Khảo sát tính chất nhiệt phát quang của ruby

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ CHUYÊN NGÀNH VẬT LÝ CHẤT RẮN - - SEMINAR TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: KHẢO SÁT TÍNH CHẤT NHIỆT PHÁT QUANG CỦA RUBY TỔNG HỢP SVTH: CBHD : Lê Nguyên Giáp ThS Phan Thị Minh Điệp -TP HỒ CHÍ MINH – 2009 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ CHUYÊN NGÀNH VẬT LÝ CHẤT RẮN - - SEMINAR TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: KHẢO SÁT TÍNH CHẤT NHIỆT PHÁT QUANG CỦA RUBY TỔNG HỢP SVTH: CBHD : Lê Nguyên Giáp ThS Phan Thị Minh Điệp -TP HỒ CHÍ MINH – 2009 Lời cảm ơn Lời xin dành đến Cha Mẹ Cha Mẹ sinh thành con, không quản ngại khó nhọc mà nuôi nấng con, an ủi động viên suốt đời Công ơn xin ghi khắc lòng Tiếp xin cảm ơn tất Thầy Cô bao năm qua dạy dỗ, truyền đạt cho kiến thức hữu ích để bƣớc vào đời Đặc biệt xin cảm ơn Thầy Cô môn Vật lý Chất rắn, ngƣời tận tình dạy bảo suốt hai năm chuyên ngành bậc Đại học Em xin gửi lời cảm ơn chân tình đến cô Phan Thị Minh Điệp, cán hƣớng dẫn nhiệt tình giúp đỡ em hoàn thành tốt seminar Cuối muốn cảm ơn tất bạn lớp 05VLCR, ngƣời bạn gần gũi, động viên chia năm tháng Đại học Xin chân thành cảm ơn Tp Hồ Chí Minh, tháng 7-2009 Lê Nguyên Giáp MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU PHẦN A – TÌM HIỂU LÝ THUYẾT CHƢƠNG I – RUBY VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP RUBY I.1 TỔNG QUAN VỀ RUBY I.1.1 Thành phần hóa học I.1.2 Cấu trúc tinh thể I.1.3 Tính chất vật lý quang học I.1.4 Đặc điểm bao thể 10 I.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP RUBY 11 I.2.1 Phƣơng pháp Verneuil 11 I.2.2 Phƣơng pháp Czochralski 13 CHƢƠNG II – HIỆN TƢỢNG NHIỆT PHÁT QUANG 15 II.1 HIỆN TƢỢNG NHIỆT PHÁT QUANG 15 II.1.1 Định nghĩa tƣợng nhiệt phát quang 15 II.1.2 Cơ chế giải thích tƣợng nhiệt phát quang 15 II.2 ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HIỆN TƢỢNG NHIỆT PHÁT QUANG 19 II.2.1 Mô hình động học bậc 19 II.2.2 Mô hình động học bậc hai 25 II.2.3 Mô hình động học bậc tổng quát 30 II.3 GIẢI CHẬP ĐƢỜNG CONG NHIỆT PHÁT QUANG 33 II.3.1 Hệ thiết bị đo đƣờng cong phát quang 33 II.3.2 Các phƣơng pháp giải chập đƣờng cong nhiệt phát quang 34 PHẦN B – THỰC NGHIỆM 39 CHƢƠNG III – XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC CỦA RUBY TỔNG HỢP BẰNG NHIỆT PHÁT QUANG 40 III.1 VẬT LIỆU 40 III.2 ĐƢỜNG CONG PHÁT QUANG CỦA CÁC MẪU 40 III.3 GIẢI CHẬP ĐƢỜNG CONG PHÁT QUANG CỦA MẪU 45 KẾT LUẬN 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 LỜI MỞ ĐẦU Ruby, nhƣ biết, loại khoáng vật quí tự nhiên Nó đƣợc loài ngƣời sử dụng nhƣ loại trang sức đắt tiền từ lâu Ngày nay, với đặc tính quang học xuất sắc, ruby đƣợc sử dụng lĩnh vực khoa học nhƣ công nghệ viễn thông, công nghệ laser, y học … Tuy nhiên nguồn tài nguyên hạn hữu có thời gian hình thành dài, ngƣời tiến hành tổng hợp ruby loại đá quí khác để phục vụ nhu cầu Bên cạnh đó, để hiểu rõ ruby, nhà khoa học tiến hành khảo sát nghiên cứu nhiều loại đá quí Một hƣớng nghiên cứu tính chất nhiệt phát quang ruby Trong seminar này, đề cập đến vấn đề thông qua hai phần: lý thuyết thực nghiệm Phần lý thuyết giới thiệu cho biết nét tổng quan ruby, phƣơng pháp tổng hợp ruby tƣợng nhiệt phát quang Ở phần thực nghiệm, tiến hành xử lý, đo đƣờng nhiệt phát quang xác định thông số bẫy mẫu ruby tổng hợp, lấy làm sở cho nghiên cứu khác ruby Do thời gian ngắn mức độ tìm hiểu vấn đề chƣa sâu, seminar tránh khỏi thiếu sót Vì mong nhận đƣợc đóng góp giúp đỡ Thầy Cô bạn PHẦN A TÌM HIỂU LÝ THUYẾT CHƢƠNG I RUBY VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP RUBY I.1 TỔNG QUAN VỀ RUBY I.1.1 Thành phần hóa học Ruby (cùng với Sapphire) thuộc nhóm khoáng vật Corundum, có công thức hóa học Al2O3 Corundum tinh khiết sapphire không màu, kết màu sắc ruby lƣợng nhỏ Crom đƣợc pha tạp vào màu xanh sapphire lƣợng nhỏ nguyên tố sắt titan I.1.2 Cấu trúc tinh thể Corundum khoáng vật nhôm: Al2O3, kết tinh hệ lục phƣơng, có hình dạng thƣờng gặp lăng trụ, hình mặt, hai tháp phƣơng… Hình I.1: Mô hình cấu trúc tinh thể ruby Corundum kết tinh biến thể ba phƣơng tinh hệ phƣơng, thuộc lớp 32/m với yếu tố đối xứng sau:  Một trục đối xứng bậc ba, mà tƣợng trƣng cho trục bậc đảo  Ba trục đối xứng bậc vuông góc với trục bậc  Ba mặt phẳng đối xứng vuông góc với trục bậc cắt dọc theo trục có thứ tự cao  Một tâm đối xứng I.1.3 Tính chất vật lý quang học  Cát khai: Ruby, saphia cát khai, nhƣng tách theo số hƣớng định  Vết vỡ: vỏ sò  Độ cứng: Ruby, saphia có độ cứng tƣơng đối (theo thang Mohs), đứng sau kim cƣơng Độ cứng ruby, saphia biến đổi theo hƣớng khác  Tỷ trọng: Ruby: 3.95 – 4.05, thƣờng 4,00  Độ suốt: Từ suốt đến đục  Ánh: Mặt vỡ thƣờng có ánh thuỷ tinh; mặt mài bóng thƣờng có ánh từ thuỷ tinh đến gần ánh lửa  Chiết suất: 1.766 – 1.774  Lƣỡng chiết suất: 0.008  Độ tán sắc: 0.018  Các hiệu ứng quang học: Hiện tƣợng ánh đặc trƣng nhất, tƣợng mắt mèo gặp Ngoài gặp hiệu ứng đổi màu (hiệu ứng Alexandrit), màu viên đá thay đổi từ lam đến tía từ lục đến nâu phớt đỏ Hình I.2: Hiện tượng ánh ruby I.1.4 Đặc điểm bao thể Trong ruby có mặt phổ biến bao thể dạng khác nhau, gồm bao thể “rắn” “hỗn hợp” nhƣ: rutin, granat, biotit, apatit, fenspat, canxit,… Hình I.3: Một số loại bao thể có ruby 10  Với động học bậc hai: Const  s ' n02 , tƣơng tự ta biết n0 ta tính đƣợc s’  Với động học bậc tổng quát: Const  s " n0 , biết n0 ta tìm đƣợc s” Nhƣ phƣơng pháp sƣờn lên ban đầu áp dụng cho mô hình động học miễn sƣờn lên đỉnh (không có chồng chập sƣờn lên đỉnh khác) Hình II.17: Phương pháp sườn lên ban đầu Trên hình II.17, ô vuông đƣợc vẽ từ số liệu thực nghiệm, đƣờng thẳng liền nét đƣờng fitting tốt qua điểm thực nghiệm Cần lƣu ý phƣơng pháp sƣờn lên ban đầu nhạy cảm với số lƣợng điểm thực nghiệm đƣợc chọn Vì áp dụng phƣơng pháp phải lƣu ý vài điểm sau:  Cần phải chọn số điểm đƣợc nhiều tốt nhiều điểm thực nghiệm nằm đƣờng thẳng kết fit đáng tin cậy Tuy nhiên số điểm lớn phƣơng pháp sƣờn lên không áp dụng đƣợc 37  Độ xác kết fitting theo đƣờng thẳng điểm thực nghiệm đƣợc đánh giá qua giá trị R2 gọi độ tin cậy kết fitting thể qua số có giá trị từ đến R2 = (1-mse)2 mse: sai số quân phƣơng trung bình việc fitting đƣờng thẳng qua điểm thực nghiệm Đƣờng fitting tốt đƣờng ứng với giá trị R2 lớn Trong việc fitting số liệu thực nghiệm theo đƣờng thẳng hình II.17, R2 có giá trị 0.9995 38 PHẦN B THỰC NGHIỆM 39 CHƢƠNG III XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC CỦA RUBY TỔNG HỢP BẰNG NHIỆT PHÁT QUANG III.1 VẬT LIỆU Ruby tổng hợp từ phƣơng pháp Verneuil đƣợc cắt thành mẫu có kích thƣớc 3mm x 3mm x 1mm Sau vật liệu đƣợc chia thành nhiều nhóm để khảo sát đƣờng phát quang theo nhiệt độ ủ khác nhau, với thời gian ủ cố định 20 phút Điều kiện ủ nhiệt chiếu xạ mẫu đƣợc ghi cụ thể bảng Bảng 1: Nhiệt độ ủ liều chiếu xạ tia γ mẫu ruby Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Nhiệt độ ủ (0C) 600 600 750 750 900 900 Thời gian ủ (phút) 20 20 20 20 20 20 Liếu chiếu xạ tia γ (KGy) 8 III.2 ĐƢỜNG PHÁT QUANG CỦA CÁC MẪU Đƣờng phát quang mẫu đƣợc đo Bộ môn Vật lý Chất rắn trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên TPHCM Các thông số ban đầu đƣợc thiết lập nhƣ sau:  Tốc độ nâng nhiệt: β = 10C/s  Nhiệt độ ban đầu: 380C  Nhiệt độ kết thúc: 3880C 40 Từ hình III.1 đến III.6 giới thiệu đƣờng phát quang mẫu đến mẫu Hình III.1: Đường phát quang mẫu Nhiệt độ ủ: 6000C Thời gian ủ: 20 phút Liều chiếu xạ tia γ: KGy Hình III.2: Đường phát quang mẫu Nhiệt độ ủ: 6000C Thời gian ủ: 20 phút Liều chiếu xạ tia γ: KGy Với mẫu 2, ta thấy nhiệt độ đỉnh có cƣờng độ cao 2120C 41 Hình III.3: Đường phát quang mẫu Nhiệt độ ủ: 7500C Thời gian ủ: 20 phút Liều chiếu xạ tia γ: KGy Với mẫu 3, nhiệt độ đỉnh có cƣờng độ cao 2300C Hình III.4: Đường phát quang mẫu Nhiệt độ ủ: 7500C Thời gian ủ: 20 phút Liều chiếu xạ tia γ: KGy 42 Hình III.5: Đường phát quang mẫu Nhiệt độ ủ: 9000C Thời gian ủ: 20 phút Liều chiếu xạ tia γ: KGy Với mẫu 5, nhiệt độ đỉnh có cƣờng độ cao 2210C Hình III.6: Đường phát quang mẫu Nhiệt độ ủ: 9000C Thời gian ủ: 20 phút Liều chiếu xạ tia γ: KGy 43 Từ kết thu đƣợc ta có số nhận xét nhƣ sau:  Đối với mẫu 1, 4, 6: hệ đo không thu đƣợc tín hiệu nhiệt phát quang mẫu  Đối với mẫu 2, 3, 5: đƣờng phát quang mẫu nhìn chung có đỉnh chính, với cƣờng độ lớn dao động khoảng từ 2120C đến 2300C Mẫu đƣợc ủ nhiệt độ 6000C, có nhiệt độ đỉnh 2120C Khi nhiệt độ độ tăng lên 7500C vị trí đỉnh dịch chuyển phía nhiệt độ cao Tuy nhiên nhiệt độ ủ lên đến 9000C vị trí đỉnh lại dịch chuyển phía nhiệt độ thấp Vì số lƣợng mẫu đƣợc khảo sát ta chƣa rút đƣợc quy luật ảnh hƣởng nhiệt độ lên vị trí đỉnh phát quang vật liệu Đƣờng phát quang thu đƣợc từ thực nghiệm có hình dạng vị trí đỉnh cực đại trùng khớp với số kết nghiên cứu tác giả giới Tác giả Zhang C cộng [8] khảo sát tính chất nhiệt phát quang ruby tổng hợp với nhiệt độ ủ 6000C 20 phút sau chiếu xạ vật liệu tia γ với liều chiếu 100Gy Dải nhiệt độ mà tác giả thực để ghi đƣờng phát quang mẫu từ khoảng 50 – 3000C Hình III.7 đƣờng phát quang mẫu mà tác giả thu đƣợc 44 Hình III.7: Đƣờng phát quang ruby theo nghiên cứu tác giả Zhang C cộng [8] Từ hình III.7 ta thấy đƣờng nhiệt phát quang ruby mà [8] thu đƣợc có đỉnh nhiệt độ khoảng 2150C Ngoài có hai đỉnh với cƣờng độ nhỏ khoảng nhiệt độ từ 50 – 1000C khoảng gần 3000C III.3 GIẢI CHẬP ĐƢỜNG CONG PHÁT QUANG CỦA MẪU Chúng chọn đƣờng phát quang mẫu để giải chập xem đƣờng phát quang có đỉnh xác định thông số động học đỉnh Đƣờng phát quang mẫu đƣờng cong tổng hợp tín hiệu vật liệu nền, sau chọn đƣợc mẫu với tín hiệu phát quang hình dạng tốt, để thu đƣợc xác đƣờng phát quang I(T) mẫu, tiến hành đo tín hiệu nền, để từ lọc tín hiệu phát quang thực vật liệu 45 Hình III dƣới hình tín hiệu Hình III.8: Tín hiệu phông Sau trừ tín hiệu ta có đƣờng phát quang mẫu nhƣ hình III.9 Hình III.9: Đường phát quang mẫu sau trừ tín hiệu 46 Tiếp theo sử dụng phƣơng pháp sƣờn lên ban đầu để tìm vị trí mức lƣợng vật liệu sau dùng phƣơng pháp fitting để tìm số lƣợng đỉnh thông số động học đỉnh Áp dụng phƣơng pháp sƣờn lên ban đầu cho 14 điểm thực nghiệm tính từ vị trí cƣờng độ đƣờng phát quang khác ta thu đƣợc giá trị lƣợng E thông số s” đỉnh là: E = 0.9112 (eV), s” = 0.771.109 s-1 với độ tin cậy cao R2 = 0.9994 Hình III.10: Áp dụng phương pháp sườn lên ban đầu cho 14 điểm thực nghiệm Trong hình III.10, ô vuông giá trị thực nghiệm đƣợc vẽ với 14 cặp giá trị LnI(T) 1/T Đƣờng liền nét đƣờng fitting tốt qua điểm thực nghiệm Sau có giá trị E s” đỉnh đƣờng phát quang tổng hợp, sử dụng phƣơng pháp fitting tự để tìm số đỉnh thông số bẫy đỉnh nhƣ kết sơ ban đầu nghiên cứu ruby tổng hợp 47 Với điều kiện có đƣợc giá trị E s” đỉnh phƣơng pháp sƣờn lên ban đầu, cách fitting ta lựa chọn giá trị E, s” b cho đƣờng cong lý thuyết trùng với đƣờng cong thực nghiệm Khi ta giải chập thành công đƣờng cong phát quang I(T) mẫu xác định đƣợc thông số bẫy mẫu Hình III.11: Giải chập đường phát quang ruby tự nhiên phương pháp fitting kết hợp với phương pháp sườn lên ban đầu Trong hình III.11 , đƣờng có dấu chấm màu đen đƣờng thực nghiệm, đƣờng liền nét màu đỏ đƣờng lý thuyết Các đƣờng thấp dƣới đỉnh đơn thu đƣợc từ giải chập Kết thu đƣợc sau fitting tự đƣờng cong phát quang mẫu cho thấy đƣờng cong gồm đỉnh Thông số đỉnh đƣợc ghi lại nhƣ bảng 48 Bảng 2: Các giá trị thông số bẫy thu từ phương pháp fitting tự kết hợp phương pháp sườn lên ban đầu E Đỉnh Đỉnh Đỉnh Đỉnh Đỉnh 0.9112 1.1000 1.2163 1.3300 1.4500 0.7714.109 6.109 14.109 15.109 6.9.109 1.67 1.35 1.5 1.7 1.4 (eV) s” (s-1) b Qua việc giải chập ta thấy có đỉnh chính, tức đỉnh 2, nhiệt độ 2250C có thông số E = 1.1000 eV, s” = 14.109, b = 1.35 Có thể tham khảo số kết tác giả Zhang C cộng [8] việc giải chập đƣờng phát quang ruby tổng hợp với β = 10C/s nhƣ phần thực nghiệm làm: E = 1.231 (eV), s = 2.77 x 1012 (s-1), b = Nhƣ vậy, cách ứng dụng lý thuyết nhiệt phát quang phƣơng pháp giải chập đƣờng cong nhiệt phát quang I(T), xác định đƣợc thông số bẫy ruby nhân tạo 49 KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu, nắm đƣợc nét khái quát ruby tổng hợp nhƣ tính chất vật lý – hóa học, cấu trúc tinh thể ruby, phƣơng pháp tổng hợp ruby… Bên cạnh đó, đề cập đến số lý thuyết tƣợng nhiệt phát quang ứng dụng lý thuyết vào việc xác định thông số bẫy ruby tổng hợp, từ có đƣợc nhìn rõ ruby Ý KIẾN Do khuôn khổ seminar thời gian tìm hiểu không nhiều, biết cách sơ ruby Nếu có điều kiện, tiến hành thực thêm số bƣớc sau để có đƣợc tranh toàn cảnh ruby tổng hợp:  Tìm hiểu sâu phƣơng pháp tổng hợp ruby, từ so sánh rút đƣợc ƣu khuyết điểm phƣơng pháp  Tiến hành khảo sát thông số vật lý ruby tổng hợp nhiệt độ cao hơn, từ giúp ta hiểu sâu cấu trúc tâm bẫy ruby tổng hợp 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trƣơng Quang Nghĩa, Nhiệt phát quang ứng dụng (2008), Nxb Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh [2] John Sinkankas, Gemology - An Annotated Bibliography - Vol.2 (1993) [3] Richard W Hughes, Ruby & Sapphire (1997) [4] Peter Read, Gemmology 3rd edition (2005) [5] Kortov, V S., Milman, I I., Kirpa, V I and Lesz, Ja Some features of a-Al2O3 dosimetric thermoluminescent crystals Radiat Prot Dosim 55, 279–283 (1994) [6] Kitis, G., Papadopoulos, J G., Charalambous, S and Tuyn, J W N The influence of heating rate on the response and trapping parameers of a-Al2O3:C Radiat Prot Dosim 55, 183–190 (1994) [7] McKeever, S W S., Moscovitch, M and Townsend, P D Thermoluminscence Dosimetry Materials: Properties and Uses (Ashford, UK: Nuclear Technology Publishing) (1995) [8] Zhang, C, X., Lin, L B., Tang, Q., Leung, P L., Li,M.and Luo, D L Thermoluminescence and opticalstimulated luminescence of undoped a-Al2O3:C singlecrystals Acta Phys Sin 53, 291–295 (2004) 51 [...]... CONG NHIỆT PHÁT QUANG II.3.1 Hệ thiết bị đo đƣờng cong nhiệt phát quang Hệ thiết bị đo đƣờng cong phát quang phải đảm bảo hai diều kiện cơ bản sau:  Đƣờng tăng của nhiệt độ theo thời gian (gọi là đƣờng quét nhiệt) phải là đƣờng thẳng và phải đƣợc lặp đi lặp lại sau mỗi lần đo, tức là nhiệt độ đầu và cuối cũng nhƣ tốc độ nâng nhiệt β của mỗi lần quét nhiệt phải đƣợc lặp lại  Hệ thu tín hiệu phát quang. .. (bằng cách quay) thanh ra khỏi nồi sản phẩm là thỏi ruby hình trụ dài khoảng vài chục cm đƣờng kính tới 10 cm, quá trình nuôi diễn ra khoảng 25 giờ, tốc độ kéo 6 - 25 mm/h Hình I.7: Ruby tổng hợp bằng phương pháp Czochralski 14 CHƢƠNG II HIỆN TƢỢNG NHIỆT PHÁT QUANG II.1 HIỆN TƢỢNG NHIỆT PHÁT QUANG II.1.1 Định nghĩa hiện tƣợng nhiệt phát quang Nhiệt phát quang (Thermo-Stimulated Luminescence hay ngắn ngọn... nhiều đỉnh và phổ phát quang có thể trải dài trên những vùng phổ khác nhau II.2 ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HIỆN TƢỢNG NHIỆT PHÁT QUANG Hiện nay trong nhiệt phát quang, ngƣời ta sử dụng ba mô hình để giải thích cho hiện tƣợng nhiệt phát quang Đó là mô hình động học bậc một, bậc hai và tổng quát II.2.1 Mô hình động học bậc một Trong mô hình này ngƣời ta giả thiết là bỏ qua quá trình tái bẫy của electron, tức là... vậy ta phải cung cấp một lƣợng nhiệt nhiều hơn mới có khả năng giải thoát electron: vị trí của đỉnh nằm phía nhiệt độ cao  Sự phụ thuộc của I (T ) theo tốc độ quét nhiệt  Hình II.8 giới thiệu sự thay đổi của vị trí cũng nhƣ cƣờng độ phát quang của một đỉnh động học bậc một theo tốc độ quét nhiệt β (0C/s) Các tốc độ quét nhiệt đƣợc ghi rõ trong hình Các đƣờng cong đƣợc tính với các giá trị sau: E=1.15... thì cƣờng độ phát quang cũnh nhƣ diện tích giới hạn bởi đƣờng cong và trục hoành cũng lớn theo Ứng dụng điều này mà trong các phép đo nhiệt phát quang khi định tuổi (thuật ngữ tiếng Anh là dating) các công trình cổ ngƣời ta thƣờng chọn tốc độ nâng nhiệt của mẫu rất cao (từ 15 0 C / s đến 20 0 C / s ) để tăng cƣờng độ phát quang của mẫu vì thƣờng các mẫu trong định tuổi có cƣờng độ phát quang rất yếu... lƣợng ion hóa trƣớc II.1.2 Cơ chế giải thích hiện tƣợng nhiệt phát quang Trong phần này chúng ta đƣa ra một mô hình đơn giản để giải thích hiện tƣợng nhiệt phát quang Đó là mô hình nguyên tử cô lập Để mô hình có tính hiện thực hơn, chúng ta phải đặt các nguyên tử trong cấu trúc mạng tinh thể của chúng 15 Vì rằng vật liệu nhiệt phát quang là các chất điện môi hoặc bán dẫn nên theo lý thuyết vùng năng... với phổ của đa số vật liệu phát ra, tức là vùng phổ của ánh sáng nhìn thấy đƣợc (gọi là vùng khả kiến) Chúng ta biết rằng, muốn thu đƣợc đồ thị I(T) thì phải chủ động nâng nhiệt độ của mẫu, đọc các giá trị nhiệt độ T đồng thời với việc đọc cƣờng độ ánh sáng I, sau đó vẽ đồ thị I(T) ta sẽ thu đƣợc đƣờng cong phát quang của vật liệu Từ những nhận xét đó ta thấy hệ thiết bị đo đƣờng cong phát quang phải... đường cong phát quang bậc một ứng với các giá trị khác nhau của n0 Từ đồ thị ta có các nhận xét sau đây:  Khi n0 càng lớn thì cƣờng độ phát quang cũng càng lớn Diện tích giới hạn giữa đƣờng cong và trục hoành cũng càng lớn  Nhiệt độ Tm tại đó cƣờng độ phát quang cực đại hoàn toàn không phụ thuộc n0 Nói khác đi, vị trí cực đại của đỉnh giữ nguyên theo n0 Đặc điểm này cùng với dạng bất đối xứng của đƣờng... một vật liệu cách điện (điện môi) hoặc một chất bán dẫn phát ra ánh sang khi bị nung nóng nếu trƣớc đó vật liệu đã đƣợc chiếu xạ một cách có chủ đích hay tình cờ bởi các tia bức xạ ion hóa (tia α, β, γ, X …) Các đặc điểm của hiện tƣợng nhiệt phát quang rút ra từ định nghĩa:  Vật liệu phải là chất điện môi hoặc bán dẫn, kim loại không có hiện tƣợng nhiệt phát quang  Vật liệu phải đƣợc chiếu xạ ion hóa... có chủ đích hoặc tình cờ  Sau khi vật liệu đã phát quang, ta không thể làm cho nó phát quang trở lại chỉ bằng cách nung nhiệt một lần nữa Muốn cho vật liệu phát quang trở lại thì nhất thiết phải chiếu xạ lại vật liệu trƣớc khi nung Qua đó chúng ta thấy rõ nhiệt không phải là nguyên nhân gây ra hiện tƣợng, nó chỉ là nhân tố kích thích Nguyên nhân phát quang nằm ở chỗ vật liệu đã hấp thụ năng lƣợng ... ruby, phƣơng pháp tổng hợp ruby tƣợng nhiệt phát quang Ở phần thực nghiệm, tiến hành xử lý, đo đƣờng nhiệt phát quang xác định thông số bẫy mẫu ruby tổng hợp, lấy làm sở cho nghiên cứu khác ruby. .. Hình III.7 đƣờng phát quang mẫu mà tác giả thu đƣợc 44 Hình III.7: Đƣờng phát quang ruby theo nghiên cứu tác giả Zhang C cộng [8] Từ hình III.7 ta thấy đƣờng nhiệt phát quang ruby mà [8] thu đƣợc... tổng hợp ruby loại đá quí khác để phục vụ nhu cầu Bên cạnh đó, để hiểu rõ ruby, nhà khoa học tiến hành khảo sát nghiên cứu nhiều loại đá quí Một hƣớng nghiên cứu tính chất nhiệt phát quang ruby Trong