Nghiên cứu quá trình hole-burning phổ bền vững trong một số - vật liệu thủy tinh oxit pha tạp Eu

1 VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU NGUYỄN TRỌNG THÀNH NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH HOLE-BURNING PHỔ BỀN VỮNG TRONG MỘT SỐ VẬT LIỆU THỦY TINH OXIT PHA TẠP Eu Chuyên ngành: Khoa học vật liệu Mã số: 62 44 01 27 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU HÀ NỘI – 2015 2 Công trình được hoàn thành tại: Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Người hướng dẫn khoa học: 1. GS. TSKH. Vũ Xuân Quang, Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2. GS. TS. Nguyễn Quang Liêm, Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Phản biện 1: Phản biện 2: Luận án sẽ được bảo vệ tại : 3 MỞ ĐẦU Hole-burning phổ bền vững (Persistent Spectra Hole Burning - PSHB) là hiện tượng vật lý có đặc trưng nhớ tần số quang học. Vật liệu PSHB có thể ứng dụng để chế tạo bộ nhớ quang học có dung lượng lớn, mật độ cao tới 10 11 - 10 12 bit/cm 2 , trong khi dung lượng các bộ nhớ truyền thống như đĩa CD, DVD (cỡ 10 8 bit/cm 2 ) bị hạn chế bởi kích thước nhiễu xạ của bước sóng lade. Trước đây, hiệu ứng PSHB được quan sát ở một số vật liệu tinh thể ở nhiệt độ thấp khoảng 1  4 K [38]. Những năm gần đây, hiện tượng này được ghi nhận khá rõ ở các thuỷ tinh silicate và borate pha tạp ion Eu 3+ , Sm 3+ .v.v, ở nhiệt độ phòng [8, 9, 14, 158]. Mặc dầu vậy, những hiểu biết về cơ chế của hiện tượng này vẫn còn nhiều quan điểm khác nhau. Chính vì thế, nghiên cứu quá trình hole burning có ý nghĩa quan trọng đối với lĩnh vực khoa học cơ bản và khoa học ứng dụng. Dựa trên tính thời sự của nội dung nghiên cứu, chúng tôi quyết định lựa chọn đề tài của luận án là “Nghiên cứu quá trình hole-burning phổ bền vững trong một số vật liệu thủy tinh oxit pha tạp Eu”. Mục tiêu của luận án: - Nghiên cứu chế tạo hệ vật liệu thuỷ tinh fluoroalumninoborate Na (Ca) pha tạp ion Eu 3+ với tỉ lệ thành phần nền và tạp khác nhau. - Nghiên cứu cấu trúc và tính chất quang của vật liệu chế tạo được. - Nghiên cứu sự ảnh hưởng của liên kết Eu-ligand, liên kết điện tử- phonon, độ đồng hóa trị và độ bất đối xứng trường tinh thể đến tính chất quang ion Eu 3+ - Nghiên cứu quá trình hình thành phổ hole burning của ion Eu 3+ , tìm hiểu vai trò và mối quan hệ của các tâm khuyết tật mạng đối với quá trình trên ở vật liệu đã chế tạo. Đây cũng là nội dung quan trọng của luận án. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4 Ý nghĩa khoa học: Luận án là một đề tài nghiên cứu khoa học cơ bản, phương pháp phổ FLN và PSHB đều có khả năng cung cấp thông tin về cấu trúc tinh tế các mức năng lượng của các ion RE trong vật liệu mà phương pháp huỳnh quang thông thường không giải quyết được. Ýnghĩa thực tiễn: Vật liệu có tính chất PSHB được chú ý nhất hiện nay bởi từ nó có khả năng ứng dụng để tạo ra những linh kiện, bộ nhớ quang học cao hơn nhiều so với vật liệu truyền thống. Bố cục của luận án: Ngoài phần mở đầu, kết luận, phụ lục và tài liệu tham khảo, nội dung của luận án được trình bày trong 5 chương: Chƣơng 1. Giới thiệu tổng quan về vật liệu thủy tinh và thủy tinh pha tạp đất hiếm. Phương pháp xác định thông số cường độ các chuyển dời quang học của ion đất hiếm bằng lý thuyết Judd – Ofelt. Lý thuyết cơ sở của phương pháp phổ hole-burning và phổ huỳnh quang vạch hẹp. Chƣơng 2. Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong luận án. Chƣơng 3. Kết quả chế tạo vật liệu, nghiên cứu cấu trúc và các tính chất quang học của vật liệu. Chƣơng 4. Kết quả xác định giá trị thông số cường độ Ω 2,4,6 dựa trên lý thuyết Judd-Ofelt và phổ huỳnh quang của ion Eu 3+ . Chƣơng 5. Các kết quả nghiên cứu mới về phổ huỳnh quang vạch hẹp, phổ hole-burning và quá trình hole-burning của ion Eu 3+ trong các nền thủy tinh 10Al 2 O 3 .90SiO 2 ; Na 2 O.Al 2 O 3 .B 2 O 3 ; 16NaF.73B 2 O 3 .8Al 2 O 3 và 16CaF 2 .73B 2 O 3 .8Al 2 O 3 . CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Vật liệu thủy tinh pha tạp đất hiếm Thủy tinh oxit hỗn hợp thường gồm các thành phần hình thành mạng là các oxit điển hình như B 2 O 3 , SiO 2 , GeO 2 , P 2 O 5 v.v và các thành phần biến đổi mạng là các kim loại kiềm và kiềm thổ. Cấu trúc mạng thủy tinh thường tồn tại một số sai hỏng được gọi là khuyết tật mạng và chúng có thể trở thành tâm điện tử hay tâm lỗ trống, thí dụ tâm AlOHC, AE’ ở thủy tinh 5 aluminosilicate và BOHC, BE’ ở thủy tinh borate. Khi ion đất hiếm trong môi trường thủy tinh, trường ligand sẽ ảnh hưởng tới năng lượng của ion RE dẫn tới một số tính chất như mở rộng, dịch vị trí của vạch phổ v. v Phổ quang học của ion Eu 3+ trong vật liệu thủy tinh gồm các dải năng lượng đặc trưng bởi các chuyển dời điện tử f – f (cấu hình điện tử 4f 6 ). Các dải hấp thụ thường nằm trong 3 vùng bước sóng: từ 200 đến 300 nm tương ứng với sự truyền điện tích giữa ion Eu 3+ -ligand; từ 300 đến 580 nm là dải hấp thụ do các chuyển dời điện tử từ các mức 7 F 0,1 đến các mức 5 D 0,1,2,3,4 , 5 L 6 , 5 G 1,2 và từ 1800 – 2500 nm là dải hấp thụ do các chuyển dời 77 0 5,6 FF . Các dải phát xạ từ mức kích thích 5 D 0 , 5 D 1 xuống các mức 7 F J (J = 0,1,2, 6) trong vùng từ 500 đến 850 nm. 1.2 Thông số cƣờng độ các chuyển dời quang học của ion đất hiếm Lý thuyết Judd-Ofel là lí thuyết bán thực nghiệm, được xây dựng để xác định thông số cường độ các chuyển dời quang học của ion đất hiếm, Ω 2,4,6 . Từ bộ giá trị thông số này, ta có thể đánh giá một cách định lượng về cường độ chuyển dời phát xạ hay hấp thụ của điện tử và các đặc trưng như độ bất đối xứng, độ đồng hoá trị, độ bền chắc…của môi trường xung quanh RE. 1.3 Hiện tƣợng hole burning Hiện tượng hole-burning là hệ quả của một quá trình được mô tả như sau: Nếu vật liệu được chiếu bởi bức xạ đơn sắc có tần số  1 với cường độ đủ mạnh trong một thời gian đủ dài, mà độ hấp thụ quang học tại tần số của  1 trong phổ hấp thụ của vật liệu có thể bị giảm, tạo thành một khe hẹp (được gọi là « hole ») như hình 1.12, sự thay đổi này tồn tại trong khoảng thời gian dài hơn thời gian sống của trạng thái kích thích thì được gọi là phổ bền vững hole-burning (PSHB-Persistent Spectra Hole Burning) [8, 9]. 6 Hiệu ứng hole burning đòi hỏi phổ quang học của các tâm phải có sự mở rộng không đồng nhất. Độ rộng vạch không đồng nhất được kí hiệu là Γ IH , được xác định bởi sự tương tác của môi trường đối với các tâm và có giá trị thay đổi từ cỡ 10 2 MHz đến 10 2 cm -1 (1 cm -1 = 30.000 MHz). Độ rộng vạch đồng nhất được kí hiệu là Γ H , độ rộng đồng nhất của các chuyển dời zero-phonon ở các tâm có liên kết điện tử - phonon yếu thường có giá trị nằm trong khoảng từ 10 kHz-1000 MHz. Khi kích thích các tâm tương ứng với sự mở rộng không đồng nhất bởi bức xạ laser, chỉ những tâm hấp thụ cộng hưởng với tần số bức xạ laser mới bị kích thích và sự phục hồi chậm của trạng thái kích thích sẽ tạo ra phổ hole-burning. Độ lớn của mở rộng không đồng nhất được đánh giá bằng tỉ số f ω = Γ IH /Γ H , giá trị của f ω có thể đạt từ 1 đến 10 4 hoặc lớn hơn, tùy thuộc vào vật liệu nền, đối với các chuyển dời quang học, giá trị Γ IH rất lớn nên f ω >> 1. Cho đến nay, quá trình hole burning của vật liệu thủy tinh vô cơ pha tạp đất hiếm vẫn còn nhiều quan điểm, tuy nhiên chúng được giải thích dựa trên 3 cơ chế điển hình: hole-burning không quang hóa (non-photochemical hole-burning-NPHB), hole burrning chuyển tiếp (transient hole burning - THB) và hole-burning quang ion hóa (photoionnization hole burning- PHB) [8,13,16,38,39,106,129,134]. CHƢƠNG 2. CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Phƣơng pháp và qui trình chế tạo vật liệu. Vật liệu thủy tinh fluoroaluminoborate Na, Ca pha tạp Eu 3+ được chế tạo bằng phương pháp nóng chảy với qui trình chế tạo được mô tả trong hình 2.1. Vật liệu gồm thành phần chính của mạng nền là oxit B 2 O 3 và thành phần biến đổi mạng là các muối của Al, Na và Ca với tỉ lệ thay đổi theo công thức tổng quát sau: xNaF.(89-x)B 2 O 3 .(11-y)Al 2 O 3 .yEu 2 O 3 7 xCaF 2 .(89-x)B 2 O 3 .(11-y)Al 2 O 3 .yEu 2 O 3 20CaF 2 .(69-z)B 2 O 3 .zCaSO 4 .10Al 2 O 3 .1Eu 2 O 3 x = 12, 16, 20; y = 1, 2, 3; z = 5, 10, 15 Hình 2.1. Quy trình chế tạo vật liệu bằng phương pháp nóng chảy. 2.2. Các phƣơng pháp nghiên cứu. - Phân tích cấu trúc: Nhiễu xạ tia X (thiết bị D5000), hấp thụ hồng ngoại (thiết bị IMPACT-410, NICOLET) - Phân tích tính chất quang: Hấp thụ quang học (thiết bị Carry-5000), quang huỳnh quang, kích thích huỳnh quang (thiết bị FL3-22), suy giảm huỳnh quang, nhiệt phát quang, phổ FLN và PSHB (Viện Nagoya, Nhật bản). CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT QUANG CỦA VẬT LIỆU. 3.3 Phổ nhiễu xạ tia X Kết quả nhiễu xạ tia X của các mẫu cho thấy vật liệu được chế tạo có cấu trúc vô định hình (“thủy tinh”), đường cong nhiễu xạ là một dải rộng có các vùng nhiễu xạ lớn có cực đại trong khoảng các góc 30º và 50 o phù hợp với kết quả trong các công bố [63, 75-78]. 3.4 Phổ hấp thụ hồng ngoại Kết quả đo phổ hấp thụ hồng ngoại của các mẫu thủy tinh C16, N16 được trình bày tương ứng trong các hình 3.3, 3.4. Dải hấp thụ có cực đại trong khoảng 3350 đến 3450 cm -1 được qui cho dao động ddàn hồi của các 8 nhóm OH - [6, 63]. Dải hấp thụ trong vùng từ 800 đến 1600 cm -1 của 2 mẫu C16 và N16 (hình 3.3 và 3.4) đặc trưng cho năng lượng dao động của các liên kết B-O trong các nhóm BO 3 và BO 4 thuộc mạng borate, tương tự kết quả trong các công bố [76,77,80-89]. 3.5 Phổ hấp thụ quang học UV.Vis Phổ hấp thụ quang học của các mẫu đã chế tạo gồm các đỉnh hấp thụ trong vùng tử ngoại và khả kiến đặc trưng của ion Eu 3+ như 395 nm ( 7 F 0  5 L 6 ), 463 nm ( 7 F 0  5 D 2 ), 519 nm ( 7 F 0 D 1 ) và 525 nm ( 7 F 1  5 D 1 ) và các đỉnh có cực đại khoảng 2069 nm, 2175 nm của các chuyển dời điện tử 7 F 0  7 F 6 và 7 F 1  7 F 6 [60]. Trong vật liệu, dạng liên kết Eu- ligand được đánh giá bởi giá trị thông số liên kết δ: 600 900 1200 1500 3000 3300 3600 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1522 cm -1 828 3389 cm -1 §é hÊp thô (®vt®) Sè sãng (cm -1 ) 3193 cm -1 50 2 c m -1 556 639 c m -1 73 4 c m -1 1067 cm -1 1285 cm -1 CaF 2 .A l 2 O 3 .B 2 O 3 : Eu 3+ 952 600 900 1200 1500 3000 3300 3600 3900 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 §é hÊp thô (®vt®) Sè sãng (cm -1 ) 3300 cm -1 456 cm -1 501 cm -1 605 721 cm -1 1094 cm -1 997 1326 cm -1 NaF.Al 2 O 3 .B 2 O 3 : Eu 3+ Hình 3.3. Phổ hấp thụ hồng ngoại của mẫu C16 Hình 3.4. Phổ hấp thụ hồng ngoại của mẫu N16 400 500 600 1800 2100 2400 0 1 7 F 0 - 5 L 6 7 F 1 - 5 D 1 7 F 0 - 7 F 6 7 F 1 - 7 F 6 7 F 0 - 5 D 1 §é h¸p thô (®vt®) B-íc sãng (nm) 7 F 0 - 5 D 2 NAB2 N16 C16 C10 Hình 3.7. Phổ hấp thụ của mẫu thủy tinh C16, N16 và NAB2. 9 100 1       ;   N N   ; v c v a   Trong đó ;  là tỷ số nephelauxetic, , v c là năng lượng chuyển dời điện tử đo thực nghiệm; v a là năng lượng chuyển dời điện tử của ion Eu 3+ trong aquo (nước) [60], N là số mức hấp thụ quan sát được. Giá trị 0  thì đó là liên kết cộng hóa trị và 0  là liên kết ion [2, 3]. Kết quả thu được liên kết của Eu 3+ - ligand chủ yếu là liên kết đồng hóa trị. 3.3.2 Phổ kích thích huỳnh quang và phonon-sideband Phổ kích thích huỳnh quang Phổ kích thích huỳnh quang của các mẫu AS5, NAB2, N16, C16 được trình bày trong hình 3.9, gồm các vạch kích thích đặc trưng của ion Eu 3+ [60], tương ứng là 7 F 0  5 H 3 (325 nm), 7 F 0  5 D 4 (361 nm), 7 F 1  5 D 4 (364 nm), 7 F 0  5 G 4 (375 nm), 7 F 0  5 G 2 (380 nm), 7 F 0  5 L 6 (393 nm), 7 F 1  5 L 6 (400 nm), 7 F 1  5 D 3 (413 nm), 7 F 0  5 D 2 (463 nm), 7 F 0  5 D 1 350 400 450 500 550 0.0 2.0x10 8 4.0x10 8 6.0x10 8 8.0x10 8 1.0x10 9 7 F 1 > 5 D 2 7 F 1 > 5 L 6 7 F 0 > 5 D 0 7 F 1 > 5 D 1 7 F 0 > 5 D 1 7 F 0 > 5 D 3 7 F 1 > 5 D 4 7 F 0 > 5 G 2 7 F 0 > 5 G 4 7 F 1 > 5 H 3 7 F 0 > 5 D 4 7 F 0 > 5 D 2 7 F 0 > 5 L 6 C-êng ®é huúnh quang (®vt®) B-íc sãng kÝch thÝch (nm) AS5 NAB2 N16 C16 7 F 1 5 D 4 5 G 4 5 G 2 5 L 6 5 D 3 5 D 2 5 D 1 5 D 0 1038 cm -1 293 cm -1 894 cm -1 934 cm -1 2865 cm -1 2551 cm -1 5 H 3 2849 cm -1 1718 cm -1 220 cm -1 Năng lượng (cm -1 ) 7 F 0 19038 cm -1 17320 cm -1 7 F 6 Hình 3.9. Phổ kích thích huỳnh quang của ion Eu 3+ trong các mẫu: AS5, NAB2, N16, C16, ( em = 612 nm). Hình 3.10. Giản đồ khe năng lượng giữa một số mức của trạng thái kích thích của ion Eu 3+ trong nền thủy tinh mẫu C16. 10 (525 nm), 7 F 1  5 D 1 (531nm), 7 F 0  5 D 0 (577 nm). Dựa vào giá trị năng lượng các dải kích thích, ta có thể thiết lập giản đồ một số mức năng lượng điện tử của ion Eu 3+ trong từng nền vật liệu. Hình 3.10 minh họa giản đồ một số mức năng lượng của ion Eu 3+ trong nền thủy tinh 16CaF 2 .73B 2 O 3 .10Al 2 O 3 (C16). Việc thiết lập giản đồ năng lượng của ion Eu 3+ trong từng vật liệu có ý nghĩa quan trọng trong việc giải thích các quá trình chuyển dời phát xạ và không phát xạ của ion Eu 3+ trong vật liệu đó. Phổ phonon-sideband Phân tích kĩ các vạch kích thích về phía năng lượng cao thấy xuất hiện một số đỉnh có cường độ rất yếu, nguồn gốc của chúng xác định được là các vạch phonon sideband [63, 92] như được trình bày trong các hình 3.12, 3.13 và 3.14. Phổ phonon sideband cho phép thực hiện các nghiên cứu sâu về cấu trúc môi trường xung quanh ion Eu 3+ . Từ phổ sideband ta xác định được năng lượng phonon (hω) của các nhóm lân cận ion Eu 3+ và độ lớn liên kết điện tử - phonon, g. Giá trị g 17250 17500 17750 18000 18250 18500 0 1x10 6 2x10 6 3x10 6 4x10 6 5x10 6 6x10 6 C-êng ®é huúnh quang (®vt®) N¨ng l-îng kÝch thÝch (cm -1 ) ZPL 7 F 0  5 D 0 Phonon-sideband 809 cm -1 a b c d e f Hình 3.12. Phổ phonon sideband của chuyển dời 7 F 0  5 D 0 của ion Eu 3+ mẫu: (a) NAB2, (b) N16, (c) N20, (d) C16, (e) C10, (f) C15. 18900 19200 19500 19800 20100 20400 20700 0.0 5.0x10 6 1.0x10 7 1.5x10 7 2.0x10 7 ZPL ( 7 F 0  5 D 1 ) 735 cm -1 1175 cm -1 1540 cm -1 N¨ng l-îng kÝch thÝch (cm -1 ) C-êng ®é huúnh quang (®vt®) x100 a b c d e f Hình 3.13. Phổ phonon side band của chuyển dời 7 F 0  5 D 1 của Eu 3+ mẫu: (a) NAB2, (b) N16, (c) N20, (d) C16, (e) C10, (f) C15. [...]... LUẬN Đã thực hiện nội dung nghiên cứu và hoàn thành các mục tiêu của luận án đã đặt ra với đề tài Nghiên cứu quá trình hole-burning phổ bền vững trong một số vật liệu thủy tinh oxit pha tạp Eu Các kết quả đạt được và những đóng góp mới của luận án: 1 Đã chế tạo thành công hệ vật liệu thủy tinh fluoroaluminoborate Na (Ca) pha tạp ion Eu3 + bằng công nghệ nóng chảy Tạp ion Eu3 + đã liên kết với mạng nền... tài liệu [32], thủy tinh borate mặc dù có chứa thành phần Al nhưng các tâm lỗ trống oxy nhôm (AlOHC) chỉ đặc trưng trong thủy tỉnh aluminosilicate còn trong các loại thủy tinh khác 24 Hình 5.22 Phổ hấp thụ UV-Vis của thủy tinh aluminosilicate pha tạp Eu3 + (a), không pha tạp (b), không pha tạp, chiếu tia X (c), pha tạp, chiếu tia X (d,e) [90] Hình 5.23 Phổ ESR của thủy tinh aluminosilicate pha tạp và... nghiên cứu trong lĩnh vực khoa học vật liệu nói chung và vật liệu PSHB nói riêng 27 CÁC CÔNG BỐ KHOA HỌC SỬ DỤNG NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN 1/ Nguyễn Trọng Thành, Vũ Xuân Quang, Nguyễn Quang Liêm, Vũ Phi Tuyến, Ngô Quang Thành, Masayuki Nogami, Lê Hồng Hà, Ngạc An Bang, Một số nghiên cứu ban đầu về hiệu ứng phổ bền vững Hole-burning (PSHB) của vật liệu thuỷ tinh ôxit pha tạp ion đất hiếm, Hội nghị vật lí chất... quả xác định được ΔCT = 64500 , 43500 và 31500 cm-1 tương ứng với các môi trường Eu3 +– F-, Eu3 +– O 2- và Eu3 +– S 2- Dựa trên kết quả ΔCT thu được ta có thể lý giải vì sao thông số Ω2 của mẫu thuỷ tinh chứa sulphate lớn hơn của 2 mẫu thủy tinh oxit và thủy tinh chỉ chứa thành phần fluorite Năng lượng ΔCT thấp cũng một phần do độ đồng hóa trị giữa ion Eu3 + - ligand cao và ngược lại, chính vì thế các giá... dữ liệu được dùng để giải thích cơ chế không quang hóa hole burning ở một số vật liệu thủy tinh Các kết quả của luận án đã được công bố tại các hội nghị và trên các tạp chí khoa học có uy tín quốc gia và quốc tế, điều này cho thấy lần đầu tiên vật liệu thủy tinh có tính chất PSHB đã được nghiên cứu và chế tạo thành công với điều kiện công nghệ trong nước Đây là những đóng góp mới vào kết quả nghiên cứu. .. anion S 2-, O 2- và F- cũng như các cation Ca2+, Na+ đối với tính chất quang của ion Eu3 + ở hệ vật liệu đã chế tạo 5 Đã phát hiện ion Eu3 + chiếm 2 vị trí khác nhau trong mạng nền ở các mẫu thủy tinh Na2O.Al2O3.B2O3 và CaF2 Al2O3.B2O3 Sử dụng lý 26 thuyết trường tinh thể đã xác định các thông số trường tinh thể B20, B22 và B2 tương ứng với các vị trí nói trên 6 Đã chế tạo thành công vật liệu thủy tinh có... của ion Eu3 + [5 9-6 3, 118] Các số liệu phổ huỳnh quang sẽ được sử dụng để tính thông số cường độ các chuyển dời quang học của ion Eu3 + thuộc nội dung chương 4 CHƢƠNG 4 ÁP DỤNG LÝ THUYẾT JUDD-OFELT XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ CƢỜNG ĐỘ CÁC CHUYỂN DỜI QUANG HỌC CỦA ION Eu3 + 4.1 Các chuyển dời phát xạ đặc trƣng của ion Eu3 + 4.2.2 Xác định thông số Judd-Ofelt từ phổ huỳnh quang của Eu3 + Theo lý thuyết Judd-Ofelt,... ion Eu3 +chuyển từ trạng thái trong hệ 2 mức của các tâm ion Eu3 +, ion Eu3 + ở trạng 3+ - thái kích thích, [Eu ] và các tâm lỗ trống oxy, AlOHC (BOHC) Từ các trạng thái kích thích này, điện tử phục hồi về các trạng thái cơ bản Energy (arb units) dựa trên quá trình truyền điện tử e> 2 3 Eu3 + [Eu3 + ]- g> AlOHC Hình 5.24 Mô hình giải thích cơ chế hình thành phổ hole burning ở thủy tinh aluminosilicate pha tạp. .. dựa trên phép đo phổ UV-Vis và phổ ESR (hình5.22 và 5.23) của thủy tinh aluminosilicate trước và sau khi chiếu tia X đã kết luận rằng quá trình chiếu xạ đã phá vỡ cấu trúc mạng và hình thành một số tâm khuyết tật Dựa trên sự phân tích mối liên quan giữa các hiện tượng trên với sự hình thành phổ hole, tác giả đã đề xuất cơ chế của quá trình hole burning ở thủy tinh này như được minh họa trong hình 5.24... giữa các trạng thái trong hệ 2 mức của các tâm ion Eu3 +, ion Eu3 + ở trạng thái kích thích, [Eu3 + ]- và các tâm lỗ trống oxy, AlOHC ở thủy tinh 10Al2O3.90SiO2: Eu3 + 5 % wt, hoặc các tâm lỗ trống oxy BOHC ở thủy tinh 16NaF(16CaF2).73B2O3.10Al2O3: Eu3 + 1 % mol - Tia X đóng vai trò quan trọng đối với sự hình thành các tâm lỗ trống oxy, điều này quyết định tính chất phổ hole burning ở hệ vật liệu này Đây là . của luận án là Nghiên cứu quá trình hole-burning phổ bền vững trong một số vật liệu thủy tinh oxit pha tạp Eu . Mục tiêu của luận án: - Nghiên cứu chế tạo hệ vật liệu thuỷ tinh fluoroalumninoborate. KHOA HỌC VẬT LIỆU NGUYỄN TRỌNG THÀNH NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH HOLE-BURNING PHỔ BỀN VỮNG TRONG MỘT SỐ VẬT LIỆU THỦY TINH OXIT PHA TẠP Eu Chuyên ngành: Khoa học vật liệu Mã số: 62. Na (Ca) pha tạp ion Eu 3+ với tỉ lệ thành phần nền và tạp khác nhau. - Nghiên cứu cấu trúc và tính chất quang của vật liệu chế tạo được. - Nghiên cứu sự ảnh hưởng của liên kết Eu- ligand,