(Luận văn) nghiên cứu các đặc trưng phát quang của vật liệu aluminate đồng pha tạp ion eu2+, mn2+, sm3+

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA VẬT LÝ NGUYỄN THỊ THẢO lu an va n ĐỀ TÀI: tn to ie gh NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC TRƢNG PHÁT p QUANG CỦA VẬT LIỆU ALUMINATE ĐỒNG d oa nl w PHA TẠP ION Eu2+, Mn2+, Sm3+ nf va an lu z at nh oi lm ul KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP z m co l gm @ an Lu n va Đà nẵng , 2018 ac th si ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA VẬT LÝ NGUYỄN THỊ THẢO lu an n va ĐỀ TÀI: QUANG CỦA VẬT LIỆU ALUMINATE ĐỒNG p ie gh tn to NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC TRƢNG PHÁT d oa nl w PHA TẠP ION Eu2+, Mn2+, Sm3+ an lu nf va KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP lm ul : Vật lý học Khóa học : 2014-2018 z at nh oi Chuyên ngành Ngƣời hƣớng dẫn : Th.S Lê Văn Thanh Sơn z m co l gm @ an Lu n va Đà nẵng , 2018 ac th si Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý Mục lục LỜI CẢM ƠN III DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU IV DANH MỤC BẢNG V DANH MỤC HÌNH V MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đ ch nghiên c u Nhiệm vụ nghiên c u Đối tƣợng phạm vi nghiên c u 4.1 Đối tƣợng nghiên c u lu an 4.2 Phạm vi nghiên c u va Phƣơng pháp ngiên c u n CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƢỢNG PHÁT QUANG Khái niệm tƣợng phát quang……………………………………… 1.1.1 Chất phát quang ie gh tn to 1.1 Hiện tƣợng phát quang 1.1.2 p 1.2 Phân loại tƣợng phát quang oa nl w 1.2.1 Phân loại theo t nh chất động học trình xảy chất phát quang d 1.2.2 Phân loại theo thời gian phát quang kéo dài sau ngừng k ch th ch lu an 1.2.3 Phân loại theo phƣơng pháp k ch th ch nf va 1.2.4 Phân loại theo cách th c chuyển dời từ trạng thái k ch th ch trạng thái bản………………………………………………………………………… 1.3 Cơ chế tƣợng phát quang lm ul z at nh oi 1.3.1 Phát quang nguyên tử 1.3.2 Phát quang phân tử 1.4 Những định luật phát quang z 1.4.1 Định luật kh ng phụ thuộc vào bƣớc sóng ánh sáng k ch th ch gm @ 1.4.2 Định luật Stock-Lomen 1.4.3 Định luật đối x ng gƣơng phổ hấp thụ phổ phát quang 10 l CHƢƠNG II: TÍNH CHẤT PHÁT QUANG CỦA PHOSPHOR TINH THỂ 11 co m 2.1 Cấu trúc phosphor tinh thể 11 an Lu 2.2 Phổ hấp thụ phosphor tinh thể 11 2.3 Phổ b c xạ phosphor tinh thể 12 n va 2.4 Bản chất phát quang cua phosphor tinh thể 12 ac th GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn SVTH:Nguyễn Thị Thảo si Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý 2.4.1 Sự phát quang phosphor tinh thể phát quang tái hợp 12 2.4.2 Những sở thuyết vùng để giải th ch phát quang phosphor tinh thể………………………………………………………………………… 13 2.4.3 Cơ chế bẫy khử bẫy 16 2.4.3.1 Động học trình bẫy 16 2.4.3.2 Cơ chế khử bẫy 16 2.5 Phƣơng pháp chế tạo phosphor tinh thể lân quang dài 17 2.5.1 Cơ chế tăng thời gian phát quang 17 2.5.2 Sự truyền lƣợng phát quang 18 CHƢƠNG III: TỔNG QUAN VỀ ION ĐẤT HIẾM, ION KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP 18 3.1 Ion đất 18 3.1.1 Khái quát chung nguyên tố đất 18 3.1.2 T nh chất lý- hóa học NTĐH 20 lu an 3.1.3 Chuyển dời quang học Eu2+ 21 va 3.2 Ion kim loại chuyển tiếp 23 n 3.2.1 Sơ lƣợc ion chuyển tiếp 23 tn to 3.2.2 Chuyển dời quang học Mn2+ 23 gh CHƢƠNG IV: THỰC NGHIỆM 28 p ie 4.1 Chế tạo mẫu 28 Các bƣớc chế tạo mẫu 28 Các mẫu chế tạo 28 4.1.2 nl w 4.1.1 d oa 4.2 Các khảo sát quang phổ thảo luận kết 30 nf va an lu 4.2.1 Phổ phát quang mẫu A1: BaAl2O4 đồng pha tạp ion Mn2+ 2%, Eu2+0%,Sm3+2% với bƣớc sóng k ch th ch 365nm 30 lm ul 4.2.2 Phổ phát quang mẫu A2: BaAl2O4 đồng pha tạp ion Mn2+ 2%, Eu2+0.5%, Sm3+ 2% với bƣớc sóng k ch th ch 365nm 31 z at nh oi 4.2.3 Phổ phát quang mẫu A3: BaAl2O4 đồng pha tạp ion Mn2+ 2%, Eu2+1%, Sm3+ 2% với bƣớc sóng k ch th ch 365nm 32 4.2.4 Phổ phát quang mẫu A4: BaAl2O4 đồng pha tạp ion Mn2+ 2%, Eu2+1.5%, Sm3+ 1% với bƣớc sóng k ch th ch 365nm 33 z gm @ 4.2.5 Phổ phát quang mẫu A5: BaAl2O4 đồng pha tạp ion Mn2+ 2%, Eu2+ 2%, Sm3+ 1% với bƣớc sóng k ch th ch 365nm 34 co l 4.2.6 Sự phụ thuộc cƣờng độ phát quang vào nồng độ pha tạp ion Eu2+trong BaAl2O4 35 m 4.2.7 Phổ phát quang mẫu A6: BaAl2O4: Mn2+ 2%, Eu2+ 2%, Sm3+ 1.5% với bƣớc sóng k ch th ch 365nm 36 an Lu n va 4.2.8 Phổ phát quang mẫu A6: BaAl2O4: Mn2+ 0%, Eu2+ 2%, Sm3+ 1.5% với bƣớc sóng k ch th ch 365nm 37 ac th GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn SVTH:Nguyễn Thị Thảo si Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý 4.2.9 Sự phụ thuộc cƣờng độ phát quang vào nồng độ pha tạp ion Sm3+ BaAl2O4 38 4.2.10 So sánh phổ phát xạ mẫu thay đổi nồng độ chất pha tạp 39 4.3 So sánh phổ phát quang mẫu A6 thay đổi bƣớc sóng k ch th ch 40 KẾT LUẬN 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn SVTH:Nguyễn Thị Thảo si Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý LỜI CẢM ƠN Đƣợc chấp thuận Thầy giáo hƣớng dẫn Th.S Lê Văn Sơn với đồng ý ban chủ nhiệm khoa Vật L cho phép t i tìm hiểu thực đề tài “ Nghiên cứu đặc trưng phát quang vật liệu Aluminate đồng pha tạp ion Eu2+, Mn2+, Sm3+ ” Để hồn thành khóa luận em xin chân thành cảm ơn đội ngũ giảng viên khoa Vật L tận tình dẫn, giảng dạy em suốt trình học tập, nghiên c u rèn luyện Trƣờng Đại học Sƣ Phạm – Đại học Đà Nẵng lu an Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hƣớng dẫn Th.S Lê Văn Thanh Sơn, n va quan tâm giúp đỡ, tận tình hƣớng dẫn em hồn thành tốt khóa luận thời gian gh tn to qua M c dù có nhiều cố gắng để thục đề tài cách hoàn chỉnh Tuy p ie nhiên, buổi đầu làm quen với c ng tác nghiên c u, tiếp cận trực tiếp với thực w nghiệm nên kh ng thể tránh khỏi sai xót q trình thực báo cáo oa nl mà thân em chƣa nhìn thấy đƣợc Ch nh em mong nhận đƣợc đóng d góp ý kiến quý thầy c để khóa luận đƣợc hồn chỉnh lu nf va an Em xin chân thành cảm ơn ! Đà Nẵng, ngày 24 tháng năm 2018 lm ul Sinh viên thực z at nh oi z m co l gm @ Nguyễn Thị Thảo an Lu n va ac th GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn SVTH:Nguyễn Thị Thảo si Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Các chữ viết tắt RE : Đất (Rare earth) RE3+ : Ion đất hóa trị : Tia tử ngoại UV IR : Vùng hồng ngoại NTĐH : Nguyên tố đất Các kí hiệu : Năng lƣợng kích hoạt E k : Hằng số Bolztman lu an n va : Thông số tách trƣờng tinh thể B : Thông số lực đẩy điện tử 𝜏 : Thời gian sống huỳnh quang 𝜆 : Bƣớc sóng photon p ie gh tn to Dq ∶ Tần số photon :Th ng lƣợng ánh sáng phát có tần số d oa nl 𝛾𝜉𝛾 w 𝛾 nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn SVTH:Nguyễn Thị Thảo si Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Nhóm vật liệu Aluminate đồng pha tạp Mn2+, Eu2+, Sm3+ DANH MỤC HÌNH NỘI DUNG HÌNH VẼ HÌNH TRANG lu Hình 1.2 Cơ chế phát quang phân tử Hình 1.3 T nh đối x ng gƣơng phổ hấp thụ phổ phát quang 10 Hình 2.1 Phổ b c xạ phosphor tinh thể 12 Hình 2.2 Sự phân vùng phosphor tinh thể 13 an Hình 1.1 Cơ chế phát quang nguyên tử n va to 20 Hình 3.2 Sơ đồ m c lƣợng ion Eu2+ mạng 22 p ie gh tn Hình 3.1 Giản đồ m c lƣợng Dieke Hình 3.3 Sơ đồ tọa độ cấu hình Eu2+ nl w 22 Hình 3.4 Giản đồ lƣợng Tanabe – Sugano cho cấu hình d5 d oa 24 lu Hình 3.5 Sự tách m c 3dn trƣờng tinh thể đối x ng Oh D4h Hình 3.6 Các m c lƣợng k ch th ch ion Mn2+ cấu hình d5 26 lm ul nf va an 25 26 Hình 3.7 Tọa độ t diện bát diện z at nh oi Hình 4.1 Phổ phát quang BaAl2O4: Mn2+ 2% , Eu2+0%, Sm3+1% (λEX ≈ 365nm) 30 z @ gm Hình 4.2 Phổ phát quang BaAl2O4: Mn2+2% ,Eu2+0.5% , Sm3+2% 31 l co (λEX ≈ 365nm) Hình 4.3 Phổ phát quang BaAl2O4: Mn2+ 2%, Eu2+1%, Sm3+2% m 32 an Lu (λEX ≈ 365nm) n va ac th GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn SVTH:Nguyễn Thị Thảo si Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý Hình 4.4 Phổ phát quang BaAl2O4: Mn2+0% ,Eu2+1.5% , Sm3+2% 33 (λEX ≈ 365nm) Hình 4.5 Phổ phát quang BaAl2O4: Mn2+2% ,Eu2+2% , Sm3+1% 34 (λEX ≈ 365nm) Hình 4.6 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc cƣờng độ phát quang vào nồng 35 độ pha tạp ion Eu2+ BaAl2O4 Hình 4.7 Phổ phát quang BaAl2O4: Mn2+2% ,Eu2+2% , Sm3+1.5% 36 (λEX ≈ 365nm) Hình 4.8 Phổ phát quang BaAl2O4: Mn2+0% ,Eu2+2% , Sm3+2% 37 lu an (λEX ≈ 365nm) n va Hình 4.9 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc cƣờng độ phát quang vào nồng độ pha tạp ion Mn2+ BaAl2O4 38 tn to 4.10 Phổ phát quang BaAl2O4 pha tạp ion Mn2,Eu2+, Sm3+ thay đổi nồng độ chất pha tạp (λEX ≈ 365nm) 38 p ie gh Hình Hình 4.11 (λEX1 ≈ 402nm), (λEX2 ≈ 375nm) Phổ phát quang BaAl2O4 : Mn2+2%, Eu2+2%, Sm3+1.5% d oa nl w 40 nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn SVTH:Nguyễn Thị Thảo si Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong thời đại nay, với phát triển kh ng ngừng khoa học c ng nghệ k ch th ch ngƣời tìm tịi phát minh điều lạ đế đáp ng nhu cầu thiết yếu cho nhân loại Một số tìm hiểu t nh chất vƣợt bậc có t nh ng dụng thực tiễn vật liệu phát quang vào tiến khoa học Bên cạnh ng dụng quan trọng nhƣ th ng tin quang, y học, qn sự,… vật liệu phát quang đóng vai trò quan trọng việc chế tạo loại đèn huỳnh quang, đèn LED, loại đèn chiếu sáng có hiệu suất lu cao, tiết kiệm lƣợng t gây nguy hại cho s c khỏe ngƣời an Trong đề tài này, t i quan tâm đến nhóm vật liệu phát quang Aluminate va n pha tạp nguyên tố đất ion kim loại chuyển tiếp Một số ion đất tn to Sm3+, Eu2+ ion kim loại chuyển tiếp nhƣ Mn2+ Nếu so với ion th ng thƣờng ie gh ion chất ph c hấp thụ nhiều tần số khác mà có p thể quan sát thấy nhiều màu khác nl w Chế tạo vật liệu phát quang định hƣớng c ng nghệ cao d oa mà ngƣời hƣớng đến Hiện nhiều nghiên c u tập trung vào việc tổng an lu hợp vật liệu phát quang pha tạp đất hiếm, khả đáp ng tốt nhu cầu nf va thực tế Ch nh mà nhu cầu khám phá tìm kiếm vật liệu phát quang hữu hiệu Trong phạm vi khóa luận t i chọn đề tài: “ Nghiên cứu đặc lm ul trưng phát quang vật liệu Aluminate đồng pha tạp ion Eu2+, Mn2+, Sm3+ ” z at nh oi Mục đích nghiên cứu Khảo sát phổ vật liệu Aluminate đồng pha tạp ion Eu2+, Mn2+, Sm3+ - Kiểm tra t nh chất phát quang vật liệu Aluminate có pha tạp ion kim z - @ gm loại chuyển tiếp Mn2+ ion đất Eu2+, Sm3+ co l Nhiệm vụ nghiên cứu Xác định đƣợc phƣơng pháp cân mẫu xây dựng trình chế tạo vật liệu - Tìm hiểu nguyên lý hoạt động, c ng dụng cách sử dụng thiết bị phục vụ m - an Lu q trình chế tạo hồn thành mẫu vật liệu n va ac th GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn SVTH:Nguyễn Thị Thảo si Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý Mẫu vật liệu đƣợc nghiền nung 13000C (nung m i trƣờng kh ), sau để nguội tự nhiên phòng th nghiệm trƣờng ĐHSP-ĐHĐN Bảng số liệu cụ thể: Mẫu VLPQ Bảng 1: Nhóm vật liệu Aluminate đồng pha tạp Mn2+, Eu2+, Sm3+ Tiền chất ban đầu Tỉ lệ mol % nồng độ mol Điều kiện chất chất pha tạp nung BaCO3, Al2O3, A1 Gia tốc nhiệt Mn2+ Eu2+ Sm3+ 1:1,1 2% 0% 2% 1300℃/2h 60°𝐶/𝑝ℎú𝑡 1:1,1 2% 0.5% 2% 1300℃/2h 60°𝐶/𝑝ℎú𝑡 1:1,1 2% 1% 2% 1300℃/2h 60°𝐶/𝑝ℎú𝑡 1:1,1 2% 1.5% 1% 1300℃/2h 60°𝐶/𝑝ℎú𝑡 2% 2% 1% 1300℃/2h 60°𝐶/𝑝ℎú𝑡 2% 1.5% MnCl2.4H2O, Eu2O3, lu Sm2O3 an BaCO3, Al2O3, MnCl2.4H2O, Eu2O3, n va A2 to gh tn Sm2O3 BaCO3, Al2O3, p ie A3 Sm2O3 BaCO3, Al2O3, d oa A4 nl w MnCl2.4H2O, Eu2O3, A5 MnCl2.4H2O, Eu2O3, 1:1,1 z at nh oi lm ul BaCO3, Al2O3, nf va Sm2O3 an lu MnCl2.4H2O, Eu2O3, Sm2O3 A6 BaCO3, Al2O3, 1:1,1 2ℎ 0% 2% 1300℃/ 60°𝐶/𝑝ℎú𝑡 2ℎ m co MnCl2.4H2O, Eu2O3, 2% l 1:1,1 gm BaCO3, Al2O3, 60°𝐶/𝑝ℎú𝑡 @ Sm2O3 A7 1300℃/ z MnCl2.4H2O, Eu2O3, 2% an Lu Sm2O3 n va 37 ac th GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn SVTH:Nguyễn Thị Thảo si Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý Các khảo sát quang phổ thảo luận kết 4.2 4.2.1 Phổ phát quang mẫu A1: BaAl2O4 đồng pha tạp ion Mn2+ 2%, Eu2+0%,Sm3+2% với bƣớc sóng kích thích 365nm lu an n va p ie gh tn to Hình 4.1 : Phổ phát quang BaAl2O4: Mn2+ 2% , Eu2+0%, Sm3+2% Phổ phát quang có đỉnh bƣớc sóng khoảng 497nm, qua ta nhận thấy d - oa Nhận xét: nl w (𝜆𝐸𝑋 ≈ 365𝑛𝑚) lu nf va an ch nh đỉnh phát quang ion Mn2+ z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va 38 ac th GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn SVTH:Nguyễn Thị Thảo si Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý 4.2.2 Phổ phát quang mẫu A2: BaAl2O4 đồng pha tạp ion Mn2+ 2%, Eu2+0.5%, Sm3+ 2% với bƣớc sóng kích thích 365nm lu an n va tn to ie gh Hình 4.2 : Phổ phát quang BaAl2O4: Mn2+2% ,Eu2+0.5% , Sm3+2% p (𝜆𝐸𝑋 ≈ 365𝑛𝑚) Phổ phát quang có đỉnh bƣớc sóng khoảng 497nm, qua ta nhận thấy oa - nl w Nhận xét: d ch nh đỉnh phát quang ion Mn2+ nhiên cƣờng độ bé có khả lu nf va an tồn phổ ion Eu2+ z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va 39 ac th GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn SVTH:Nguyễn Thị Thảo si Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý 4.2.3 Phổ phát quang mẫu A3: BaAl2O4 đồng pha tạp ion Mn2+ 2%, Eu2+1%, Sm3+ 2% với bƣớc sóng kích thích 365nm lu an n va to gh tn Hình 4.3: Phổ phát quang BaAl2O4: Mn2+ 2%, Eu2+1%, Sm3+2% p ie (𝜆𝐸𝑋 ≈ 365𝑛𝑚) Phổ phát quang có đỉnh bƣớc sóng khoảng 490nm, qua ta nhận thấy oa nl - w Nhận xét: d ch nh đỉnh phát quang ion Eu2+ nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va 40 ac th GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn SVTH:Nguyễn Thị Thảo si Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý 4.2.4 Phổ phát quang mẫu A4: BaAl2O4 đồng pha tạp ion Mn2+ 2%, Eu2+1.5%, Sm3+ 1% với bƣớc sóng kích thích 365nm lu an n va p ie gh tn to nl w Hình 4.4: Phổ phát quang BaAl2O4: Mn2+2% ,Eu2+1.5% , Sm3+1% d oa (𝜆𝐸𝑋 ≈ 365𝑛𝑚) an Phổ phát quang có đỉnh bƣớc sóng khoảng 493nm, qua ta nhận thấy nf va - lu Nhận xét: z at nh oi lm ul ch nh đỉnh phát quang ion Eu2+ z m co l gm @ an Lu n va 41 ac th GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn SVTH:Nguyễn Thị Thảo si Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý 4.2.5 Phổ phát quang mẫu A5: BaAl2O4 đồng pha tạp ion Mn2+ 2%, Eu2+ 2%, Sm3+ 1% với bƣớc sóng kích thích 365nm lu an n va tn to (𝜆𝐸𝑋 ≈ 365𝑛𝑚) p ie gh Hình 4.5: Phổ phát quang BaAl2O4: Mn2+2% ,Eu2+2% , Sm3+1% Nhận xét: w Phổ phát quang có đỉnh bƣớc sóng khoảng 495nm, qua ta nhận thấy oa nl - d ch nh đỉnh phát quang ion Eu2+ nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va 42 ac th GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn SVTH:Nguyễn Thị Thảo si Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý 4.2.6 Sự phụ thuộc cƣờng độ phát quang vào nồng độ pha tạp ion Eu2+trong BaAl2O4 Đường biểu diễn phụ thuộc cường độ phát quang 2+ vào nồng độ ion Eu 10000000 9000000 8000000 7000000 6000000 5000000 4000000 3000000 2000000 lu 1000000 an va 0.5 1.5 n Nồng độ Eu 2.5 2+ tn to Hình 4.6: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc cường độ phát quang vào gh p ie nồng độ pha tạp ion Eu2+ BaAl2O4 Khi ta thay đổi nồng độ pha tạp cƣờng độ phát quang ion Eu2+ thay oa nl - w Nhận xét: d đổi tỉ lệ thuận với Nghĩa ta tăng nồng độ pha tạp cƣờng nf va an lu độ phát quang ion Eu2+ tăng z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va 43 ac th GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn SVTH:Nguyễn Thị Thảo si Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý 4.2.7 Phổ phát quang mẫu A6: BaAl2O4 đồng pha tạp ion Mn2+ 2%, Eu2+ 2%, Sm3+ 1.5% với bƣớc sóng kích thích 365nm lu an n va p ie gh tn to nl w d oa Hình 4.7: Phổ phát quang BaAl2O4: Mn2+2% ,Eu2+2% , Sm3+1.5% Phổ phát quang có đỉnh bƣớc sóng khoảng 495nm, qua ta nhận thấy lm ul - nf va Nhận xét: an lu (𝜆𝐸𝑋 ≈ 365𝑛𝑚) z at nh oi ch nh đỉnh phát quang ion Eu2+ z m co l gm @ an Lu n va 44 ac th GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn SVTH:Nguyễn Thị Thảo si Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý 4.2.8 Phổ phát quang mẫu A6: BaAl2O4: Mn2+ 0%, Eu2+ 2%, Sm3+ 1.5% với bƣớc sóng kích thích 365nm lu an n va tn to ie gh Hình 4.8: Phổ phát quang BaAl2O4: Mn2+0% ,Eu2+2% , Sm3+2% p (𝜆𝐸𝑋 ≈ 365𝑛𝑚) - oa nl w Nhận xét: Ta thấy xuất đỉnh phổ phát quang có bƣớc sóng 459nm ch nh d nf va an lu phổ phát quang ion Eu2+ z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va 45 ac th GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn SVTH:Nguyễn Thị Thảo si Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý 4.2.9 Sự phụ thuộc cƣờng độ phát quang vào nồng độ pha tạp ion Mn2+ BaAl2O4 Đƣờng biểu diễn phụ thuộc cƣờng độ phát quang 3+ Sm vào nồng độ ion 10000000 9000000 8000000 7000000 6000000 5000000 lu an 4000000 n va 3000000 to 2000000 gh tn 1000000 ie p 0.5 1.5 2.5 3+ Nồng độ Sm nl w d oa Hình 4.9: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc cường độ phát quang vào nf va - an lu Nhận xét: nồng độ pha tạp ion Sm3+ BaAl2O4 Khi ta thay đổi nồng độ pha tạp cƣờng độ phát quang ion Sm3+ thay lm ul đổi tỉ lệ thuận với Nghĩa ta tăng nồng độ pha tạp cƣờng z at nh oi độ phát quang ion Sm3+ tăng z m co l gm @ an Lu n va 46 ac th GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn SVTH:Nguyễn Thị Thảo si Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý 4.2.10 So sánh phổ phát xạ mẫu thay đổi nồng độ chất pha tạp lu an n va gh tn to p ie Hình 4.10: Phổ phát quang BaAl2O4 pha tạp ion Mn2,Eu2+, Sm3+khi thay Nhận xét: oa Do cƣờng độ phát xạ mẫu chênh lệch lớn nên để so sánh cƣờng độ d - nl w đổi nồng độ chất pha tạp (𝜆𝐸𝑋 ≈ 365𝑛𝑚) lu nf va an phát quang so sánh đỉnh phổ chúng ta cần thay đổi k ch thƣớc vài mẫu có cƣờng độ thấp (A1, A2, A3, A4) lên 50 lần Khi thay đổi nồng độ chất pha tạp cƣờng độ phát quang ion thay lm ul - - z at nh oi đổi, nồng độ pha tạp tỉ lệ thuận với cƣờng độ phát quang Qua mẫu trên, chủ yếu xuất đỉnh phổ ion Eu2+ vài đỉnh phổ ionMn2+ nhƣng yếu Từ đó, ta thấy với bƣớc sóng k ch th ch z @ 365nm phù hợp với ion Eu2+ chủ yếu ion Mn2+ phần nhỏ Riêng đối l gm với ion Sm2+ bƣớc sóng hồn tồn kh ng phù hợp nên kh ng xuất đỉnh phổ m co an Lu n va 47 ac th GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn SVTH:Nguyễn Thị Thảo si Khóa luận tốt nghiệp 4.3 Khoa Vật Lý So sánh phổ phát quang mẫu A6 thay đổi bƣớc sóng kích thích lu an n va ie gh tn to p Hình 4.11: Phổ phát quang BaAl2O4 : Mn2+2%, Eu2+2%, Sm3+1.5% oa nl w (𝜆𝐸𝑋1 ≈ 402𝑛𝑚), (𝜆𝐸𝑋2 ≈ 375𝑛𝑚) d Nhận xét: Khi k ch th ch bƣớc sóng k ch th ch khác cƣờng độ phát an lu - Khi đo phổ với bƣớc sóng k ch 375 nm xuất hai đỉnh ion lm ul - nf va quang ion có thay đổi rõ rệt z at nh oi Eu2+vàSm3+ đo phổ với bƣớc sóng k ch th ch 402nm xuất nhóm đỉnh ion Sm3+ Qua ta thấy, bƣớc sóng k ch th ch 375nm phù hợp với ion Eu2+ ion Sm3+ nhiên nhóm đỉnh phổ ion Eu2+ phát z quang tốt ion Sm3+ Còn bƣớc sóng k ch th ch 402nm phù @ m co l gm hợp với ion Sm3+ nên nhóm đỉnh phổ ion Sm3+ phát quang mạnh an Lu n va 48 ac th GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn SVTH:Nguyễn Thị Thảo si Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý KẾT LUẬN - Chế tạo thành c ng vật liệu BaAl2O4 đồng pha tạp ion Mn2+, Eu2+, Sm3+ - Khi ta đồng pha tạp vât liệu khác với bƣớc sóng k ch th ch khác cƣờng độ k ch th ch thay đổi tƣơng ng với màu sắc phát quang thay đổi M c dù cố gắng nhiều làm đề tài nhƣng hạn chế điều - kiện thời gian nghiên c u nên chắn kh ng tránh khỏi hạn chế, khiếm khuyết bất cập định.Vì vậy, em mong nhận đƣợc chia sẻ lu động viên nhƣ ý kiến đóng góp quý báu thầy c an bạn va n Em xin chân thành cảm ơn! p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va 49 ac th GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn SVTH:Nguyễn Thị Thảo si Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý TÀI LIỆU THAM KHẢO  Tài liệu tiếng việt [1] Phan Văn Th ch, Hiện tượng huỳnh quang kỹ thuật phân tích huỳnh quang , ĐH Tổng hợp Hà Nội(1973) [3] Phạm Nguyễn Thùy Trang, Nguyễn Mạnh Sơn, Nguyễn Quang Liêm (2017), Chế tạo tính chất quang phổ vật liệu BaMgAl10O17: Eu2+, Mn2+  Tài liệu tiếng anh lu [2] Yen William M., Shionoya Shigeo, Yamamoto Hajime (2007), Fundamentals an [4]Blasse G., Grabmainer B G (1994), Luminescent Materials, Springer – n va of Phosphors, CRC Press tn to Verlag gh and Hajime Yamamoto (2011),“Photoluminescence p ie [5]Shinji Okamoto Properties of BaMgAl10O17 Doped with High Concentration of Mn2+ for Blue- oa nl w LEDBased Solid-State Lighting”,Journal of The Electrochemical Society, Vol 158, pp d an lu J363-J367 nf va [6] Semjon Galajev (2008),Degradation processes in BaMgAl10O17: Eu2+ and lm ul BaMgAl14O23: Eu2+, Master s Thesis, University of Tartu z at nh oi [7] Gedam S.C (2013),“Spectroscopic study of Inner Transition metal Mn2+ ion in CeSO4Cl Phosphor”,Research Journal of Chemical Sciences, Vol 3(4), pp 8486 z m co l gm @ an Lu n va 50 ac th GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn SVTH:Nguyễn Thị Thảo si Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý Ý KIẾN CỦA NGƢỜI HƢỚNG DẪN Nhận xét: (Về chất lƣợng Khóa luận cần) Ý kiến: Đánh dấu (X) vào lựa chọn lu Đồng ý th ng qua báo cáo an Kh ng đồng ý th ng qua báo cáo n va to tn Đà Nẵng, ngày 24 tháng năm 2018 ie gh NGƢỜI HƢỚNG DẪN p (Ký ghi rõ họ tên) d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va 51 ac th GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn SVTH:Nguyễn Thị Thảo si