Luận Văn Nghiên cứu chế tạo vật liệu phát quang pha tạp nguyên tố đất hiếm

MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Mục lục 1 Danh mục các bảng biểu và hình vẽ 4 MỞ ĐẦU 5 NỘI DUNG 7 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÍ THUYẾT 7 1.1. Sơ lược về lịch sử phát triển của các nguyên tố đất hiếm 7 1.1.1. Lịch sử phát triển 7 1.1.2. Giới thiệu về các nguyên tố đất hiếm 9 1.1.3. Giới thiệu về nguồn khoáng sản có chứa nguyên tố đất hiếm 9 1.2. Một số nguyên tố có tính chất hóa lý đặc biệt 10 1.2.1. Từ tính của các nguyên tố đất hiếm 10 1.2.2. Màu sắc và sự hấp thụ ánh sáng của các ion đất hiếm 12 1.2.3. Tính chất hóa học 14 1.3. Ứng dụng của một số nguyên tố đất hiếm trong vật liệu phát quang 14 1.4. Ứng dụng của một số nguyên tố đất hiếm trong kỹ thuật cao cấp 15 1.5. Cơ chế phát quang và vật liệu phát quang 16 1.5.1. Hiện tượng phát quang 16 1.5.2. Hiện tượng huỳnh quang và lân quang 17 1.5.3. Vật liệu phát quang 18 1.5.4. Cơ chế kích thích và phát quang của vật liệu phát quang 19 1.5.5. Cơ sở lý thuyết vùng năng lượng để giải thích cho sự phát quang 20 1 1.5.6. Các chuyển dời bức xạ trong vật liệu phát quang 22 1.6. Đặc trưng quang phổ của các vật liệu phát quang 24 1.6.1. Đặc trưng quang phổ của tâm phát quang ion Nd 3+ 27 1.6.2. Đặc trưng quang phổ của tâm phát quang ion Eu 3+ 28 CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM 30 2.1. Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm 30 2.1.1. Hóa chất 30 2.1.2. Dụng cụ thí nghiệm 30 2.2. Cách tiến hành 30 2.3. Giới thiệu phương pháp sol - gel 31 2.4. Các phương pháp kiểm tra đánh giá mẫu 33 2.4.1. Phổ phát quang và phổ huỳnh quang 33 2.4.2. Phổ nhiễu xạ tia X (XRD) 33 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 3.1. Ảnh hưởng của thời gian làm muồi vật liệu phát quang đến khả năng phát quang 34 3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung 35 3.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ pha tạp đất hiếm 39 3.1.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ pha tạp ion Eu(III) 39 3.3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ pha tạp ion Nd(III) 43 3.3.3. Ảnh hưởng của đồng pha tạp Eu 3+ và Nd 3+ đến vật liệu phát quang 45 3.4. Giải thích cơ chế phát quang 47 KẾT LUẬN 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC 2 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Ký hiệu Nội dung Trang Bảng 1.1 Momen từ vĩnh cửu (đơn vị B µ ) của các cation Ln 3+ 11 Bảng 1.2 Màu của các cation Ln 3+ 13 Bảng 1.3 Màu của các ion đất hiếm khác nhau về số oxi hóa nhưng có cùng số electron độc thân 13 Bảng 3.1 Điều kiện, tỷ lệ phối liệu và cường độ phát quang của vật liệu phát quang chứa Eu 3+ 34 Bảng 3.2 Điều kiện, tỷ lệ phối liệu Nd(III) để chế tạo vật liệu phát quang. 36 Bảng 3.3 Điều kiện, tỷ lệ phối liệu Eu(III) để chế tạo vật liệu phát quang 40 Bảng 3.4 Cường độ của các bức xạ đặc trưng của Eu 3+ thay đổi theo nồng độ pha tạp 42 Bảng 3.5 Điều kiện, tỷ lệ phối liệu Nd(III) để chế tạo vật liệu phát quang 43 Bảng 3.6 Cường độ của các bức xạ đặc trưng của Nd 3+ thay đổi theo nồng độ pha tạp 44 Bảng 3.7 Cường độ của các bức xạ đặc trưng của Eu 3+ và Nd 3+ đồng pha tạp trong vật liệu phát quang theo tỷ lệ 1:1 47 3 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Ký hiệu Nội dung Trang Hình 1.1 Cơ chế phát quang bằng kích thích trực tiếp 19 Hình 1.2 Cơ chế phát quang bằng kích thích gián tiếp 20 Hình 1.3 Sơ đồ vùng năng lượng của điện môi và bán dẫn 21 Hình 1.4 Các chuyển dời tái hợp trong vật liệu phát quang 22 Hình 1.5 Giản đồ mức năng lượng của các ion Ln 3+ - Giản đồ Dieke 26 Hình 1.6 Các bước chuyển dời cho phép của Nd 3+ 27 Hình 1.7 Các bước chuyển dời cho phép của ion Eu 3+ 28 Hình 3.1 Phổ phát quang của vật liệu Al 2 O 3 : Eu khi làm muồi 3 đến 5 ngày 35 Hình 3.2 Phổ huỳnh quang của mẫu nung pha tạp 0,5% mol Nd 3+ theo nhiệt độ nung. 36 Hình 3.3 Phổ XRD của mẩu vật liệu phát quang pha tạp Nd 3+ nung ở 800 0 C 37 Hình 3.4 Phổ XRD của mẩu vật liệu phát quang pha tạp Nd 3+ nung ở 900 0 C 37 Hình 3.5 Phổ XRD của mẩu vật liệu phát quang pha tạp Nd 3+ nung ở 1000 0 C 38 Hình 3.6 Phổ phát quang của vật liệu phát quang Al 2 O 3 : Eu theo tỷ lệ %mol Eu 3+ 40 Hình 3.7 Phổ XRD của mẩu vật liệu phát quang pha tạp Eu 3+ nung ở 1000 0 C 41 Hình 3.8 Phổ HQ của vật liệu Al 2 O 3 : Nd 3+ theo tỷ lệ %mol Nd. 43 Hình 3.9 Phổ HQ của vật liệu Al 2 O 3 : (Eu 3+ , Nd 3+ ) theo tỷ lệ 1:1. 45 Hình 3.10 Phổ XRD của vật liệu phát quang chứa Eu(III) và Nd(III) theo tỷ lệ 1:1 nung ở 1000 0 C. 46 4 MỞ ĐẦU Trong thời đại ngày nay, cùng với sự phát triển như vũ bão của khoa học công nghệ đã kích thích con người tìm tòi và phát minh ra những điều mới lạ để đáp ứng nhu cầu thiết yếu cho nhân loại. Một trong những điều tìm kiếm đó là tìm hiểu những tính chất vượt bậc có tính ứng dụng thực tiễn của các nguyên tố hóa học vào sự tiến bộ của khoa học. Bên cạnh những nguyên tố hóa học đã được phát hiện và đưa vào ứng dụng cho khoa học thì nguyên tố đất hiếm cũng đã được phát hiện và có nhiều ứng dụng rất quan trọng đối với sự phát triển khoa học như hiện nay. Thuở xưa, người ta còn gọi các oxit kim loại là các đất. Khởi đầu sự khám phá ra dãy các nguyên tố đất hiếm là sự phát hiện rất tình cờ một mẫu quặng đen chưa biết vào năm 1787 do viên trung úy quân đội Thụy Điển – Arrhenius tại vùng mỏ Ytecbi, một vùng dân cư nhỏ bé ở gần Stockholm. Năm 1794, Johan Gadolin, một nhà hóa học Phần Lan (Học viện Hoàng gia Abo) tách ra từ mẫu thí nghiệm lấy ở quặng này một “đất” mới chưa ai biết (với danh pháp hiện nay nay là oxit) làm tiền đề cho một chuỗi những sự kiện nghiên cứu kéo dài cho đến nay [4]. Ngành công nghiệp đất hiếm đang trải qua những thay đổi nhanh chóng, từ quan điểm của nhà sản xuất về đất hiếm có độ tinh khiết cao. Hiện nay trên thế giới, người ta đã sản xuất ra nhiều sản phẩm đất hiếm đáp ứng nhu cầu về sự phát triển của khoa học kỹ thuật. Đặc biệt là đất hiếm có độ tinh khiết cao mà bất cứ nhà sản xuất nào cũng cần đến, đó là điều mong muốn thiết thực trong công nghiệp hiện đại. Hiện nay, các nhà khoa học ở nước ta cũng đã tiến hành nghiên cứu tách chiết các nguyên tố đất hiếm ra khỏi nhau và đã nghiên cứu ứng dụng thành công một số vật liệu chứa nguyên tố đất hiếm phục vụ cho công cuộc hiện đại hóa đất nước. Trong sự tìm kiếm các ứng dụng của sản phẩm mới, chúng ta đã ứng dụng rộng rãi đất hiếm vào nghiên cứu, để cho ra những hợp chất đất hiếm có giá trị cao và đặc biệt hơn. Ngày nay, các nguyên tố đất hiếm có rất nhiều ứng dụng thực tiễn trong khoa học kĩ thuật như: kĩ thuật thủy tinh, chế tạo các hợp kim có độ bền cao, kĩ thuật điện 5 tử, chế tạo chất phát sáng, kĩ thuật hạt nhân, ứng dụng trong công nghiệp… và một điều đặc biệt về nguyên tố đất hiếm làm cho các nhà khoa học quan tâm là một số nguyên tố đất hiếm là những tâm điểm kích thích quan tọng trong việc sản xuất các chất phát quang dùng cho bóng đèn cao áp, màn huỳnh quang của bóng đèn Neon, màn huỳnh quang của máy vô tuyến truyền hình, rađa… Một trong những vấn đề mà chúng ta cần quan tâm hơn nữa đó là nâng cao ứng dụng của các nguyên tố đất hiếm như: nâng cao khả năng phân giải trong hiển thị hình ảnh, tăng cường hiệu suất phát quang của các thiết bị chiếu sáng, đảm bảo tính chính xác cũng như an toàn trong việc đánh dấu bảo mật và đánh dấu sinh học… Hiện nay, nhiều nghiên cứu tập trung vào việc tổng hợp các vật liệu phát quang pha tạp đất hiếm, vì khả năng đáp ứng tốt yêu cầu cao trong thực tế. Sự hiếu kỳ cộng thêm nhu cầu của con người là một nguyên nhân thúc đẩy con người tìm kiếm những vật liệu phát quang hữu hiệu hơn nữa [22]. Trong phạm vi luận văn này chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu phát quang pha tạp nguyên tố đất hiếm”. Với mục tiêu nghiên cứu là: Nghiên cứu chế tạo vật liệu phát quang trên nền nhôm oxit bằng cách pha tạp nguyên tố đất hiếm. 6 NỘI DUNG Chương 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1. Sơ lược về lịch sử phát triển các nguyên tố đất hiếm 1.1.1. Lịch sử phát triển Tên đất hiếm đã đưa vào ngành hóa học hơn 100 năm nay. Thuở xưa người ta còn gọi các oxit kim loại là các đất. Ví dụ nhôm oxit là đất thó, canxi oxit là đất ziriconi. Đặt tên đất hiếm cho các kim loại này thực ra không đúng, không phù hợp vì một số nguyên tố họ này không hiếm lắm mà còn phổ biến hơn cả kẽm, thiếc hay chì. Khởi đầu sự khám phá ra dãy các nguyên tố đất hiếm là sự phát hiện rất tình cờ một mẫu quặng đen chưa biết vào năm 1787 do viên trung úy quân đội Thụy Điển – Arrhenius tại vùng mỏ Ytecbi, một vùng dân cư nhỏ bé ở gần Stockholm. Năm 1794, Johan Gadolin, một nhà hóa học Phần Lan (Học viện Hoàng gia Abo) tách ra từ mẫu thí nghiệm lấy ở quặng này một “đất” mới chưa ai biết (với danh pháp hiện nay nay là oxit) làm tiền đề cho một chuỗi những sự kiện nghiên cứu kéo dài cho đến nay. Nhà nghiên cứu A. G. Ekeberg ở Uppsala đề nghị đặt tên cho quặng trên là Gadolinit và “đất” mới do Gadolin tách được là Yttria vào năm 1797. Sau đó năm 1803, M. H. Klaproth, nhà nghiên cứu người Đức và Berzelius, nhà Hóa học Thụy Điển cùng cộng tác viên của ông là Wilhelm Hisinger độc lập tách ra từ mẫu quặng tìm thấy lần đầu tìm ở vùng mỏ Bastnas – Thụy Điển một “đất” nữa tương tự nhưng khác chút ít về tính chất. Đất này được đặt tên là Ceria, sau khi đã phát hiện ra thiên thể Ceres và quặng có chứa Ceria gọi là quặng Cerit. Vào thời kỳ ấy, người ta tin rằng hai đất yttria và ceria có nguồn gốc từ các nguyên tố thuần túy, nhưng những nghiên cứu sau này cho thấy mỗi đất là một phức hợp các oxit. Việc tách ra toàn bộ các nguyên tố của hai hỗn hợp trên đòi hỏi sự cố gắng của nhiều người trong hơn một thế kỉ. Một sĩ quan quân y kiêm nhà Hóa học và Khoáng vật học Thụy Điển C. G. Mosander có thời gian làm trợ giáo cho Berzelius, sau nhiều năm nghiên cứu tách các chất này đã cho những bằng chứng rõ ràng về sự phức hợp của hai đất ceria và yttria. Trong thời gian từ 1839 – 1841, Ông đã tách được một đất mới, ông đặt tên là lantan theo tiếng Hi Lạp lanthanein là “dấu mặt” và sau đó một đất mới khác nữa đặt tên didymia là “ghép đôi chặt chẽ” (với 7 lantan). Vào năm 1843 Mosander tách ra được ba oxit từ nguồn gốc yttria (mà Gadolin phát hiện năm 1794) đã đặt tên là ytri, tebi và eribi. Cả ba tên nguyên tố đều lấy gốc tên của vùng Yterbi đã tìm thấy quặng Gadolinit. Tên Ytecby được tách làm hai phần ytri và tecbi. Năm 1878 nhà nghiên cứu Pháp J. C. G. De Marignac phát hiên ra một nguyên tố mới và đặt tên là ytecbi (tên vùng Ytecbi). Như vậy, tên vùng Ytecbi được đặt tên cho bốn nguyên tố. Năm 1879, L. F. Nilson phát hiện ra nghiên tố Scandi, cùng thời gian giáo sư đại học Uppsala là P. T. Cleve đã dùng dung dịch chiết scandi của Nilson để nghiên cứu và tìm ra hai nguyên tố mới. Ông đặt tên một nguyên tố là tuli (lấy tên cổ của vùng Scandinavi ở Bắc Âu và Thule) còn nguyên tố kia đặt tên là honmi (tên cổ của thành phố Stockholm). Cũng trong năm 1878, M. Delafontaine đã chứng minh được hỗn hợp oxit trong “đất” didymia mà Mosander đã tách được trong quặng năm 1839 – 1841 gồm bốn nguyên tố tạo oxit là samari, gadolini, neodim và prazeodim (một cách định tính). Năm 1879, L. de Boisbaudraw đã tìm ra samari và đã chứng minh được nguyên tố này có trong quặng samarskit. J. C. G. de Marignac tìm thấy một nguyên tố nữa bên cạnh samari và sáu năm sau ông đặt tên nguyên tố là gadolini để tưởng nhớ nhà Hóa học Phần Lan (Gadolin) đã phát hiện ra đất yteria trong việc nghiên cứu các nguyên tố đất hiếm. Nhà nghiên cứu người Áo Carl Auer von Welsbach năm 1885 đã dùng phương pháp kết tinh phân đoạn tách được nguyên tố neodim và prazeodim cùng với lantan trong didymia (tiếng Hi Lạp Prazeodim là “lục tươi”). Năm 1886, L. de Boisbaudraw đã tách được một nguyên tố mới khỏi đất Honmi sau 100 lần kết tủa phân đoạn. Vì nguyên tố này khó tách nên ông đặt tên nguyên tố là điprozi (khó tiếp cận). Sau hàng năm nghiên cứu công phu, kết tinh phân đoạn hàng nghìn lần, năm 1901 nhà khoa học Pháp Eugene – Anatole Demaay đã phát hiện đất hiếm mới và đặt tên là Europi mà ông đã tiên đoán từ năm 1896 là nguyên tố đứng cạnh nguyên tố Samari. Sau 5 năm làm việc kiên trì bằng các phương pháp phức tạp, C. A. von Welsbach đã tách được một nguyên tố mới ra khỏi ytecbia đặt tên là cassiopeium. Cùng thời gian đó, năm 1905 nhà Hóa học Pháp G. Urbain và Lacombe cũng tách được nguyên tố này là nguyên tố cuối cùng của dãy đất hiếm và để kỉ niệm thành 8 phố Pari, ông đặt tên là Lutexi (tên cũ của Pari và Lutetia) năm 1949 thì thống nhất gọi là Luteti [4]. 1.1.2. Giới thiệu về các nguyên tố đất hiếm Các nguyên tố đất hiếm chiếm vị trí từ 57 đến 71 trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Hai nguyên tố khác là Scandi (vị trí thứ 21) và Ytri (vị trí thứ 39) có tính chất hóa học tương tự nên cũng được ếp vào họ nguyên tố đất hiếm. Các nguyên tử của các nguyên tố đất hiếm có cấu hình electron chung là 4f 2- 14 5s 2 5p 6 5d 0-1 6s 2 và chỉ khác nhau ở số điện tử là phân lớp thứ 3 từ ngoài vào. Tính chất hóa học được quyết định bởi các điện tử ở phân lớp ngoài nên các nguyên tố đất hiếm có tính chất rất giống nhau và giống tính chất của các nguyên tố nhóm IIIB (Sc, Y, La). Các nguyên tố đất hiếm được chia thành 2 phân nhóm chính: - Phân nhóm nhẹ gồm 7 nguyên tố: Lantan (La); Xeri (Ce); Prazeodim (Pr); Neodim (Nd); Prometi (Pm); Samari (Sm); Europi (Eu). - Phân nhóm nặng gồm Ytri (Y) và 8 nguyên tố: Gadolini (Gd); Terbi (Tb); Dysprozi (Dy); Holmi (Ho); Ecbi (Er); Tuli (Tm); Yterbi (Yb); Lutexi (Lu) [1], [4]. 1.1.3. Giới thiệu về nguồn khoáng sản có chứa nguyên tố đất hiếm Hiện nay trên thế giới có khoảng 160 khoáng vật chứa đất hiếm. Về phương diện thành phần hóa học, có thể phân các khoáng vật đất hiếm có khả năng khai thác thành 9 nhóm khoáng vật như sau: - Fluorit: Yttofluorit, gagarinit và fluoxerit. - Carbonat và fluocarbonat: Bastnezit, ancylit và huanghoit. - Photphat: Monazit và xenotim. - Silicat: Gadolinit, britholit và thortyeitit. - Oxit: Loparit, fergusonit, eschgnit, samarskit và euxenite. - Arsenat: Chernovit. - Borat: Braitschit. - Sunfat: Chukhrovit. - Vanadat: Wakafielldit [4], [7]. 9 1.2. Một số nguyên tố có tính chất lý hóa đặc biệt 1.2.1. Từ tính của các nguyên tố đất hiếm Khi nói đến từ tính thì chúng ta đề cập đến tính thuận từ hay nghịch từ của các chất. Có rất nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu từ tính của chúng như: Langevin, nhà vật lí Mĩ J.H. Van Vleck…Để đo độ từ thẩm mol theo lí thuyết Langevin đã đưa ra công thức: kT N B M 3 . 2 µ µ = N là số Avogađro; µ B là mome từ vĩnh cửu của một nguyên tử, một ion hay một phân tử tính bằng manhêtôn Bohr. Để đo độ từ thẩm nghịch từ hay thuận từ thường tiến hành trong từ trường. Nếu chúng ta bỏ qua hiệu ứng nghịch từ cũng như momen từ obitan và chỉ xét đến hiệu ứng từ spin thì momen từ hiệu dụng của nguyên tử hay ion phụ thuộc vào số lượng tử spin, có nghĩa là phụ thuộc vào số electron không ghép đôi. Sự phụ thuộc đó có công thức sau: µ hiệu dụng = B ss µ )1(4 + s là số lượng tử spin; B µ là manhêtôn Bohr. Hay µ hiệu dụng = B nn µ )2( + n là số electron độc thân. Do đó có thể nói tính thuận từ là do electron độc thân quyết định. Các ion Y 3+ , La 3+ , Yb 2+ và Ce 4+ có tính nghịch từ còn tất cả các ion khác của dãy lantanoit có tính thuận từ vì có các electron độc thân. Nhưng ngược lại với quy luật, tính thuận từ lớn nhất không phải là Gd 3+ với 7electron 4f độc thân (bảng 1.1) mà là các ion Dy 3+ và Ho 3+ có momen từ vĩnh cửu cực đại và một cực đại thứ hai nhỏ hơn tuy không rõ ràng lắm nhưng có thể thấy được ở Nd 3+ . 10 [...]... Nhiệt độ nung là yếu tố rất quan trọng trong việc tạo pha của vật liệu phát quang cần tổng hợp Có khi vật liệu có thể phát quang nhưng đã chưa hẳn tạo được pha chất ta cần điều chế, do vật liệu phát quang đó không bền và không ổn định được 35 Các nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến khả năng phát quang của vật liệu phát quang pha tạp Nd 3+ trong cùng điều kiện tỷ lệ phối liệu, %mol Nd 3+ nhưng... Có thể nói rằng, chuyển dời quang học xảy ra trong các vật liệu pha tạp đất hiếm là tương đối phức tạp, phụ thuộc vào trường tinh thể, mỗi loại chuyển dời lại đặc trưng với dạng phổ khác nhau Với mục đích nghiên cứu các tính chất phát quang của vật liệu pha tạp các nguyên tố đất hiếm, chúng tôi đã lựa chọn vật liệu Al2O3:Ln3+, đây là vật liệu mới và đang được các nhà nghiên cứu quan tâm trong những năm... loại đất hiếm bốc cháy trong không khí tạo thành hỗn hợp oxit và nitrua Ở dạng bột Ce tự bốc cháy trong không khí ngay điều kiện thường [1], [4] 1.3 Ứng dụng của một số nguyên tố đất hiếm trong vật liệu phát quang Các nguyên tố đất hiếm còn được sử dụng trong việc chế tạo vật liệu phát quang có hiệu suất cao và ít tốn năng lượng Khoảng những năm 1950, người ta bắt đầu dùng halophotphat canxi để chế tạo. .. Ngoài ra, vật liệu phát quang trên nền Al2O3 pha tạp Eu3+ còn được ứng dụng trong các lĩnh vực hiện đâị như: chế tạo vật liệu laser, được sử dụng trong hệ thống máy khuếch đại quang học, hiện tượng lân quang và xúc tác quang học [13], [20] 1.5 Cơ chế phát quang và vật liệu phát quang 1.5.1 Hiện tượng phát quang Khi chiếu tia tử ngoại có bước sóng λ vào dung dịch rượu fluorexein thì dung dịch này phát ra... kích hoạt cho một phổ phát quang riêng, ít phụ thuộc vào chất nền trừ khi chất này làm thay đổi hóa trị của các ion chất kích hoạt đó - Ánh sáng phát quang của vật liệu phát quang không bị phân cực - Trong quá trình phát quang của vật liệu phát quang có cả phát quang kéo dài và phát quang tức thời Thời gian phát quang tức thời rất ngắn (< 10 -10s), trong khi đó thời gian của phát quang kéo dài có thể... theo điều kiện kích thích, công nghệ chế tạo mà hai loại phát quang này có thể xảy ra và tranh nhau trong cùng một phosphor tinh thể 1.5.4 Cơ chế kích thích và phát quang của vật liệu phát quang Trong một vật liệu có thể xảy ra theo hai cơ chế: * Cơ chế kích thích và phát quang trực tiếp của tâm kích hoạt Hình 1.1 Cơ chế phát quang bằng kích thích trực tiếp (a) cơ chế kích thích trực tiếp lên tâm kích... nhằm xác định vật liệu phát quang điều chế ở một nhiệt độ nung xác định đã tạo pha với chất nền hay chưa Khi các ion nguyên tố đất hiếm đã tạo được pha với chất nền thì lúc đó ta có thể thay đổi tỷ lệ nguyên tố pha tạp trong phạm vi nhất định sẽ không ảnh hưởng đến sự thay đổi pha Phép đo nhiễu xạ tia X được chúng tôi thực hiện đo trên máy Siemens D5000 (CHLB Đức), bức xạ CuKα, tại phòng Vật liệu – Viện... tạo vật liệu phát quang trên nền nhôm oxit Chúng tôi làm muồi gel trong vòng 1 đến 6 ngày Sau đó đem nung ở cùng nhiệt độ và đo cường độ phát quang Kết quả thực nghiệm về ảnh hưởng của thời gian làm muồi đến cường độ phát quang của vật liệu phát quang được trình bày ở bảng 3.1 và hình 3.2.1 Bảng 3.1 Điều kiện, tỷ lệ phối liệu và cường độ phát quang của vật liệu phát quang chứa Eu3+ Tỷ lệ phối liệu. .. bản cho bức xạ phát quang: phát quang tự phát và phát quang cưỡng bức (hay còn gọi là phát quang cảm ứng) 1.5.2 Hiện tượng huỳnh quang và lân quang Sự phát quang của các chất lỏng và khí có đặc điểm là ánh sáng phát quang bị tắt rất nhanh sau khi tắt ánh sáng kích thích Sự phát quang này gọi là sự huỳnh quang Sự phát quang của nhiều chất rắn lại có đặc điểm là ánh sáng phát quang có thể kéo dài một khoảng... và phát quang tái hợp - Phân loại theo thời gian phát quang kéo dài người ta chia phát quang thành hai loại: quá trình huỳnh quang (fluorescence) và quá trình lân quang (phosphorescence) - Phân loại theo phương pháp kích thích: quang phát quang, cathode phát quang, điện phát quang, hóa phát quang - Phân loại theo cách thức chuyển dời từ trạng thái kích thích về trạng thái cơ bản cho bức xạ phát quang: . những vật liệu phát quang hữu hiệu hơn nữa [22]. Trong phạm vi luận văn này chúng tôi thực hiện đề tài: Nghiên cứu chế tạo vật liệu phát quang pha tạp nguyên tố đất hiếm . Với mục tiêu nghiên cứu. nguyên tố đất hiếm trong vật liệu phát quang 14 1.4. Ứng dụng của một số nguyên tố đất hiếm trong kỹ thuật cao cấp 15 1.5. Cơ chế phát quang và vật liệu phát quang 16 1.5.1. Hiện tượng phát quang. [4]. 1.3. Ứng dụng của một số nguyên tố đất hiếm trong vật liệu phát quang Các nguyên tố đất hiếm còn được sử dụng trong việc chế tạo vật liệu phát quang có hiệu suất cao và ít tốn năng lượng. Khoảng