chế tạo và nghiên cứu tính chất quang phổ của zn2sio4 mn2

MỞ ĐẦU Nóng lên toàn cầu và sự khan hiếm nhiên liệu trên toàn thế giới đã đặt ra những thách thức lớn trong tiêu thụ và sản xuất năng lượng. Nghiên cứu khoa học vật liệu sẽ phần nào giải quyết những thách thức đó. Sự phát minh ra bóng đèn chiếu sáng của Joseph Swan (người Anh) và Thomas Edison (người Mỹ) năm 1879, đã tạo tiền đề cho một cuộc cách mạng "ánh sáng". Sau đó, hàng loạt thiết bị chiếu sáng được ra đời: đèn halogen (1882), đèn LED (1927) v.v Không thể phủ nhận tầm quan trọng của của các vật liệu phát quang trong các ứng dụng chiếu sáng, đo liều phóng xạ, hiện thị v.v [8]. Điều này làm dấy lên mối quan tâm nghiên cứu về các nhóm vật liệu mới, với các phương pháp thực nghiệm khác nhau để tạo ra các nhóm vật liệu phát quang có hiệu suất cao, ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật và đời sống. Trong những năm gần đây một số các báo cáo, công trình nghiên cứu liên quan đến quá trình chế tạo và tính chất quang của Mn 2+ pha tạp các nền khác nhau như: BaAl 12 O 19 , SrAl 12 O 19 , (Ce, Tb) MgAl 11 O 19 , CaAl 2 O 4 , Ca 2 Al 2 SiO 7 , MgSiO 3 , Zn 2 SiO 4 , ZnS, CdS v.v [17]. Silicate kẽm là vật liệu nền lý tưởng cho các ion đất hiếm và ion kim loại chuyển tiếp để tạo ra các dải phổ khác nhau: Blue (Ce 3+ ), green (Tb 3+ , Mn 2+ ) và red (Eu 3+ , Sm 3+ ) kéo dài từ vùng tử ngoại tới khả kiến [24]. Ứng dụng quan trọng của các vật liệu nền silicate là tạo ra các bức xạ cơ bản trong các loại đèn huỳnh quang ba màu và LED ba màu. Nguyên tắc của đèn huỳnh quang ba màu là sự tổ hợp các vật liệu phát quang có màu bức xạ: đỏ (red), xanh lá cây (green), và màu xanh (blue). Trong đó, Zn 2 SiO 4 : Mn 2+ được biết đến như một vật liệu tạo ra bức xạ màu xanh lá cây có cực đại ứng với bước sóng vào khoảng 525 nm, do sự chuyển dời trạng thái năng lượng 4 T 1 - 6 A 1 ( 6 S) của ion Mn 2+ . Vật liệu này hiện là một trong ba thành phần chính cho công nghệ đèn ba màu. Ngoài ra, nó còn ứng dụng trong việc sản xuất các thiết bị 1 hiển thị tiên tiến, tiết kiệm năng lượng như: màn hình LCD, màn hình hiển thị plasma (PDPs), màn hình phát xạ trường (EL). Bên cạnh đó nó được dùng như một chất phụ gia có thể làm thay đổi màu sắc, hoặc chất chống ăn mòn, không trơn trượt trong sơn hoặc gạch men v.v [14], [19], [23]. Đây là loại vật liệu có độ chói cao, độ tinh khiết về màu sắc và độ bền hóa học cao v.v Với những ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực chiếu sáng và hiển thị, vật liệu Zn 2 SiO 4 : Mn 2+ nhận được nhiều quan tâm lớn của đông đảo các nhà khoa học trên thế giới. Bên cạnh việc pha tạp ảnh hưởng đến sự hình thành các tâm bức xạ và các bẫy dẫn đến sự thay đổi hiệu suất phát quang và sự dịch chuyển cực đại phổ bức xạ thì công nghệ chế tạo cũng ảnh hưởng không nhỏ đến quá trình phát quang. Nhiều báo cáo khoa học nghiên cứu và nhóm vật liệu này được công bố với nhiều kết quả quan trọng về nghiên cứu công nghệ, tính chất quang của vật liệu Zn 2 SiO 4 : Mn 2+ sử dụng các phương pháp: phản ứng pha rắn, sol - gel, phương pháp nổ, thủy nhiệt, v.v [23]. Tuy nhiên, phương pháp phản ứng pha rắn vẫn giành được nhiều sự quan tâm nghiên cứu hơn cả bởi vì quy trình chế tạo đơn giản, độ lặp lại khá cao, vật liệu ban đầu dễ tìm, rẻ tiền, nhiệt độ nung của hệ vật liệu này không quá cao (trên 900 0 C) phù phợp với điều kiện phòng thí nghiệm hiện có. Xuất phát từ những tìm hiểu trên về nhóm vật liệu này, chúng tôi chọn đề tài : “Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang phổ của Zn 2 SiO 4 : Mn 2+ ”. Nội dung luận văn ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, gồm có ba chương: Chương 1. Tổng quan lý thuyết: Khái quát về hiện tượng phát quang, nhiệt phát quang. Một số đặc điểm của vật liệu Zn 2 SiO 4 , ion kim loại chuyển tiếp và ảnh hưởng của chúng. 2 Chương 2. Thực nghiệm: Trình bày quy trình chế tạo vật liệu và các phương pháp nghiên cứu cấu trúc và tính chất quang của vật liệu Chương 3. Kết quả và thảo luận: Trình bày các kết quả khảo sát về ảnh hưởng của hàm lượng chất chảy B 2 O 3 , nhiệt độ và nồng độ tạp Mn 2+ đến cấu trúc và tính chất quang của vật liệu. Các nghiên cứu trong luận văn này chủ yếu được thực hiện tại Phòng thí nghiệm bộ môn Vật lý Chất rắn, Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Huế. Ngoài ra, một số kết quả đo như nhiễu xạ tia X, ảnh SEM, phổ kích thích, đường cong nhiệt phát quang tích phân được thực hiện tại Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, Đại học Duy Tân - Đà Nẵng. 3 Chương 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Hiện tượng phát quang và nhiệt phát quang 1.1.1 Hiện tượng phát quang Một số vật chất khi nhận được năng lượng kích thích từ bên ngoài sẽ dịch chuyển phân tử, nguyên tử từ trạng thái cân cơ bản (trạng thái cân bằng nhiệt động) lên trạng thái kích thích (không cân bằng nhiệt động). Khi ngừng kích thích, các nguyên tử, phân tử này dịch chuyển về trạng thái cơ bản và bức xạ trở lại, bức xạ này có thể là ánh sáng hồng ngoại, khả kiến hoặc tử ngoại, phụ thuộc bản chất của vật liệu. Ví dụ khi chiếu tia tử ngoại vào vật liệu ZnS pha tạp Co hoặc Cu với hàm lượng rất nhỏ, vật liệu sẽ phát ra ánh sáng màu xanh lục. Hay đối với những vật liệu gần đây như SrAl 2 O 4 : Eu 2+ , Dy 3+ khi nhận được bức xạ kích thích (ánh sáng mặt trời, tia tử ngoại) sẽ phát ra bức xạ màu xanh (green) và kéo dài hàng giờ sau khi ngừng kích thích. Những hiện tượng này được gọi là hiện tượng phát quang và vật liệu này gọi là vật liệu phát quang. Vậy ta có thể hiểu hiện tượng phát quang là hiện tượng khi cung cấp năng lượng cho vật chất, một phần năng lượng ấy có thể được vật chất hấp thụ và tái phát xạ với bức xạ có bước sóng đặc trưng cho vật chất mà không phải là của nguồn cung cấp. Hiện tượng phát quang được phân loại dựa trên các tiêu chí khác nhau như: thời gian bức xạ kéo dài, đặc điểm của nguồn năng lượng kích thích, tính chất động học của quá trình phát quang… Dựa vào thời gian bức xạ kéo dài, hay còn gọi là thời gian sống τ , hiện tượng phát quang được chia thành huỳnh quang và lân quang. 4 Dựa vào đặc điểm năng lượng kích thích, hiện tượng phát còn được chia thành các dạng: Quang phát quang, catốt phát quang, điện phát quang, hóa phát quang,… 1.1.2 Hiện tượng quang phát quang Hiện tượng quang phát quang (PL) là hiện tượng phát ra bức xạ photon khi vật liệu nhận được ánh sáng kích thích trực tiếp. Khi vật liệu hấp thụ năng lượng dưới dạng bức xạ ánh sáng, các điện tử chuyển từ trạng thái cơ bản (trạng thái cân bằng động học) lên trạng thái kích thích (trạng thái không cân bằng động học), sau đó chuyển về trạng thái cơ bản và phát ra bức xạ có bước sóng dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích. Để giải thích hiện tượng phát quang, người ta dựa vào lý thuyết vùng năng lượng. Trong tinh thể không tinh khiết, do tồn tại các sai hỏng mạng hoặc các khuyết tật mạng do pha tạp mà tính tuần hoàn của mạng tinh thể bị vi phạm, dẫn đến sự xuất hiện các mức năng lượng định xứ trong vùng cấm. Các mức năng lượng định xứ này có thể được chia thành: - Tâm tái hợp bức xạ (tâm phát quang): là các mức năng lượng định xứ mà tại đó xác suất bắt điện tử và lỗ trống bằng nhau và hình thành bức xạ phát quang. - Mức Donor: là các mức năng lượng nằm ở nửa phía trên vùng cấm, trên mức Fermi được lấp đầy điện tử và có khả năng cho điện tử. - Bẫy điện tử: là các mức năng lượng nằm ở nửa phía trên vùng cấm, trên mức Fermi và chúng có khả năng bắt điện tử. - Mức Aceptor: là các mức năng lượng nằm ở nửa phía dưới vùng cấm, dưới mức Fermi và chúng được lấp đầy lỗ trống và có khả năng nhận điện tử. 5 - Bẫy lỗ trống: là các mức năng lượng nằm ở nửa phía dưới vùng cấm, dưới mức Fermi và chúng có khả năng bắt lỗ trống. Việc hình thành các mức năng lượng định xứ này trong vùng cấm chính là nguyên nhân dẫn đến các chuyển dời quang học hình thành các bức xạ phát quang (photon) và cũng là cơ sở để giải thích cơ chế phát quang. 1.1.3 Hiện tượng nhiệt phát quang • Khái niệm Hiện tượng nhiệt phát quang (Thermoluminescence - TL) là hiện tượng các chất điện môi hay bán dẫn phát ra bức xạ khi được nung nóng sau khi được chiếu xạ ở nhiệt độ thấp (thường là nhiệt độ phòng) bởi các bức xạ ion hóa (UV, tia X, tia gamma,…). Đặc điểm của hiện tượng nhiệt phát quang là: - Các vật liệu nhiệt phát quang phải là các vật liệu điện môi hay bán dẫn. Đây là các vật liệu mà trong cấu trúc vùng năng lượng có tồn tại vùng năng lượng cấm. - Trước khi nung nóng vật liệu thì vật liệu này phải được chiếu xạ bởi bức xạ ion hóa. - Sự phát quang chỉ xảy ra khi nung nóng vật liệu. - Sau mỗi lần nung nóng, vật liệu không thể tái phát ra bức xạ nhiệt phát quang bằng cách làm lạnh mẫu rồi nung nóng. Để tái xuất hiện bức xạ nhiệt phát quang, vật liệu phải được chiếu bức xạ ion hóa ở nhiệt độ thấp sau đó mới nung nóng mẫu. • Các phương pháp phân tích động học nhiệt phát quang 6 Phương pháp có ý nghĩa là giả thiết trên cơ sở của mẫu bậc động học tổng quát và bậc trộn để tìm các thông số E, s, b có thể mô tả tốt nhất các đỉnh TL thực nghiệm. Có nhiều phương pháp để phân tích các thông số động học TL từ các số liệu đường cong phát quang tích phân thu được bằng các kỹ thuật thực nghiệm. Tuy nhiên trong phần này, chỉ giới thiệu một số phương pháp mà chúng tôi sử dụng để tính toán năng lượng kích hoạt của hệ vật liệu Zn 2 SiO 4 : Mn 2+ ở chương 3. a. Phương pháp vùng tăng ban đầu Từ các phương trình cơ bản của nhiệt phát quang, có thể thấy, nếu nhiệt độ nung nóng mẫu đủ thấp để n gần như không đổi thì phần tăng ban đầu của đường cong TL phụ thuộc vào nhiệt độ theo hàm mũ: )/exp(.)( kTEconstTI −= (1.1) Như vậy, nếu nhiệt độ nung nóng mẫu thích hợp sao cho n gần như không đổi thì )(TfI = và biểu thức (1.1) không phụ thuộc vào bậc động học. Rõ ràng, nếu vẽ đồ thị Ln(I) theo 1/T thì trên vùng tăng ban đầu này ta sẽ thu được đường thẳng với hệ số góc -E/k. Từ đó tính được năng lượng kích hoạt E nên ta gọi phương pháp này là vùng tăng ban đầu (Garlick và Gibson 1948). Kivit và Hagebeuk (1977) đã tìm được nhiệt độ tối ưu của phương pháp này tương ứng với cường độ TL trong khoảng từ 10% đến 15% cường độ cực đại. Ta thấy phương pháp vùng tăng ban đầu chỉ có thể sử dụng được khi đỉnh đường cong được xác định và các đỉnh đó phải được tách ra một cách rõ ràng. Nhưng trong thực tế, đường cong TL thường gồm nhiều đỉnh che phủ. Vì vậy, để có thể áp dụng phương pháp này ta phải tách các đỉnh. b. Phương pháp dạng đỉnh (R. Chen) Các phương pháp dựa vào dạng đỉnh TL sử dụng 2 hoặc 3 điểm trên đường cong chỉ ra trên hình 1.1, trong đó T m : nhiệt độ ở cường độ cực đại, T 1 7 và T 2 : nhiệt độ ở nửa cường độ cực đại ở phía nhiệt độ thấp và cao, tương ứng. Tuy nhiên, vì dạng đỉnh ảnh hưởng mạnh bởi bậc động học nên các phương pháp phụ thuộc vào bậc động học. Reuven Chen đã phân tích phương pháp này như sau: Có 3 phương trình cho mỗi đỉnh bậc một hoặc bậc hai liên hệ độ sâu bẫy với độ rộng toàn phần của đỉnh ở nửa độ cao ( 12 TT −= ω ), nửa độ rộng ở phía nhiệt độ thấp ( 1 TT m −= τ ), hoặc ở phía nhiệt độ cao ( m TT −= 2 δ ). Công thức tổng quát của E là: ( ) ( ) mm kTbkTcE 2/ 2 γγ γ −= (1.2) trong đó: γ là δτω ,, ; γγ bc , là hằng số. Shenker và R. Chen, Kivits và Hagebeuk kiểm tra độ chính xác của các phương pháp này đã kết luận giá trị E tính được sai lệch 5% giá trị thực. Tuy nhiên, do chủ yếu dựa vào hai hoặc ba điểm trên đường cong thực nghiệm nên với bất kỳ sai số nhỏ cũng không tránh sai số lớn trong việc tính độ sâu của bẫy. 8 ω τ δ T 1 T m T 2 I m I m /2 Hình 1.1: Các thông số tính năng lượng kích hoạt trong phương pháp dạng hình học của R. Chen. Ngoài hai phương pháp đã trình bày trên đây thì còn có nhiều phương pháp để xác định các thông số động học TL như: phương pháp toàn bộ đỉnh, phương pháp vị trí đỉnh, tốc độ nhiệt v.v 1.2 Đặc điểm của các ion kim loại chuyển tiếp 1.2.1 Các ion kim loại chuyển tiếp Kim loại chuyển tiếp là 40 nguyên tố hóa học có số nguyên tử từ 21 đến 30, 39 đến 48, 57 đến 80 và 89 đến 112, nằm xen giữa các nguyên tố s và các nguyên tố p trong các chu kỳ tương ứng (từ chu kỳ 4 đến chu kỳ 7). Các nguyên tố chuyển tiếp đều có những đặc trưng sau: 1. Tất cả chúng đều là kim loại. 2. Trừ một số kim loại qu ý tương đối trơ hóa hoạc, đa số các nguyên tố chuyển tiếp có độ dương điện cao, nghĩa là có thế điện cực tương đối thấp (âm). 3. Trừ một số ngoại lệ, hầu hết các nguyên tố chuyển tiếp thể hiện nhiều mức oxi hóa khác nhau. 4. Một số lớn các hợp chất của các nguyên tố chuyển tiếp có tính thuận từ. 5. Nhiều hợp chất của các nguyên tố chuyển tiếp có màu, nghĩa là có phổ hấp thụ electron. 6. Các kim loại chuyển tiếp có khả năng tạo thành phức chất. Người ta gọi các nguyên tố như vậy là nguyên tố kim loại chuyển tiếp là do vị trí của chúng trong bảng tuần hoàn vì tại đó bắt đầu sự chuyển tiếp do có thêm điện tử trong quỹ đạo nguyên tử của lớp d. Nếu định nghĩa một cách chặt chẽ hơn thì kim loại chuyển tiếp là những 9 nguyên tố tạo thành có ít nhất là một điện tử ở quỹ đạo d được lấp đầy một phần, tức là các nguyên tố khối d ngoại trừ scandi và kẽm. Thông thường các quỹ đạo lớp trong được điền đầy trước các quỹ đạo lớp ngoài. Vì điện tử trong nguyên tử bao giờ cũng có khuynh hướng lấp đầy các trạng thái có năng lượng thấp nhất nên các quỹ đạo s được điền đầy trước. Các trường hợp ngoại lệ là crôm và đồng, chỉ có 1 điện tử ở quỹ đạo ngoài cùng, nguyên nhân là do điện tử đẩy nhau, chia các điện tử ra trong quỹ đạo s và quỹ đạo d để dẫn đến trạng thái năng lượng thấp hơn là điền 2 điện tử vào quỹ đạo ngoài cùng ở các nguyên tử này. Không phải tất cả các nguyên tố khối d đều là kim loại chuyển tiếp. Scandi và kẽm không đáp ứng được định nghĩa phía trên, scandi (Sc) với cấu hình electron [Ar] 4s 2 3d 1 , do có 1 điện tử ở lớp d và 2 điện tử trên quỹ đạo 2 nên tất nhiên là ion này cũng không thể có quỹ đạo “được điền đầy một phần”. Ở kẽm cũng tương tự như vậy Zn có cấu hình [Ar] 4s 2 3d 10 , dù ở dạng nguyên tử tự do hay ion Zn 2+ thì phân lớp của nó đều được xếp đầy electron (d 10 ), do đó nó không thể hiện những tính chất đặc trưng của một nguyên tố chuyển tiếp. Các ion kim loại chuyển tiếp có lớp d chưa lấp đầy, có nghĩa là cấu hình điện tử của nó là d n (0 < n < 10). Các mức năng lượng từ một cấu hình như thế được tính toán bởi Tanabe và Sugano bằng cách xác định tương tác tương hỗ giữa các điện tử lớp d cũng như trường tinh thể vào việc tính toán. 1.2.2 Giản đồ Tanabe - Sugano Trường tinh thể và cấu hình điện tử có tác động tương hỗ lên các mức năng lượng 3d của các ion kim loại chuyển tiếp cỡ khoảng 104cm -1 . Tanabe và Sugano đã tính toán các yếu tố ảnh hưởng lên cấu hình điện tử của các nhóm từ d 2 đến d 8 trong trường tinh thể bát diện thông qua giản đồ được gọi là giản 10 [...]... phổ phát quang Một trong những tính chất quang của vật liệu đó là tính chất phát quang thể hiện qua phổ phát quang của vật liệu Phổ phát quang của các mẫu chế tạo được chúng tôi tiến hành khảo tại phòng thí nghiệm Vật lí Chất rắn, Trường Đại học Khoa học Huế Phổ phát quang biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ bức xạ huỳnh quang IPL theo bước sóng ứng với một bức xạ kích thích xác định Thông thường phổ. .. nhiệt 27 độ tạo pha tương đối thấp, công nghệ chế tạo đơn giản, phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm Vật liệu Zn2SiO4: Mn2+ được chế tạo xuất phát từ các oxit kim loại: ZnO, SiO, MnO2, và một lượng B2O3 thêm vào Theo một số nghiên cứu thì việc thêm một lượng chất chảy vào phối liệu là không thể thiếu trong quá trình chế tạo vật liệu silicat Chất chảy thường được sử dụng là các hợp chất của các ion... ống tia cathode và đèn huỳnh quang, đèn ba màu Chất phát quang này có một số lợi thế như có độ chói cao, phát quang mạnh, độ bền và độ ổn định hóa học cao, thời gian sống dài [5] Hình 1.7 Cấu trúc không gian của tinh thể willemite ( α - Zn2SiO4) Các nghiên cứu về cấu trúc và tính chất quang của vật liệu Zn2SiO4 đã được tiến hành một cách chi tiết và hệ thống Tinh thể wilemite ( α - Zn2SiO4) thuộc loại... Vật liệu phát quang Zn2SiO4: Mn2+ được chế tạo bằng phương pháp phản ứng pha rắn Trong phương pháp này, có nhiều thông số công nghệ chế tạo như: nhiệt độ nung, hàm lượng chất chảy B2O3, thời gian nung, v.v tác động lớn đến cấu trúc cũng như tính chất quang của vật liệu thu được Bên cạnh đó, sự thay đổi nồng độ Mn 2+ cũng làm thay đổi tính chất quang của mẫu Trong luận văn này, các nghiên cứu được tiến... ảnh hưởng của nhiệt độ nung, hàm lượng chất chảy B 2O3 thêm vào và khảo sát nồng độ pha tạp nhằm tìm ra nồng độ ion Mn2+ tối ưu đối với hệ vật liệu này 3.1 Khảo sát công nghệ chế tạo 3.1.1 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chất chảy B 2O3 lên cấu trúc và tính chất quang của vật liệu Chế tạo vật liệu phát quang bằng phương pháp phản ứng pha rắn thường đòi hỏi nhiệt độ nung khá cao Việc pha thêm chất chảy... đồ XRD của mẫu Zn2SiO4: Mn2+ với B2O3 là 3 % wt 70 36 Zn2SiO4 SiO2 C êng ®é (Cps) 3 %B2O3 1 %B2O3 0 %B2O3 20 30 40 50 60 70 2θ (®é) Hình 3.4: Giản đồ XRD tổng hợp của các mẫu Zn2SiO4 : Mn2+ với hàm lượng chất chảy B2O3 khác nhau 3.1.1.2 Khảo sát phổ phát quang Sau khi khảo sát cấu trúc pha, vật liệu sẽ được khảo sát tính chất quang thông qua phổ phát quang PL Hình 3.5 biểu diễn phổ phát quang của vật... độ nung khá cao Việc pha thêm chất chảy B 2O3 vào hợp thức nhằm hạ nhiệt độ tạo pha của vật liệu Vì vậy, việc khảo sát hàm lượng B 2O3 nhằm tìm được hàm lượng chất chảy tối ưu để chế tạo hệ vật liệu này Để khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chất chảy B 2O3 lên cấu trúc và tính chất quang của vật liệu Zn2SiO4: Mn2+ , chúng tôi đã chọn hệ mẫu Zn2SiO4: (7 %mol) Mn2+ (kí hiệu: ZSO) với hàm lượng B 2O3 thay... Một số hình ảnh của sản phẩm trong quá trình chế tạo 2.3 Các phép đo thực nghiệm Chúng tôi đã thực hiện một số phép đo nhằm khảo sát cấu trúc và tính chất phát quang của vật liệu Zn2SiO4: Mn2+ đã chế tạo 29 2.3.1 Phép đo nhiễu xạ tia X Một trong các phương pháp nghiên cứu cấu trúc vật liệu hữu hiệu và hiện đại được sử dụng phổ biến nhất hiện nay là phương pháp nhiễu xạ tia X Nguyên lý của phương pháp... nm và 562.8 nm ở nhiệt độ thấp Điều này được gán cho một Mn 2+ ( τ = 1.65ms ) và cặp Mn2+ - Mn2+ ( τ = 0.33ms ) Trong vật liệu này, phổ phát quang dịch về phía sóng dài và thời gian suy giảm phát quang của Mn2+ tăng Điều này cũng được quan sát thấy trong các mạng nền như Zn2SiO4, MgGd2O4, ZnAl2O4, CdSiO3 và ZnF2 Hầu hết các hiệu ứng trên được coi là do tương tác Mn - Mn [22] Hình 1.6 Phổ phát quang của. .. (trong trường hợp của Cr 3+ và Mn4+) hoặc năm điện tử (Mn2+ và Fe3+) chiếm các quỹ đạo điện tử 3d ở lớp ngoài cùng Khi các ion 3d được pha tạp vào mạng nền (chất lỏng hoặc chất rắn), thì tính chất quang phổ (như vị trí phổ, độ bán rộng, và cường độ phát quang, hấp thụ) thay đổi đáng kể so với các ion khí tự do [22] Điều này được giải thích thông qua lý thuyết trường tinh thể Thuyết này thực chất là thuyết . vật liệu này, chúng tôi chọn đề tài : Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang phổ của Zn 2 SiO 4 : Mn 2+ ”. Nội dung luận văn ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, gồm có ba chương: Chương. các phương pháp nghiên cứu cấu trúc và tính chất quang của vật liệu Chương 3. Kết quả và thảo luận: Trình bày các kết quả khảo sát về ảnh hưởng của hàm lượng chất chảy B 2 O 3 , nhiệt độ và nồng độ. nằm trong vùng quang phổ nhìn thấy là d 3 và d 5 . Đối với d 3 , hai mức năng lượng 2 E ( 2 G) và 4 T 2 ( 4 F) nằm trên và dưới giá trị Dq/B. Phổ phát quang của nó được nghiên cứu trong Cr 3+