu với các chế độ nung mẫu khác nhau của mạng nền Y 2 O 3 đối với mẫu Y 2 O 3 :Eu chế tạo đợc, với cấu trúc tinh thể theo hệ lập phơng. Độ rộng các vạch nhiễu xạ của mẫu chế tạo đợc lớn hơn so với mẫu chuẩn, chứng tỏ kích thớc hạt tinh thể nhỏ hơn. Hình 4.4 là giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu mẫu Y 2 O 3 :Eu (5%) với các chế độ nung khác nhau. Kết quả cho thấy, mẫu nung ở 500 o C còn ở trạng thái vô định hình. Pha tinh thể của Y 2 O 3 đợc hình thành khi nung mẫu ở 550 o C (trong 60 phút). Từ 600 o C trở lên, pha tinh thể của mẫu hoàn thiện hơn, thậm chí khi thời gian nung mẫu đợc rút ngắn xuống còn 30 phút. Các kết quả này cho thấy có sự phù hợp với các kết quả phân tích nhiệt nêu trên. Các pha tinh thể của mạng nền Y 2 O 3 nhận đợc ở nhiệt độ khá thấp, với thời gian nung ngắn cho thấy u thế của phơng pháp phản ứng cháy nổ so với một số phơng pháp khác nh phơng pháp phản ứng pha rắn, đồng kết tủa. Nhiệt độ nung mẫu tăng hoặc thời gian nung kéo dài thì tinh thể Y 2 O 3 :Eu đợc hoàn thiện hơn, đồng thời độ mở rộng của các vạch nhiễu xạ của các mẫu giảm. Điều đó chứng tỏ kích thớc tinh thể có [...]... sau: 1 Chế tạo thành công 4 hệ vật liệu nanô phát quang Y2O 3: Eu, Y2O 3: Eu, Tb, Y2O 3: Er, Y2O 3: Er ,Yb với các nồng độ khác nhau của ion 22 đất hiếm bằng phơng pháp phản ứng cháy nổ và phơng pháp keo tụ trực tiếp, xác định đợc các điều kiện tối u trong việc chế tạo vật liệu ảnh hởng của điều kiện công nghệ chế tạo mẫu tới kích thớc hạt và cờng độ huỳnh quang đợc nghiên cứu công phu qua 4 hệ mẫu đợc chế tạo. .. biệt trong số những vật liệu tạo bởi các oxit và là một trong số các vật liệu phát quang có hiệu quả nhất cho cả quang Hình 7.10 ảnh FE-SEM của mẫu huỳnh quang và catôt huỳnh ZnO /Y2O 3: Eu quang Y2O 3: Eu là vật liệu phát quang màu đỏ nổi tiếng Mordkovic đã chế tạo vật liệu tổ hợp với hy vọng để thay đổi cơ chế huỳnh quang một cách mạnh mẽ Chúng tôi đã chế tạo cấu trúc dị chất ZnO /Y2O 3: Eu dạng thanh nano với... phổ biến đổi, là bằng chứng về sự khác biệt của nanophosphor so với các phosphor thông thờng Với thành công trong việc chế tạo các ôxit Y2O3, Y2O 3: Eu và Eu2 O3 kích thớc nanô theo phơng pháp keo tụ trực tiếp, có thể tiến hành chế tạo một loạt các hệ keo nanô Y2O3 chứa các ion đất hiếm khác nh Y2O 3: Tb, Y2O 3: Eu, Tb, Y2O 3: Tm, Y2O 3: Er, Y2O 3: Er ,Yb Vì các hạt chế tạo đợc có kích thớc nhỏ, có phân bố kích thớc... tơng ứng các chuyền dời điện tử 5D0 7Fj (j = 1, 2, 3, 4) của ion Eu3 + trên các mẫu nanô Y2O 3: Eu và Eu2 O3 chế tạo bằng phơng pháp keo tụ trực tiếp, các mẫu thanh nanô ZnO /Y2O 3: Eu đã đợc quan sát Hiệu ứng chuyển đổi ngợc của vật liệu nanô Y2O 3: Er, Y2O 3: Er ,Yb có thể sử dụng để chế tạo các thẻ hiển thị hồng ngoại khi phân tán trên nền polime Vật liệu tổ hợp này có thể hiển thị tín hiệu nhận từ lade điốt... điều kiện tối u để chế tạo vật liệu Y2O3, cũng nh Y2O 3: Eu nồng độ pha tạp Eu cao Phổ huỳnh quang của Y2O 3: Eu có nguồn gốc từ các chuyền dời điện tử 5D0 7Fj (j = 1, 2, 3, 4) của ion Eu3 + 21 Cờng độ huỳnh quang của Y2O 3: Eu tăng theo nồng độ của ion Eu3 + từ 1 đến 10% Ghi nhận đợc phổ huỳnh quang của Eu2 O3 nano, phát hiện sự tách vạch của chuyển dời 5D0 7F2 Sự phát quang nêu trên và cấu trúc phổ biến... vào các vị trí này của Y3+ Vị trí C3i có tâm đảo, ion Eu3 + trên vị trí này chỉ thể hiện phát xạ lỡng cực từ 5D0 7F1 5.1.2.1 ảnh hởng của nồng độ Eu3 + lên tính chất quang của vật liệu Để nghiên cứu sự ảnh hởng của nồng độ ion kích hoạt lên tính chất quang của vật liệu Y2O 3: Eu, đã chế tạo các mẫu có nồng độ 2, 3, 12 5, 7 % Eu3 + Cờng độ huỳnh lớn nhất nhận đợc ở mẫu có nồng độ 5 % Eu (hình 5.6) Hình... polime để tạo ra một số linh kiện quang điện tử Đã chế tạo thành công các mẫu thanh nanô ZnO /Y2O 3: Eu, với một lớp Y2O 3: Eu đã đợc phủ lên đỉnh các thanh nano ZnO Các thanh nano ZnO /Y2O 3: Eu mọc thẳng đứng, đồng nhất về đờng kính, chiều dài và mật độ Việc chế tạo thành công các mẫu thanh nanô ZnO /Y2O 3: Eu cũng có thể tạo ra một triển vọng mới trong việc chế tạo các linh kiện quang điện tử Phổ huỳnh quang. .. kính của các thanh nanô sau khi bốc bay Y2O 3: Eu song đã có một lớp nhỏ vật liệu nhận đợc trên đỉnh của chúng Sự định hớng tinh thể của lớp phủ Y2O 3: Eu trên các thanh nano ZnO đã đợc khảo sát bằng phép đo nhiễu xạ tia X Phổ huỳnh quang của mẫu thanh nanô ZnO /Y2O 3: Eu thể hiện các vạch phổ đặc trng ứng với các chuyển dời 5D0 7Fj (j = 1, 2, 3, 4) của ion Eu3 + Giống nh các mẫu hạt nanô Y2O 3: Eu đợc chế tạo. .. giảm 6.2 Vật liệu nanophosphor Y2O 3: Er, Yb Dới kích thích 488 nm, phổ huỳnh quang của Y2O 3: Er ,Yb thể hiện các phát xạ đặc trng của ion Er3+ Việc pha thêm Yb3 + trong vật liệu nano Y2O 3: Er nhằm mục đích sử dụng Yb3 + nh một chất tăng nhạy cho phát xạ của Er3+ nhờ tiết diện hấp thụ lớn hơn của Yb3 + so với Er3+ vùng ~980 nm Trong trờng hợp Er3+ có nồng độ 1 %, nồng độ tối u của Yb3 + cho huỳnh quang chuyển... Eu3 + là 5% Hình 7.8 Phổ huỳnh quang của mẫu nanô Eu2 O3 chế tạo bằng phơng pháp keo tụ trực tiếp Hình 7.8 trình bày phổ huỳnh quang của mẫu nanô Eu2 O3 chế tạo bằng phơng pháp keo tụ trực tiếp Hai vạch phổ huỳnh quang mạnh ứng với chuyển dời điện tử 5D0 7F2, là điểm đặc biệt khi so sánh với phổ huỳnh quang của Y2O 3: Eu So sánh phổ huỳnh quang của mẫu Eu2 O3 thơng mại (kích thớc micromet) và mẫu nanô Eu2 O3 . nghiệm: Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nanô Y 2 O 3 :Eu, Tb, Er, Yb Luận án đợc thực hiện tại Phòng Vật lý và Hoá học các vật liệu quang học hiện đại, Phòng Vật liệu Quang. Tb, Er, Yb, phát quang, kích thớc nanô. ii) Đã chế tạo đợc hàng loạt mẫu có chất lợng cao. iii) Đã nghiên cứu các tính chất quang và ảnh hởng của các chế độ công nghệ lên tính chất quang của. 5.1.2.1. ảnh hởng của nồng độ Eu 3+ lên tính chất quang của vật liệu Để nghiên cứu sự ảnh hởng của nồng độ ion kích hoạt lên tính chất quang của vật liệu Y 2 O 3 :Eu, đã chế tạo các mẫu có nồng