1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp

57 976 7
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 57
Dung lượng 7,52 MB

Nội dung

Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp

Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA: vật lý Nguyễn Thành Trung Lớp: B2_K50_Vật lý chất rắn NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA ZnAl 2 O 4 : Eu 3+ BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP HỆ ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NGÀNH: VẬT LÝ CHẤT RẮN Hà Nội - 2009 Sinh viên: Nguyễn Thành Trung Luận văn tốt nghiệp Khóa : 2005 - 2009 1 Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA: vật lý Nguyễn Thành Trung Lớp: B2_K50_Vật lý chất rắn NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA ZnAl 2 O 4 : Eu3 + BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP HỆ ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NGÀNH: VẬT LÝ CHẤT RẮN Cán bộ hướng dẫn:PGS.TS.Lê Hồng Hà Hà Nội - 2009 Sinh viên: Nguyễn Thành Trung Luận văn tốt nghiệp Khóa : 2005 - 2009 2 Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp Mở đầu ác ion đất hiếm được đặc trưng bởi lớp vỏ 4f chưa được lấp đầy. Các lớp quỹ đạo 4f nằm ở bên trong ion và được che chắn khỏi tác động từ môi trường xung quanh bởi các quỹ đạo 5s và 5p. Bởi vậy, ảnh hưởng của mạng chủ tới các dịch chuyển quang học bên trong cấu hình 4f là nhỏ. C Spinel có công thức tổng quát AB 2 O 4 là một loại vật liệu điện môi,có độ rộng vùng cấm lớn, khoảng cách giữa vùng dẫn và vùng hóa trị ứng với bức xạ của photon tử ngoại. Do đó, các spinel AB 2 O 4 có dạng tinh thể trong suốt và không hấp thụ các bức xạ trong vùng ánh sáng nhìn thấy. Điều này có thể giải thích như sau: khi tham gia liên kết, cả 3 nguyên tử A, B, O đều có cấu hình ion lấp đầy (Ví dụ: ZnAl 2 O 4 , Zn 2+ : 1s22s22p63s23p63d10; Al3+: 1s22s22p6 và O 2- : 1s22s22p6 ). Spinel pha tạp đất hiếm trở thành vật liệu huỳnh quang, được nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm bởi chúng có nhiều đặc tính quan trọng như độ trong suốt, độ bền hóa học, cơ học, khả năng chịu nhiệt, hiệu suất phát quang cao, khong ưa nước, độ chua thấp…Với nhiều đặc tính vậy nên chúng có nhiều ứng dụng quan trọng trong khoa học kỹ thuật để chế tạo lade, cảm biến ứng suất cơ quang, phủ quang học, màn hình mỏng huỳnh quang, chất xúc tác, vật liệu chịu nhiệt cao… Spinel tồn tại sẵn trong tự nhiên và có thể tổng hợp trong các phòng thí nghiệm. Khi chế tạo chúng ta có thể điều chỉnh quá trình tạo mẫu để phục vụ cho mục đích nghiên cứu. Có rất nhiều vật liệu spinel pha tạp kim loại đất hiếm được chế tạo bằng nhiều phương pháp khác nhau.Trong luận văn này chúng tôi tiến hành tổng hợp cá mẫu spinel ZnAl 2 O 4 pha tạp in kim loại đất hiếm Eu 3+ với các nồng độ tạp khác nhau bằng phương pháp thủy nhiệt ở nhiệt độ thấp (200 o C) và phương pháp sol-gel. Tinh chất cáu trúc và hình thái Sinh viên: Nguyễn Thành Trung Luận văn tốt nghiệp Khóa : 2005 - 2009 3 Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp học của các mẫu tổng hợp được xác định qua các phép đo XRD, tính chất quang được xác định qua cá phép đo huỳnh quang và kích thích huỳnh quang. Luận văn này gồm có 3 chương: Chương 1: Tổng quan vè cấu trúc và tính chất quang của spinel. Chương 2: Thực nghiệm. Chương 3: Kết quả và thảo luận. Chương I: Tổng quan 1.1.Cấu trúc spinel [18.23] Công thức tổng quát của spinel có dạng AB 2 O 4 (trong đó A là cation hoá trị 2, B là cation hoá trị 3). Spinel có cấu trúc tinh thể lập phương tâm mặt với các cation A 2+ và B 3+ được sắp xếp vào các hốc tứ diện và bát diện tương ứng (hình 1.1). Mỗi tế bào mạng gồm có 8 phân tử AB 2 O 4 , trong đó có 32 ion ôxi, 16 cation B và 8 cation A. (b) (a) (b) Hình 1.1. a - Cấu hình bát diện, b - Cấu hình tứ diện Ta có thể tính được số cation, số anion và số hốc tứ diện T, số hốc bát diện O khi tưởng tuợng ghép 8 khối lập phương tâm mặt lại với nhau. Sinh viên: Nguyễn Thành Trung Luận văn tốt nghiệp Khóa : 2005 - 2009 4 Al 3+ Zn 2+ O 2- Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp Số ion ôxi gồm: 8 đỉnh của lập phương lớn : 8 x 1/8 = 1 6 mặt lập phương lớn: 6 x 1/2 = 3 12 mặt nhỏ trong lập phương: 12 x 1 = 12 24 mặt nhỏ phía ngoài: 24 x 1/2 = 12 12 cạnh của lập phương lớn: 12 x 1/4 = 3 tâm của lập phương lớn: = 1 Tổng số có 32 ion ôxi. Số hốc T (phân mạng A): vì mỗi lập phương nhỏ có 8 hốc T nên tế bào mạng spinel có 8 x 8 = 64 hốc T. Số hốc O (phân mạng B) gồm: 8 tâm của 8 lập phương bé: 8 x 1 = 8 24 cạnh biên của lập phương bé: 24 x 1/4 = 6 24 cạnh của 6 mặt biên: 24 x 1/2 = 12 6 cạnh nằm trong lập phương: 6 x 1 = 6 tổng số có 32 hốc O. Như vậy mỗi tế bào spinel có 64 + 32 = 96 hốc T và hốc O. Do tổng số cation chỉ có 8 + 16 = 24 cation, nên chỉ có 1/4 hốc trống chứa cation, còn 3/4 hốc trống để không.  Nếu 8 cation A 2+ nằm trong 8 hốc T, 16 cation B 3+ nằm vào hốc O thì mạng spinel được gọi là thuận hay hoàn hảo.  Nếu 8 cation A 2+ nằm trong 8 hốc O, 8 cation B 3+ nằm vào hốc O và 8 cation B 3+ nằm vào hốc T thì mạng spinel được gọi là đảo.  Nếu 24 cation A 2+ , B 3+ được phân bố một cách thống kê vào các hốc T và O thì ta có mạng spinel trung gian. Cấu trúc ô mạng spinel thuận được mô tả trên hình 1.2. Sinh viên: Nguyễn Thành Trung Luận văn tốt nghiệp Khóa : 2005 - 2009 5 Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp Hình 1.2: Cấu trúc ô mạng spinel thuận Sự phân bố các cation A 2+ , B 3+ vào vị trí tứ diện, bát diện được quyết định bởi các yếu tố sau: - Bán kính ion: Hốc T có thể tích nhỏ hơn hốc O do đó chủ yếu các cation có kích thước nhỏ hơn được phân bố vào hốc T. Thông thường 2 A r + lớn hơn 3 B r + nghĩa là xu thế tạo thành spinel đảo là chủ yếu. - Cấu hình electron: tuỳ thuộc vào cấu hình electron của cation mà chúng thích hợp với một kiểu phối trí nhất định. - Năng lượng tĩnh điện: năng lượng tĩnh điện của mạng spinel tạo nên bởi các ion lân cận khi tạo thành cấu trúc spinel. Sự phân bố sao cho các cation A 2+ nằm vào hốc T, B 3+ nằm vào hốc O là thuận lợi về mặt năng lượng. Tuy nhiên, trong một số loại spinel lại có hiện tượng đảo cation, nghĩa là một phần kim loại nhóm II (A) đổi chỗ cho kim loại nhóm III (B). Ví dụ, trong số các spinel ZnAl 2 O 4 , MgAl 2 O 4 , … thì MgAl 2 O 4 là loại có hiện tượng đảo cation khá đặc trưng, trong khi hiện tượng đó lại xảy ra ít đối với ZnAl 2 O 4 , ZnGa 2 O 4 . Spinel có cấu hình điện tử kín của các cation, do đó chúng có tính chất trơ với ánh sáng nhìn thấy. Tuy nhiên khi các ion kim loại chuyển tiếp hoặc đất hiếm có cấu trúc điện tử lấp đầy một phần được pha tạp vào cấu trúc nền spinel thì lại tương tác mạnh với ánh sáng và trở thành vật liệu huỳnh quang. Sinh viên: Nguyễn Thành Trung Luận văn tốt nghiệp Khóa : 2005 - 2009 6 Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp 1.1.1. Một số tính chất vật lý của spinel Spinel là vật liệu điện môi có đọ rộng vùng cấm lớn tương ứng với bức xạ tử ngoại, có một số đặc tính vật lý sau: - nhiệt độ nóng chảy cao: 2150 o C. - độ cứng cao : 8 Mohs. - có khả năng chống lại sự ăn mòn của tất cả các loại axit. - độ truyền qua là trong suốt. - huỳnh quang có tâm tạp mạnh nhất ở vùng đỏ. 1.2. Các ion kim loại đất hiếm 1.2.1. Tương tác của bức xạ với các tâm kích hoạt quang học [20] Một số ion tạp chất trong vật liệu nền trơ quang học có vai trò là các tâm kích hoạt quang học. Sự tương tác của bức xạ với các tâm kích hoạt quang học phải thông qua trường điện (quá trình lưỡng cực điện) hoặc trường từ (quá trình lưỡng cực từ) của trường ngoài. Sự tương tác này làm cho các tâm chuyển từ trạng thái ban đầu i sang trạng thái cuối f kèm theo quá trình hấp thụ hoặc bức xạ photon. Trong trường hợp không phonon, khoảng cách năng lượng giữa hai trạng thái i và f bằng với năng lượng của photon. Xác suất chuyển dời từ trạng thái i đến trạng thái f kèm theo sự hấp thụ một photon có năng lượng ω  được viết: ( ) ωδ π   −−       = ififif EEVP 2 2 (1.1) Trong đó, iVfV if = là yếu tố của ma trận chuyển dời, V là toán tử mô tả năng lượng tương tác của tâm với bức xạ. • Nếu chuyển dời là một quá trình lưỡng cực điện thì EpV   = , với ∑ = i i rep  là mômen lưỡng cực điện và E  là cường độ điện trường của trường bức xạ. Sinh viên: Nguyễn Thành Trung Luận văn tốt nghiệp Khóa : 2005 - 2009 7 Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp • Nếu chuyển dời là một quá trình lưỡng cực từ thì số hạng tương tác sẽ là BV   µ = , với ( ) ∑ += i ii sl m e    2 2 µ là toán tử lưỡng cực từ và B  là cường độ từ trường của bức xạ. Do yếu tố ma trận của B   µ nhỏ hơn nhiều so với yếu tố ma trận của Ep   nên quá trình lưỡng cực điện mạnh hơn nhiều so với quá trình lưỡng cực từ. Trong cơ lượng tử, người ta đã tính được năng lượng bức xạ ra sau mỗi giây trong phần tử góc khối dΩ đối với các bức xạ lưỡng cực điện là: ( ) Ω + = dd c n dI if kk θ π ω α 2 2 3 4 sin 2 1 (1.2) Trong đó, ω k là tần số dao động, d if = - er là toán tử mômen lưỡng cực của điện tử (- e), n k α là số các photon có trước quá trình phát xạ, θ là góc giữa phương của mômen lưỡng cực điện và vectơ sóng k  . Đối với các bức xạ lưỡng cực từ và tứ cực từ: ( )( ){ } Ω= dkrre c e dI if k k θ π ω α 2 2 3 42 sin 2 (1.3) Trong đó, e ke là vectơ đơn vị phân cực. So sánh các cường độ (1.2) và (1.3) ta thấy e 2 r 2 ∼ d 2 , (kr) 2 ∼ (ka) 2 ∼ (a/λ) 2 (a là bán kính hiệu dụng). Như vậy, đối với ánh sáng nhìn thấy, cường độ của bức xạ lưỡng cực từ và tứ cực từ nhỏ hơn cường độ của bức xạ lưỡng cực điện 10 8 lần. Chính vì vậy mà chỉ khi nào quá trình lưỡng cực điện bị cấm thì quá trình lưỡng cực từ mới được thể hiện rõ. Không phải mọi dịch chuyển giữa i và f đều xẩy ra như một dịch chuyển quang học, bởi vì các dịch chuyển này bị khống chế bởi các quy tắc chọn lọc. Sau đây là hai quy tắc chọn lọc quan trọng: Sinh viên: Nguyễn Thành Trung Luận văn tốt nghiệp Khóa : 2005 - 2009 8 Nghiờn cu tớnh cht quang ca spinel pha tp Quy tc chn lc spin: Xỏc sut chuyn di ca mi quỏ trỡnh (in v t) s bng 0 nu spin tng cng ca hai trng thỏi khỏc nhau, 0 S . Quy tc chn lc chn l: Toỏn t r cho chuyn di lng cc in l toỏn t l nờn cm cỏc dch chuyn lng cc in gia cỏc trng thỏi cú cựng s chn l. Vớ d nh cỏc dch chuyn lng cc in bờn trong lp d, bờn trong lp f, v gia cỏc lp d v s. Ngc li vi toỏn t r, toỏn t à cho chuyn di lng cc t ch din ra khi hm súng ca trng thỏi u v trng thỏi cui cú cựng s chn l. Tuy nhiờn trong cht rn, cỏc quy tc chn lc ny ớt khi c coi l cỏc quy tc tuyt i. Cỏc quy tc ny b vi phm do tng tỏc spin-qu o, in t-mng, cỏc s hng ca trng tinh th .[23]. 1.2.2. Tớnh cht quang ca cỏc ion kim loi t him Cỏc nguyờn t t him thng c bit l 14 nguyờn t thuc h lantan (lanthanide) vi lp 4f khụng y in t. Nu k c La, trong bng h thng tun hon (BHTTH) cỏc nguyờn t, chỳng cú ký hiu v s th t nh trỡnh by trong Bng 1. Trong ú L: mụmen qu o c ký hiu bng S, P, D, F, G, I, K, L, M tng ng vi L = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, v S: mụmen spin. Cu hỡnh y ca cỏc nguyờn t t him cú dng 1s 2 2s 2 2p 6 (4f n )5s 2 5p 6 5d 1 6s 2 vi n ( 0 n 14) l s in t lp 4f tu thuc vo tng loi ion t him. Cỏc nguyờn t ny thng hỡnh thnh cỏc ion hoỏ tr 3 (RE 3+ ) khi nú c pha vo cỏc mng nn rn do 3 in t lp ngoi cựng 5d 1 6s 2 (hoỏ tr) tham gia vo liờn kt nguyờn t vi cỏc nguyờn t khỏc trong mng. Cu trỳc in t ca cỏc ion t him hoỏ tr 3 do ú cú dng 1s 2 2s 2 2p 6 (4f n )5s 2 5p 6 . Nh vy cỏc ion t him hoỏ tr 3 (RE 3+ ) cú lp 4f khụng y, c bao bc bi lp 5s, 5p y. S ph hm súng ca cỏc lp 4f vi cỏc lp 5s, 5p khụng ln nờn phỏt quang khụng tt. Khi t cỏc ion t him vo trong mng nn no ú thỡ s ph hm súng trờn l ln dn n cỏc Sinh viờn: Nguyn Thnh Trung Lun vn tt nghip Khúa : 2005 - 2009 9 Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp điện tử lớp 4f nhảy lên mức kích thích cao hơn dễ dàng hơn và phát quang tốt hơn. Bảng 1. Các ion nguyên tố đất hiếm. STT trong bảng HTTH Ion Cấu hình điện tử (L+S) Trạng thái cơ bản 57 La 3+ …4d 10 4f 0 5s 2 5p 6 0 58 Ce 3+ …4d 10 4f 1 5s 2 5p 6 5/2 2 F 5/2 59 Pr 3+ …4d 10 4f 3 5s 2 5p 6 4 3 H 4 60 Nd 3+ …4d 10 4f 4 5s 2 5p 6 9/2 5 I 9/2 61 Pm 3+ …4d 10 4f 5 5s 2 5p 6 4 5 I 4 62 Sm 3+ …4d 10 4f 6 5s 2 5p 6 5/2 6 H 5/2 63 Eu 3+ …4d 10 4f 7 5s 2 5p 6 0 7 F 0 64 Gd 3+ …4d 10 4f 8 5s 2 5p 6 7/2 8 S 7/2 65 Tb 3+ …4d 10 4f 9 5s 2 5p 6 6 7 F 6 66 Dy 3+ …4d 10 4f 10 5s 2 5p 6 15/2 6 H 15/2 67 Ho 3+ …4d 10 4f 11 5s 2 5p 6 8 5 I 8 68 Er 3+ …4d 10 4f 12 5s 2 5p 6 15/2 4 I 15/2 69 Tm 3+ …4d 10 4f 13 5s 2 5p 6 6 3 H 6 70 Yb 3+ …4d 10 4f 14 5s 2 5p 6 7/2 2 F 7/2 Trong tinh thể bán dẫn hay tinh thể phốt pho, các nguyên tố đất hiếm thay thế các nguyên tố cơ bản và tính chất tuần hoàn của mạng tinh thể bị vi phạm. Các điện tử 4f của ion kim loại đất hiếm nằm sâu bên trong các lớp 5s 2 5p 6 lấp đầy và được che chắn bởi các mức lấp đầy này nên chúng tương tác yếu với mạng tinh thể nhưng chúng lại tương tác khá mạnh với nhau. Vì thế nên mặc dù các ion đất hiếm nằm tại các nút mạng song chúng vẫn có các mức năng lượng xác định đặc trưng cho riêng mình. Các mức này ít chịu ảnh hưởng của trường tinh thể. Điều này rất khác so với các ion kim loại chuyển tiếp, có các electron lớp 3d nằm ở lớp ngoài cùng nên chịu ảnh hưởng nhiều hơn với môi trường hay trường tinh thể. Đặc điểm các mức năng lượng 4f của các ion đất hiếm hoá trị 3 đã được khảo sát một cách cẩn thận bởi Dicke và các cộng sự [8]. Giản đồ này Sinh viên: Nguyễn Thành Trung Luận văn tốt nghiệp Khóa : 2005 - 2009 10 [...]... nồng độ tạp Eu 3+ để tạo ra các mẫu bột có kích thước nanomet và các tính chất quang khác nhau Trong luận văn này, chúng tôi Sinh viên: Nguyễn Thành Trung Khóa : 2005 - 2009 Luận văn tốt nghiệp 32 Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp chọn các mẫu chế tạo có độ PH cỡ 7 ÷ 7,5 (tương ứng với VNaOH(10M) = 9 ml) để nghiên cứu tính chất quang và các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất quang của chúng... X=0.1, 950oC X=0,05 3.1.2 Tính chất quang của các mẫu ZnAl2O4:Eu3+ Để nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện công nghệ, quy trình công nghệ chế tạo vật liệu ZnAl 2O4:Eu3+ đến tính chất quang của chúng, chúng tôi tiến hành nghiên cứu các tính chất quang của ion Eu 3+ trong nền spinel ZnAl2O4, tổng hợp bằng phương pháp thuỷ nhiệt Với phương pháp thuỷ nhiệt, chúng tôi có thể thay đổi độ PH của dung dịch (bằng cách... đảo7 của ion kim loại đất hiếm F5 0.49 eV 0.35 eV 7 F4 3+ 1.2.4 Tính chất quang của Eu 7 F3 0.23 eV Giản đồ năng lượng của ion Eu3+ được chỉ ra trên hình 1.6 0.12 eV 0.04 eV 0.00 eV Hấp thụ Sinh viên: Nguyễn Thành Trung Khóa : 2005 - 2009 7 F2 F1 7 F0 7 Huỳnh quang Luận văn tốt nghiệp Hình 1.6 Giản đồ năng lượng của các chuyển dời quang học trong ion Eu3+ 19 Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp. .. của mẫu Tuy nhiên thời gian thủy nhiệt 4 ngày cho tín hiệu huỳnh quang mạnh nhất Do đó trong những phần tiếp theo của luận văn chúng tôi sử dụng mẫu spinel được thủy nhiệt 4 ngày để nghiên cứu các tính chất quang khác của mẫu Sinh viên: Nguyễn Thành Trung Khóa : 2005 - 2009 Luận văn tốt nghiệp 33 Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp 7 4 ngay 3 ngay 2 ngay 5 F0- D3 395 20000000 18000000 14000000... Phổ huỳnh quang của ZnAl2O4 bằng phương pháp thủy nhiệt với số ngày thủy nhiệt khác nhau , λ = 395nm Thời gian thủy nhiệt ở 200oC Chưa ủ, VNaOH= 9ml 3.1.2.2 Ảnh hưởng của chế độ xử lý nhiệt đến tính chất quang của các mẫu ZnAl2O4:Eu3+ Khi nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ xử lý nhiệt đến tính chất quang của các mẫu ZnAl2O4:Eu3+, chúng tôi đã tiến hành đo phổ huỳnh quang và kích thích huỳnh quang của các... FL3-22 là hệ đo quang phổ có hai đơn sắc cách tử kép cho phép đo cả phổ huỳnh quang lẫn phổ kích thích huỳnh quang Độ phân giải của hệ là 0,2 nm Đèn Xenon Máy tính Đơn sắc 1 Mẫu Hệ điều khiển và xử lý tín hiệu Đơn sắc 2 Nhân quang điện Sinh viên: Nguyễn Thành Trung Luận văn tốt nghiệp Khóa : 2005 - 2009Hình 2.2 Sơ đồ khối của hệ đo FL3-22 27 Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp - Đơn sắc thứ... huỳnh quang) sau đó quét các bước sóng của đơn sắc đầu Như vậy phổ kích thích huỳnh quang là tín hiệu huỳnh quang ghi tại một vị trí bước sóng bức xạ ứng với đỉnh huỳnh quang khi quét bước sóng của đơn sắc kích thích Do đó vị trí Sinh viên: Nguyễn Thành Trung Khóa : 2005 - 2009 Luận văn tốt nghiệp 28 Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp các đỉnh cực đại của phổ kích thích cho ta biết tại vị... văn tốt nghiệp 31 Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp Từ kết quả đo giản đồ nhiễu xạ tia X, ta thấy khi nồng độ tạp Eu 3+ nhỏ (0,5% at) và thể tích NaOH phù hợp các mẫu chế tạo được đều đơn pha spinel ZnAl2O4 Tuy nhiên ta thấy cùng nồng độ nhỏ nhưng với thể tích NaOH là 8.5 ml thì mẫu chế tạo được ngoài pha spinel còn xuất hiện ZnO Như vậy thể tích NaOH có sự ảnh hưởng đến chất lượng mẫu Mặt... một chất kết tủa mầu trắng Sau khi lọc, rửa kết tủa bằng nước cất 2 lần và sấy khô ở 1000C, ta thu được bột ZnAl2O4:Eu 3+ Sinh viên: Nguyễn Thành Trung Khóa : 2005 - 2009 Luận văn tốt nghiệp 22 Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp Thay đổi thể tích NaOH, thời gian thuỷ nhiệt, nhiệt độ nung mẫu, nồng độ tạp Eu3+…ta sẽ thu được các mẫu có tính chất vật lý đặc biệt là cấu trúc tinh thể và tính chất. .. phát quang từ Sinh viên: Nguyễn Thành Trung Khóa : 2005 - 2009 Luận văn tốt nghiệp 11 Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp 5 các trạng thái D j của Eu3+, mức độ chuyển dời này phụ thuộc mạnh vào đối xứng vị trí của tinh thể gốc Trong khi đó các chuyển dời lưỡng cực từ f – f ít bị chịu ảnh hưởng của tính chất đối xứng do các chuyển dời này là được phép chẵn lẻ Quy tắc lọc lựa chọn trong trường . 2005 - 2009 6 Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp 1.1.1. Một số tính chất vật lý của spinel Spinel là vật liệu điện môi có. 2005 - 2009 3 Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp học của các mẫu tổng hợp được xác định qua các phép đo XRD, tính chất quang được xác định

Ngày đăng: 16/03/2013, 10:11

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1.1. a- Cấu hình bát diện, b- Cấu hình tứ diện - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 1.1. a- Cấu hình bát diện, b- Cấu hình tứ diện (Trang 4)
Hình 1.1. a - Cấu hình bát diện, b - Cấu hình tứ diện - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 1.1. a - Cấu hình bát diện, b - Cấu hình tứ diện (Trang 4)
Hình 1.2: Cấu trú cô mạng spinel thuận - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 1.2 Cấu trú cô mạng spinel thuận (Trang 6)
Hình 1.2: Cấu trúc ô mạng spinel thuận - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 1.2 Cấu trúc ô mạng spinel thuận (Trang 6)
Bảng 1. Các ion nguyên tố đất hiếm. - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Bảng 1. Các ion nguyên tố đất hiếm (Trang 10)
Hình 1.4. Năng lượng của các chuyển mức 4f → 5d và CTS của các ion đất hiếm - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 1.4. Năng lượng của các chuyển mức 4f → 5d và CTS của các ion đất hiếm (Trang 14)
Hình 1.5. Mô hình toạ độ cấu hình đối với Eu3+ trong Y2O2S [12 - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 1.5. Mô hình toạ độ cấu hình đối với Eu3+ trong Y2O2S [12 (Trang 14)
Hình 1.4. Năng lượng của các chuyển mức 4f → 5d và CTS của các ion đất hiếm - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 1.4. Năng lượng của các chuyển mức 4f → 5d và CTS của các ion đất hiếm (Trang 14)
Hình 1.5. Mô hình toạ độ cấu hình đối với Eu 3+  trong Y 2 O 2 S [12 - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 1.5. Mô hình toạ độ cấu hình đối với Eu 3+ trong Y 2 O 2 S [12 (Trang 14)
và chiếm ưu thế (hình 1.7) - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
v à chiếm ưu thế (hình 1.7) (Trang 21)
Hình 1.7. Phổ huỳnh quang của Eu 3+  từ các vị trí có cấu trúc đối xứng đảo - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 1.7. Phổ huỳnh quang của Eu 3+ từ các vị trí có cấu trúc đối xứng đảo (Trang 21)
Hình 2.1. Quy trình tổng hợp các mẫu bột ZnAl 2 O 4 : Eu 3+ - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 2.1. Quy trình tổng hợp các mẫu bột ZnAl 2 O 4 : Eu 3+ (Trang 24)
Hình 2.2: Qui trình tổng hợp bột spinel bằng phương pháp sol-gel - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 2.2 Qui trình tổng hợp bột spinel bằng phương pháp sol-gel (Trang 25)
Hình 2.2: Qui trình tổng hợp bột spinel bằng phương pháp sol-gel - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 2.2 Qui trình tổng hợp bột spinel bằng phương pháp sol-gel (Trang 25)
Hình 3.1: Phổ nhiễu xạ ti aX của spinel với các thể tích NaOH khác nhau Nhiệt độ nung mẫu là 900o C,  X= 0.005,   Thời gian thủy nhiệt là 4 ngày ở 200 o C - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 3.1 Phổ nhiễu xạ ti aX của spinel với các thể tích NaOH khác nhau Nhiệt độ nung mẫu là 900o C, X= 0.005, Thời gian thủy nhiệt là 4 ngày ở 200 o C (Trang 30)
Hình 3.1: Phổ nhiễu xạ tia X của spinel với các thể tích NaOH khác nhau Nhiệt độ nung mẫu là 900 o C,  X= 0.005,   Thời gian thủy nhiệt là 4 ngày ở 200 o C - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 3.1 Phổ nhiễu xạ tia X của spinel với các thể tích NaOH khác nhau Nhiệt độ nung mẫu là 900 o C, X= 0.005, Thời gian thủy nhiệt là 4 ngày ở 200 o C (Trang 30)
Hình 3.2: Phổ nhiễu xạ ti aX của spinel bằng phương pháp thủy nhiệt với các nồng độ khác nhau, Thời gian thủy nhiệt 4 ngày ở 200oC,  Nhiệt độ nung mẫu là 900oC  - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 3.2 Phổ nhiễu xạ ti aX của spinel bằng phương pháp thủy nhiệt với các nồng độ khác nhau, Thời gian thủy nhiệt 4 ngày ở 200oC, Nhiệt độ nung mẫu là 900oC (Trang 31)
Hình 3.2: Phổ nhiễu xạ ti aX của spinel bằng phương pháp thủy nhiệt với các nhiệt độ khác nhau, Thời gian thủy nhiệt 4 ngày ở 200oC - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 3.2 Phổ nhiễu xạ ti aX của spinel bằng phương pháp thủy nhiệt với các nhiệt độ khác nhau, Thời gian thủy nhiệt 4 ngày ở 200oC (Trang 31)
Hình 3.2: Phổ nhiễu xạ tia X của spinel bằng phương pháp thủy nhiệt với các nhiệt độ khác  nhau, Thời gian thủy nhiệt 4 ngày ở 200 o C - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 3.2 Phổ nhiễu xạ tia X của spinel bằng phương pháp thủy nhiệt với các nhiệt độ khác nhau, Thời gian thủy nhiệt 4 ngày ở 200 o C (Trang 31)
Hình 3.3: Phổ kích thích huỳnh quang của ZnAl 2 O 4  bằng phương pháp thủy nhiệt với số  ngày thủy nhiệt khác nhau ,  λ = 615nm - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 3.3 Phổ kích thích huỳnh quang của ZnAl 2 O 4 bằng phương pháp thủy nhiệt với số ngày thủy nhiệt khác nhau , λ = 615nm (Trang 34)
Hình 3.4: Phổ huỳnh quang của ZnAl2O4 bằng phương pháp thủy nhiệt với số ngày thủy nhiệt khác nhau ,  λ=395nm - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 3.4 Phổ huỳnh quang của ZnAl2O4 bằng phương pháp thủy nhiệt với số ngày thủy nhiệt khác nhau , λ=395nm (Trang 35)
Hình 3.4: Phổ huỳnh quang của ZnAl 2 O 4  bằng phương pháp thủy nhiệt với số ngày thủy  nhiệt khác nhau ,  λ = 395nm - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 3.4 Phổ huỳnh quang của ZnAl 2 O 4 bằng phương pháp thủy nhiệt với số ngày thủy nhiệt khác nhau , λ = 395nm (Trang 35)
Hình 3.5: Phổ kích thích huỳnh quang của mẫu spinel bằng phương pháp thủy nhiệt với các nhiệt độ ủ mẫu khác nhau - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 3.5 Phổ kích thích huỳnh quang của mẫu spinel bằng phương pháp thủy nhiệt với các nhiệt độ ủ mẫu khác nhau (Trang 36)
Hình 3.5: Phổ kích thích huỳnh quang của mẫu spinel bằng phương pháp thủy nhiệt với các  nhiệt độ ủ mẫu khác nhau - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 3.5 Phổ kích thích huỳnh quang của mẫu spinel bằng phương pháp thủy nhiệt với các nhiệt độ ủ mẫu khác nhau (Trang 36)
Hình 3.6: Phổ huỳnh quang của spinel bằng phương pháp thủy nhiệt với các nhiệt độ ử mẫu khác nhau - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 3.6 Phổ huỳnh quang của spinel bằng phương pháp thủy nhiệt với các nhiệt độ ử mẫu khác nhau (Trang 37)
Hình 3.6: Phổ huỳnh quang của spinel bằng phương pháp thủy nhiệt với các nhiệt  độ ử mẫu khác nhau - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 3.6 Phổ huỳnh quang của spinel bằng phương pháp thủy nhiệt với các nhiệt độ ử mẫu khác nhau (Trang 37)
Hình 3.7: Phổ kích thích huynh quang của ZnAl2O4 bằng phương pháp thủy nhiệt với các nồng độ khác nhau ,  λ=615nm - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 3.7 Phổ kích thích huynh quang của ZnAl2O4 bằng phương pháp thủy nhiệt với các nồng độ khác nhau , λ=615nm (Trang 39)
Hình 3.7: Phổ kích thích huynh quang của ZnAl 2 O 4  bằng phương pháp thủy nhiệt với các  nồng độ khác nhau ,  λ = 615nm - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 3.7 Phổ kích thích huynh quang của ZnAl 2 O 4 bằng phương pháp thủy nhiệt với các nồng độ khác nhau , λ = 615nm (Trang 39)
Hình 3.8: Phổ huỳnh quang của ZnAl2O4 bằng phương pháp thủy nhiệt với các nồng độ khác nhau , λ=465nm - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 3.8 Phổ huỳnh quang của ZnAl2O4 bằng phương pháp thủy nhiệt với các nồng độ khác nhau , λ=465nm (Trang 40)
Hình 3.8: Phổ huỳnh quang của ZnAl 2 O 4  bằng phương pháp thủy nhiệt với các nồng độ  khác nhau ,  λ = 465nm - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 3.8 Phổ huỳnh quang của ZnAl 2 O 4 bằng phương pháp thủy nhiệt với các nồng độ khác nhau , λ = 465nm (Trang 40)
Hình 3.9: Phổ kích thích huỳnh quang của ZnAl2O4 bằng phương pháp thủy nhiệt với các nồng độ khác nhau ,  λ =615nm - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 3.9 Phổ kích thích huỳnh quang của ZnAl2O4 bằng phương pháp thủy nhiệt với các nồng độ khác nhau , λ =615nm (Trang 41)
Hình 3.9: Phổ kích thích huỳnh quang của ZnAl 2 O 4  bằng phương pháp thủy nhiệt với các  nồng độ khác nhau ,  λ = 615nm - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 3.9 Phổ kích thích huỳnh quang của ZnAl 2 O 4 bằng phương pháp thủy nhiệt với các nồng độ khác nhau , λ = 615nm (Trang 41)
Hình 4.0: Phổ huỳnh quang của ZnAl2O4 bằng phương pháp thủy nhiệt với các nồng độ khác nhau ,  λ=465nm - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 4.0 Phổ huỳnh quang của ZnAl2O4 bằng phương pháp thủy nhiệt với các nồng độ khác nhau , λ=465nm (Trang 42)
Hình 4.1. Phổ nhiễu xạ ti aX của spinel bằng phương pháp sol-ge với nhiệt độ ủ khác nhaul , x= 0.005, Tu= 950oC - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 4.1. Phổ nhiễu xạ ti aX của spinel bằng phương pháp sol-ge với nhiệt độ ủ khác nhaul , x= 0.005, Tu= 950oC (Trang 44)
Hình 4.1. Phổ nhiễu xạ ti aX của spinel bằng phương pháp sol-ge với nồng độ khác nhau, x= 0.005, T u= 950oC - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 4.1. Phổ nhiễu xạ ti aX của spinel bằng phương pháp sol-ge với nồng độ khác nhau, x= 0.005, T u= 950oC (Trang 44)
Hình 4.1. Phổ nhiễu xạ tia X của spinel bằng phương pháp sol-ge với nồng độ khác nhau ,  x= 0.005, T u = 950 o C - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 4.1. Phổ nhiễu xạ tia X của spinel bằng phương pháp sol-ge với nồng độ khác nhau , x= 0.005, T u = 950 o C (Trang 44)
Hình 4.1. Phổ nhiễu xạ tia X của spinel bằng phương pháp sol-ge với nhiệt độ ủ khác  nhaul , x= 0.005, T u = 950 o C - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 4.1. Phổ nhiễu xạ tia X của spinel bằng phương pháp sol-ge với nhiệt độ ủ khác nhaul , x= 0.005, T u = 950 o C (Trang 44)
Hình 4.3: Phổ kích thích huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với nồng độ tạp khác nhau - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 4.3 Phổ kích thích huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với nồng độ tạp khác nhau (Trang 46)
Hình 4.3: Phổ kích thích huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với nồng độ  tạp khác nhau - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 4.3 Phổ kích thích huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với nồng độ tạp khác nhau (Trang 46)
Hình 4.4: Phổ huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với nồng độ tạp khác nhau,    Tu= 950oC, λ =394nm - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 4.4 Phổ huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với nồng độ tạp khác nhau, Tu= 950oC, λ =394nm (Trang 47)
Hình 4.5: Phổ huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với nồng độ tạp khác nhau,    Tu= 950oC,  λ =464nm - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 4.5 Phổ huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với nồng độ tạp khác nhau, Tu= 950oC, λ =464nm (Trang 47)
Hình 4.4: Phổ huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với nồng độ tạp khác  nhau,    T u = 950 o C,  λ = 394nm - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 4.4 Phổ huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với nồng độ tạp khác nhau, T u = 950 o C, λ = 394nm (Trang 47)
Hình 4.6: Phổ huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với nồng độ tạp khác nhau,      Tu= 950oC,  λ=462nm - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 4.6 Phổ huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với nồng độ tạp khác nhau, Tu= 950oC, λ=462nm (Trang 49)
Hình 4.7: Phổ kích thích huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với bước sóng khác nhau ,    Tu= 950oC,  x= 0.05 - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 4.7 Phổ kích thích huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với bước sóng khác nhau , Tu= 950oC, x= 0.05 (Trang 50)
Hình 4.8: Phổ kích thích huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với bước sóng khác nhau,  T u= 950oC,  x= 0.25 - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 4.8 Phổ kích thích huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với bước sóng khác nhau, T u= 950oC, x= 0.25 (Trang 50)
Hình 4.7: Phổ kích thích huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với bước  sóng  khác nhau ,    T u = 950 o C,  x= 0.05 - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 4.7 Phổ kích thích huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với bước sóng khác nhau , T u = 950 o C, x= 0.05 (Trang 50)
Hình 4.8: Phổ kích thích huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với bước  sóng  khác nhau,  T u = 950 o C,  x= 0.25 - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 4.8 Phổ kích thích huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với bước sóng khác nhau, T u = 950 o C, x= 0.25 (Trang 50)
Hình 4.9: Phổ huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với nhiệt độ ử mẫu khác nhau  ,Tu= 950oC,  x= 0.005 - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 4.9 Phổ huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với nhiệt độ ử mẫu khác nhau ,Tu= 950oC, x= 0.005 (Trang 51)
Hình 4.9: Phổ huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với nhiệt độ ử mẫu khác nhau , Tu= 950oC,  x= 0.005 - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 4.9 Phổ huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với nhiệt độ ử mẫu khác nhau , Tu= 950oC, x= 0.005 (Trang 51)
Hình 4.9: Phổ  huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với nhiệt độ ử  mẫu khác nhau   , T u = 950 o C,  x= 0.005 - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 4.9 Phổ huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với nhiệt độ ử mẫu khác nhau , T u = 950 o C, x= 0.005 (Trang 51)
Hình 4.9: Phổ  huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với nhiệt độ ử  mẫu khác nhau  ,  T u = 950 o C,  x= 0.005 - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 4.9 Phổ huỳnh quang của spinel bằng phương pháp sol –gel với nhiệt độ ử mẫu khác nhau , T u = 950 o C, x= 0.005 (Trang 51)
Hình 5.0: Phổ nhiễu xạ ti aX của spinel vơi 2 phương pháp khác nhau, T u= 950oC, x= 0.005 - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 5.0 Phổ nhiễu xạ ti aX của spinel vơi 2 phương pháp khác nhau, T u= 950oC, x= 0.005 (Trang 52)
Hình 5.0: Phổ nhiễu xạ tia X của spinel vơi 2 phương pháp khác nhau,  T u = 950 o C, x= 0.005 - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 5.0 Phổ nhiễu xạ tia X của spinel vơi 2 phương pháp khác nhau, T u = 950 o C, x= 0.005 (Trang 52)
Hình 5.1: Phổ kích thích huỳnh quang của spinel bằng 2 phương pháp khác nhau - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 5.1 Phổ kích thích huỳnh quang của spinel bằng 2 phương pháp khác nhau (Trang 53)
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý mẫu tới khoảng cách d hkl  và hằng số mạng  của các mẫu ZnAl 2 O 4 :Eu 3+  (0,5% at) - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý mẫu tới khoảng cách d hkl và hằng số mạng của các mẫu ZnAl 2 O 4 :Eu 3+ (0,5% at) (Trang 53)
Hình 5.2: Phổ huỳnh quang của spinel bằng 2 phương pháp khác nhau - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 5.2 Phổ huỳnh quang của spinel bằng 2 phương pháp khác nhau (Trang 54)
Hình 5.2: Phổ  huỳnh quang của spinel bằng 2 phương pháp khác nhau - Nghiên cứu tính chất quang của spinel pha tạp
Hình 5.2 Phổ huỳnh quang của spinel bằng 2 phương pháp khác nhau (Trang 54)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w