chế tạo vật liệu nhiệt phát quang caso4 dy3+ và xác định các thông số động học của nó

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG CHẾ TẠO VẬT LIỆU NHIỆT PHÁT QUANG CaSO4:Dy3+ VÀ XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ ĐỘNG HỌC CỦA NĨ S K C 0 9 MÃ SỐ: T2010 - 76 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA: KHOA HỌC CƠ BẢN BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG CHẾ TẠO VẬT LIỆU NHIỆT PHÁT QUANG CaSO4:Dy3+ VÀ XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ ĐỘNG HỌC CỦA NĨ MÃ SỐ: T2010-76 Chủ nhiệm đề tài: ThS Lê Sơn Hải Thành viên đề tài: ThS Trần Phú Cường CN Huỳnh Chí Cường TP HỒ CHÍ MINH, 02/2010 _ Mục lục THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Danh mục g Danh mục hình LỜI MỞ ĐẦU 10 Chương – TỔNG QUAN 12 1.1 Lý thuyết nhiệt phát quang 12 1.1.1 Đònh nghóa 12 1.1.2 Giới thiệu lòch sử xây dựng lý thuyết 12 1.1.3 Các sai hỏng cấu trúc mạng tinh thể: 12 1.1.4 Mô tả trình nhiệt phát quang 14 1.1.5 Đường cong nhiệt phát quang 16 1.1.6 Mô hình động học 18 1.1.7 Các phương pháp thực nghiệm nghiên cứu nhiệt phát quang 28 1.1.8 Giải chập đường cong nhiệt phát quang 33 1.2 Các kết nghiên cứu vật liệu CaSO4:Dy 48 Chương – KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 50 2.1 Điều chế phương pháp tái kết tinh 50 2.1.1 Vật liệu dụng cụ 50 2.1.2 Cơ sở lý thuyết quy trình điều chế 50 2.1.3 Sản phẩm 52 2.2 Điều chế phương pháp nung 53 2.2.1 Vật liệu dụng cụ 53 2.2.3 Sản phẩm 54 2.3 Chiếu xạ ghi nhận đường nhiệt phát quang tích phân 54 2.3.1 Chiếu xạ 54 2.3.2 Ghi nhận đường nhiệt phát quang tích phân 55 2.4 Phân tích đường nhiệt phát quang tích phân: 59 2.4.1 Mẫu ”Taikettinh” 59 2.4.2 Mẫu “Nung” 61 2.4.3 Kết 69 Chương – BÀN LUẬN 72 Danh mục cơng trình 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 _ _ THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thơng tin chung: - Tên đề tài: Chế tạo vật liệu nhiệt phát quang CaSO4:Dy3+và xác định thơng số động học - Mã số:T2010-76 - Chủ nhiệm: ThS Lê Sơn Hải - Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện: từ 6/2010 đến 2/2011 Mục tiêu: - Điều chế CaSO4:Dy3+ hai phương pháp: tái kết tinh phương pháp nung - Xác định thơng số động học CaSO4:Dy3+ sở mơ hình vật lý kết nhận từ thực nghiệm Tính sáng tạo: - Đã điều chế thành cơng vật liệu nhiệt phát quang CaSO4: Dy3+ dạng bột phương pháp tái kết tinh phương pháp nung - Bằng phương pháp giải chập kết hợp phương pháp phụ trợ khác, xác định thơng số động học theo mơ hình OTOR năm bảy đỉnh vật liệu CaSO4: Dy3+ điều chế từ phương pháp nung Kết nghiên cứu: Kết nghiên cứu đề tài mục tiêu đặt mục Sản phẩm: - Vật liệu nhiệt phát quang CaSO4:Dy3+ điều chế từ phương pháp tái kết tinh nung - Các thơng số động học CaSO4:Dy3+ điều chế từ phương pháp Hiệu quả: - Vật liệu nhiệt pháp quang CaSO4:Dy điều chế theo quy trình thơng số phù hợp có ba đỉnh 1800C, 2200C, 3000C _ _ - Bằng phương pháp giải chập kết hợp phương pháp phụ trợ khác, xác định thơng số năm bảy đỉnh vật liệu CaSO4:Dy điều chế từ phương pháp nung Ngày tháng năm 2011 Tr ưởng đơn vị Chủ nhiệm đề tài Lê Sơn Hải _ _ INFORMATION ON RESEARCH RESULTS Gener al infor mation: Project title: Synthesis thermo-luminescence material CaSO4:Dy3+ and determine the dynamic parameter Code number: T2010-76 Coordinator: MSc Le Son Hai Implementing institution: University Of Technical Education Ho Chi Minh City Duration: from 6/2010 to 2/2011 Objective(s): - Synthesis CaSO4:Dy3+ by two methods: re-crystallization and heat - Determine CaSO4:Dy3+ dynamic parameter from physics model and experiment results Cr eativeness and innovativeness: - Successfully synthesis CaSO4:Dy3+ thermo-luminescence powder by recrystallization and heat method - By deconvolution and other support method, five of seven peak of CaSO4:Dy3+ synthesized by heat had been calculated to determine dynamic parameter in OTOR model Resear ch r esults: - Synthesis CaSO4:Dy3+ by two methods: re-crystallization and heat - Determine CaSO4:Dy3+ dynamic parameter from physics model and experiment results _ _ Pr oducts: - Thermo-luminescence material CaSO4:Dy3+ - CaSO4:Dy3+ dynamic parameter Effects, tr ansfer alter natives of r eser ach r esults and applicability: - All CaSO4:Dy3+ synthesized also have three peak 1800C, 2200C, 3000C - By deconvolution and other support method, five of seven peak of CaSO4:Dy3+ synthesized by heat had been calculated to determine dynamic parameter in OTOR model _ _ Danh mục g Bảng 2.1 Các thông số bẫy thực nghiệm làm khớp tự đường cong nhiệt phát quang tích phân vật liệu CaSO4:Dy điều chế phương pháp tái kết tinh 60 Bảng 2.2 Các thông số bẫy thực nghiệm làm khớp tự đường cong nhiệt phát quang tích phân vật liệu CaSO4:Dy điều chế phương pháp nung.62 Bảng 2.3 Bảng tóm tắt thông số năm đỉnh CaSO4:Dy điều chế từ phương pháp nung Các thông số xác đònh từ phương pháp phụ trợ: (a) Phương pháp sườn lên ban đầu; (b) Phương pháp Chen; (c) Phương pháp xóa nhiệt; (d) Phương pháp toàn đỉnh (đỉnh 1) 70 Bảng 2.4 Bảng tóm tắt thông số năm đỉnh CaSO4:Dy điều chế từ phương pháp nung Các thông số xác đònh từ phương pháp giải chập làm khớp có điều kiện năm đỉnh 70 _ _ Danh mục hình Hình 1.1 Sai hỏng Frenkel 13 Hình 1.2 Sai hỏng Shottky 13 Hình 1.3 Sai hỏng sai hỏng lẫn 14 Hình 1.4 Mô hình đơn giản nhiệt phát quang bao gồm hai mức hạt tải điện điện tử: mức T–bẫy điện tử (Trap) mức RC–bẫy lỗ trống đóng vai trò tâm tái hợp (Recombination Center–RC) Mức nằm mức Fermi–Ef, mức Fermi mức De mà điện tử có xác suất tái hợp xác suất thoát bẫy kích thích nhiệt Các dòch chuyển cho phép: 14 Hình 1.5 Sự tương quan xác suất giải thoát điện tử khỏi bẫy đơn vò thời gian, nồng độ điện tử bẫy cường độ nhiệt phát quang bắt đầu nhiệt độ Ti đến đỉnh cực đại Tm kết thúc nhiệt độ Tf 17 Hình 1.6 Tính chất phương trình nhiệt phát quang theo mô hình động học bậc biểu diễn dạng đồ thò thay đổi (a) theo n0 (b) theo Et (c) theo b (d) theo s Cường độ nhiệt phát quang tỷ đối tỷ số cường độ tính sau lần thay đổi đỉnh cường độ chuẩn ứng với n0 =N=1022m-3; b =1oC.s-1; Et =1eV; s = 1010s-1 22 Hình 1.7 Tính chất phương trình nhiệt phát quang theo mô hình động học bậc hai biểu diễn dạng đồ thò thay đổi (a) theo n0 (b) theo Et (c) theo b (d) theo s” Cường độ nhiệt phát quang tỷ đối tỷ số cường độ tính sau lần thay đổi đỉnh cường độ chuẩn ứng với n0 =N=1022m-3; b =1oC.s-1; Et =1eV; s”=1010s-1; R=1 26 Hình 1.8 So sánh đường nhiệt phát quang động học bậc (bª1), bậc hai (bª2) bậc trung gian (b=1,5) Cường độ nhiệt phát quang tỷ đối tỷ số cường độ tính sau lần thay đổi đỉnh cường độ chuẩn ứng với n0 =N =1m-3; b =1oC.s-1; Et =1eV; s” =s=1010s-1; bª1; R=1 27 Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo hệ đo nhiệt phát quang tích phân 29 Hình 1.10 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo hệ đo phổ nhiệt phát quang 30 Hình 1.11 Mô tả trình PTTL 31 Hình 1.12 Sơ đồ quy trình thực nghiệm đo PTTL 32 Hình 1.13 Phần sườn lên ban đầu đường nhiệt phát quang 36 Hình 1.14 Đường TL gồm hai đỉnh TL phủ lên Tuy nhiên, dùng phương pháp xóa nhiệt để tách đỉnh khỏi đỉnh ngược lại; áp dụng phương pháp sườn lên ban đầu cho đỉnh mà không bò ảnh hưởng đỉnh 38 Hình 1.15 Cách tính diện tích n(T) phương pháp toàn đỉnh 38 _ _ Hình 1.16 Trình bày đường fit theo phương trình (1.14) với trò số b khác độ tin cậy trình fit trường hợp 40 Hình 1.17 Hai vò trí đỉnh cực đại TM1, TM2 ứng với hai tốc độ nâng nhiệt b1, b2 41 Hình 1.18 Đònh nghóa thông số w, t, d hình dạng đỉnh theo phương pháp Chen 46 Hình 1.19 Sự liên hệ bậc động học b với thừa số dạng hình học m= d/ w g= d/t 47 Hình 1.20 Đường nhiệt phát quang CaSO4 pha tạp Mn (theo Fowler & Attix, 1966) pha tạp đất (theo Yamashita et al, 1971) 49 Hình 2.1 Sơ đồ quy trình điều chế CaSO4:Dy phương pháp tái kết tinh 51 Hình 2.2 Hệ điều chế CaSO4:Dy phương pháp tái kết tinh 52 Hình 2.3 Sơ đồ quy trình điều chế CaSO4:Dy phương pháp nung 53 Hình 2.4 Sơ đồ chi tiết ba khối chức hệ thống đo đường TL tích phân 56 Hình 2.5 Hệ thống đo đường TL tích phân môn chất rắn khoa vật lý Trường ĐH KHTN 56 Hình 2.6 Sơ đồ quy trình ghi nhận đường TL tích phân 57 Hình 2.7 Đường cong nhiệt phát quang tích phân vật liệu CaSO4:Dy điều chế phương pháp tái kết tinh 58 Hình 2.8 Đường cong nhiệt phát quang tích phân vật liệu CaSO4:Dy điều chế phương pháp nung 59 Hình 2.9 Đường cong nhiệt phát quang tích phân vật liệu CaSO4:Dy điều chế phương pháp tái kết tinh làm khớp tự với sáu đỉnh Đường liền nét đường làm khớp, đường đứt nét đỉnh làm khớp, chấm tròn số liệu thực nghiệm 60 Hình 2.10 Đường cong nhiệt phát quang tích phân vật liệu CaSO4:Dy điều chế phương pháp nung làm khớp tự với bảy đỉnh Đường liền nét đường làm khớp, đường đứt nét đỉnh làm khớp, chấm tròn số liệu thực nghiệm 62 Hình 2.11a Đường cong nhiệt phát quang từ đỉnh đến đỉnh (liền nét) đường cong nhiệt phát quang xóa đỉnh nhiệt độ 87oC (đứt nét) 63 Hình 2.11b Đường thẳng làm khớp (liền nét) theo số liệu thực nghiệm đỉnh chưa tách (hình tròn) phương pháp sườn lên ban đầu 63 Hình 2.12a Đường cong nhiệt phát quang đỉnh sau tách 64 Hình 2.12b Đường thẳng làm khớp (liền nét) theo số liệu thực nghiệm đỉnh (hình tròn) phương pháp sườn lên ban đầu 64 Hình 2.13a Xác đònh thô bậc động học b=1,70 đỉnh ứng với đường thẳng cho độ tin cậy R2=99,77 cao 64 _ 65 _ · Áp dụng phương pháp sườn lên ban đầu cho đường cong nhiệt phát quang từ đỉnh đến đỉnh (đường liền nét hình 2.14a) với thông số cho hình 2.14b, nhận được: E2=1,440eV s[E2]=0,007 Index=24; Length=12; R2=99,96 Hình 2.14a Đường cong nhiệt phát quang từ đỉnh đến đỉnh (liền nét) đường cong nhiệt phát quang xóa đỉnh nhiệt độ 124oC (đứt nét) Hình 2.14b Đường thẳng làm khớp (liền nét) theo số liệu thực nghiệm đỉnh chưa tách (hình tròn) phương pháp sườn lên ban đầu · Xóa nhiệt đỉnh nhiệt độ 124oC 10phút lấy đường liền nét trừ cho đường đứt nét hình 2.14a, nhận được: đỉnh 2, xem hình 2.15a a Áp dụng phương pháp sườn lên ban đầu cho đường cong nhiệt phát quang đỉnh với thông số cho hình 2.15b, nhận được: E2=1,442eV s[E2]=0,006 (xem phụ lục 9) b Áp dụng phương pháp Chen cho đường cong nhiệt phát quang đỉnh với thông số cho hình 2.15a, nhận được: E2=1,37eV D[E2]=0,10eV; b2=2,0 D[b2]=0,3 _ 66 _ Index=24; Length=12; R2=99,97 d=19,5 Dd=1,0 w=37,2 Dw=1,0 m=0,52 Dm=0,02 Hình 2.15a Đường cong nhiệt phát quang đỉnh sau tách Hình 2.15b Đường thẳng làm khớp (liền nét) theo số liệu thực nghiệm đỉnh (hình tròn) phương pháp sườn lên ban đầu - Đỉnh đơn thứ 4: · Không xóa nhiệt -> Không tách đỉnh đơn thứ Bởi vì, đỉnh chồng chập lên phần sườn lên chúng - Đỉnh đơn thứ 5: · Áp dụng phương pháp sườn lên ban đầu cho đường cong nhiệt phát quang từ đỉnh đến đỉnh (đường liền nét hình 2.16a) với thông số cho hình 2.16b, nhận được: E5=1,276eV s[E5]=0,049 _ 67 _ Index=67; Length=9; R2=99,68 Hình 2.16a Đường cong nhiệt phát quang từ đỉnh đến đỉnh (liền nét) đường cong nhiệt phát quang xóa đỉnh nhiệt độ 212oC (đứt nét) Hình 2.16b Đường thẳng làm khớp (liền nét) theo số liệu thực nghiệm đỉnh chưa tách (hình tròn) phương pháp sườn lên ban đầu · Xóa nhiệt đỉnh nhiệt độ 212oC 20phút lấy đường liền nét trừ cho đường đứt nét hình 2.16a, nhận được: đỉnh 5, xem hình 2.17a a Áp dụng phương pháp sườn lên ban đầu cho đường cong nhiệt phát quang đỉnh với thông số cho hình 2.17b, nhận được: E5=1,250eV s[E5]=0,036 Index=67; Length=9; R2=99,82 d=32,7 Dd=1,0 w=67,2 Dw=1,0 m=0,49 Dm=0,01 Hình 2.17a Đường cong nhiệt phát quang đỉnh sau tách Hình 2.17b Đường thẳng làm khớp (liền nét) theo số liệu thực nghiệm đỉnh (hình tròn) phương pháp sườn lên ban đầu _ 68 _ b Áp dụng phương pháp Chen cho đường cong nhiệt phát quang đỉnh với thông số cho hình 2.17a, nhận được: E5=1,21eV D[E5]=0,05eV; b5=1,6 D[b5]=0,2 - Đỉnh đơn thứ 6: · Áp dụng phương pháp sườn lên ban đầu cho đường cong nhiệt phát quang từ đỉnh đến đỉnh (đường liền nét hình 2.18a) với thông số cho hình 2.18b, nhận được: E6=1,488eV s[E6]=0,039 Index=79; Length=14; R2=99,36 Hình 2.18a Đường cong nhiệt phát quang từ đỉnh đến đỉnh (liền nét) đường cong nhiệt phát quang xóa đỉnh nhiệt độ 262oC (đứt nét) Hình 2.18b Đường thẳng làm khớp (liền nét) theo số liệu thực nghiệm đỉnh chưa tách (hình tròn) phương pháp sườn lên ban đầu · Xóa nhiệt đỉnh nhiệt độ 262oC 20phút lấy đường liền nét trừ cho đường đứt nét hình 2.18a, nhận được: đỉnh 6, xem hình 2.19a a Áp dụng phương pháp sườn lên ban đầu cho đường cong nhiệt phát quang đỉnh với thông số cho hình 2.19b, nhận được: E6=1,556eV s[E6]=0,022 b Áp dụng phương pháp Chen cho đường cong nhiệt phát quang đỉnh với thông số cho hình 2.19a, nhận được: E6=1,42eV D[E6]=0,08eV; b6=1,2 D[b6]=0,2 _ 69 _ Index=79; Length=14; R2=99,80 d=23,1 Dd=1,0 w=51,9 Dw=1,0 m=0,45 Dm=0,01 Hình 2.19a Đường cong nhiệt phát quang đỉnh sau tách Hình 2.19b Đường thẳng làm khớp (liền nét) theo số liệu thực nghiệm đỉnh (hình tròn) phương pháp sườn lên ban đầu - Đỉnh đơn thứ 7: · Áp dụng phương pháp sườn lên ban đầu cho đường cong nhiệt phát quang đỉnh (đường đứt nét hình 2.20a) với thông số cho hình 2.20b, nhận được: E7=1,065eV s[E7]=0,038 Index=106; Length=16; R2=99,42 Hình 2.20a Một phần đường cong nhiệt phát quang đỉnh Hình 2.20b Đường thẳng làm khớp (liền nét) theo số liệu thực nghiệm đỉnh (hình tròn) phương pháp sườn lên ban đầu 2.4.3 Kết _ 70 _ Bảng 2.3 Bảng tóm tắt thông số năm đỉnh CaSO4:Dy điều chế từ phương pháp nung Các thông số xác đònh từ phương pháp phụ trợ: (a) Phương pháp sườn lên ban đầu; (b) Phương pháp Chen; (c) Phương pháp xóa nhiệt; (d) Phương pháp toàn đỉnh (đỉnh 1) Đỉnh Phương pháp Sườn lên 1,392 ban đầu Sườn lên 1,383 ban đầu* Chen 1,25 Toàn đỉnh E(eV) s[E](eV) b D[b] R2 0,010 - - 99,90 0,012 - - 99,85 0,10 1,6 0,4 - 1,3957 Sườn lên 1,440 ban đầu Sườn lên 1,442 ban đầu* Chen 1,42 1,70 99,73 0,007 - - 99,96 0,006 - - 99,97 0,10 2,0 0,3 - - - - 3; - 0,049 - - 99,68 Sườn lên 1,276 ban đầu Sườn lên 1,250 ban đầu* Chen 1,21 0,036 - - 99,82 0,05 1,6 0,2 Sườn lên 1,488 ban đầu Sườn lên 1,556 ban đầu* Chen 1,42 0,039 - - 99,36 0,022 - - 99,80 0,08 1,2 0,2 - Sườn ban đầu 0,038 - - 99,42 - lên 1,065 ? Ghi chú: Sườn lên ban đầu* phương pháp sườn lên ban dầu áp dụng cho đỉnh đường cong nhiệt phát quang tách Bảng 2.4 Bảng tóm tắt thông số năm đỉnh CaSO4:Dy điều chế từ phương pháp nung Các thông số xác đònh từ phương pháp giải chập làm khớp có điều kiện năm đỉnh _ 71 _ Đỉnh E(eV) s”(s-1) b 1,398 2,9.1016 1,68 1,439 2,0.1016 1,70 3; - - - 1,249 1,9.1010 1,36 1,548 2,9.1012 1,33 1,065 9,0.106 2,00 - Đường cong nhiệt phát quang CaSO4:Dy tách thành bảy đỉnh đơn phương pháp giải chập với thông số cho bảng 2.4 có FOM = 0,01 Đỉnh Đỉnh Đỉnh Đỉnh Đỉnh Đỉnh Đỉnh Hình 2.21 Đường cong nhiệt phát quang tích phân vật liệu CaSO4:Dy điều chế phương pháp nung làm khớp có điều kiện với bảy đỉnh Đường liền nét đường làm khớp, đường đứt nét đỉnh làm khớp, chấm tròn số liệu thực nghiệm _ 72 _ Chương – BÀN LUẬN - Xây dựng quy trình công nghệ điều chế vật liệu nhiệt phát quang CaSO4:Dy dạng bột phương pháp tái kết tinh phương pháp nung - Chúng nhận thấy đường TL tích phân hai phương pháp có chung ba đỉnh sau: 180oC, 220oC 300oC Đặc biệt, đỉnh 220oC có cường độ không nhỏ đỉnh lại hai phương pháp điều chế Tuy nhiên, có chồng chập đỉnh đường TL CaSO4:Dy điều chế phương pháp tái kết tinh chồng chập hai đỉnh 180oC 220oC đường TL CaSO4:Dy điều chế phương pháp nung nên tách riêng đỉnh phương pháp xóa nhiệt để phân tích chi tiết; nghiên cứu tìm cách tiếp cận đỉnh để làm rõ Nhưng thời lượng làm luận văn có hạn nên dừng lại phân tích năm bảy đỉnh vật liệu CaSO4:Dy điều chế từ phương pháp nung - Bằng phương pháp giải chập kết hợp phương pháp phụ trợ khác, xác đònh thông số năm bảy đỉnh vật liệu CaSO4:Dy điều chế từ phương pháp nung Trong đó, đỉnh có lượng kích hoạt khoảng từ 1eV đến 1,5eV; phù hợp với khoảng lượng kích hoạt mà Numan Salah P D Sahare [24] báo cáo Bên cạnh đó, chương trình “Fit program general order.vi” cho kết FOM=1% vật liệu CaSO4:Dy điều chế từ phương pháp nung, trò số FOM cho thấy phù hợp kết thực nghiệm đường cong làm khớp từ lý thuyết - Trong luận văn này, cố gắng thiết lập lại hệ đo phổ phát xạ nhiệt phát quang, đặt môn chất rắn khoa vật lý Trường Đại học Khoa học tự nhiên Tp.HCM; ghi nhận phổ phát xạ nhiệt phát quang vật liệu CaSO4:Dy điều chế từ phương pháp nung _ 73 _ - Sau cùng, ghi nhận đường TL dòch chuyển quang (hay PTTL) vật liệu CaSO4:Dy điều chế từ phương pháp nung, nguồn sáng tử ngoại sử dụng đèn Deutery môn chất rắn khoa vật lý Trường Đại học Khoa học tự nhiên Tp.HCM Từ hình 3.1, rút kết luận CaSO4:Dy có bẫy có lượng hoạt hóa lớn bẫy xác đònh bảng 2.4 - Hướn g phát tr iển đề tài: · Tối ưu hóa tham số điều chế hai phương pháp vật liệu đạt độ nhậy độ ổn đònh cao · Xây dựng đồ thò đáp ứng liều hấp thụ · Xây dựng quy trình điều chế liều kế CaSO4:Dy dạng viên để đo liều cá nhân môi trường _ 74 _ Danh mục cơng trình Trần Phú Cường, Lê Sơn Hải, Huỳnh Chí Cường " Chế tạo vật liệu nhiệt phát quang CaSO4Dy3+ xác định thơng số động học theo mơ hình OTOR” Tạp chí khoa học giáo dục kỹ thuật, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh, số 15 năm 2010, trang 23 _ 75 _ TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiến g Việt [1] Phan Văn Duyệt (1998), Phương pháp vật lý lý sinh phóng xạ dùng nông nghiệp sinh học y học, Nhà xuất nông nghiệp, tr 52-53 [2] Vũ Quốc Huy, Nguyễn Hoàng Hải (2006), Nghiên cứu tính chất nhiệt phát quang vật liệu CaSO4:Dy, Luận văn tốt nghiệp cử nhân, Trường Đại học Khoa học tự nhiên TP Hồ Chí Minh [3] Vương Thò Kim Nhung (2004), Điều chế liều kế CaSO4:Dy, Luận văn tốt nghiệp cử nhân, Trường Đại học Khoa học tự nhiên TP Hồ Chí Minh [4] Trương Quang Nghóa (2004), Giáo trình nhiệt phát quang ứng dụng, Trường Đại Học Khoa học tự nhiên TP Hồ Chí Minh, tr 1, 3-5, 8-12, 1821, 25-27, 28 [5] Trương Quang Nghóa (2007), Các phương pháp giải chập đường cong nhiệt phát quang, Trường Đại Học Khoa học tự nhiên TP Hồ Chí Minh [6] Trần Đại Nghiệp (2002), Giáo trình công nghệ xạ, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội, tr 3-5 [7] Trần Đại Nghiệp (2002), An toàn xạ, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội [8] Lê Thò Cẩm Nhi, Nguyễn An Thụy (2007), Tính chất phát quang vật liệu CaSO4:Dy, Luận văn tốt nghiệp cử nhân, Trường Đại học Khoa học tự nhiên TP Hồ Chí Minh Tiến g Anh [9] A I Stochioiu, M C Sahagia (2004), Dysprosium doped CaSO4 for high sensitivity X and gamma-rays detectors _ 76 _ [10] A K Bakshi, A S Prandhan, A K Tyadi, R K Kher, B C Bhatt, Correlation of phase transition with the change in TL characteristics in TLT phosphor- Effect of thermal treatment [11] A R Lakshmanan, A Tomita (2002), Further studies on the new high sensitive CaSO4:Dy Thermostimulated Luminescence phosphor [12] A R Lakshmanan, S S Shinde, B C Bhatt, S J Supe (1988), Grain size and Dy concentration effects in thermoluminescent CaSO4:Dy [13] Azam Niroomand-Rad and Larry A Dewerd (1983), The application of CaSO4:Dy to dianogstic x-ray expsures, Med Phys [14] C M Sunta, W E Feria Ayta, R N Kulkarni, T M Piters, S Watanabe (1997), General-order kinetics of thermoluminescence and its physical meaning, J Phys D:Appl Phys 30, Printed in the UK, pp 1234-1242 [15] C M Sunta, W E Feria Ayta, R N Kulkarni, R Chen, S Watanabe (1997), Pre-exponential factor in general order kinetics of thermoluminescence and its influence on glow curves, Nuclear Technology Publishing, Radiation Protection Dosimetry Vol 71, No 2, pp 93-97 [16] G Kitis, J M Gomez-Ros and J W N Tuyn (1998), Thermoluminescence glow-curve econvolution functions for first, second and general orders of kinetics, Printed in the UK [17] J K Srivastava, S J Supe (1982), Trap distribution analysis for the thermoluminescence of CaSO4:Dy [18] K S V Nambi, V N Bapat and A K Ganguly (1974), Thermoluminescence of CaSO4:Dy doped with rare earths, J Phys D: Appl Phys _ 77 _ [19] L L Campos and M F Lima (1986), Dosimetric properties of CaSO4:Dy teflon pellets produced at Ipen, Nuclear Technology Publishing, pp 333335 [20] M Martini and F Meinardi (1997), Thermally stimulated luminescence: new perspectives in the study of defects in solids La Rivista del Nuovo Cimento, pp 2, 5-6, 11-17, 64-67 [21] M D Morgan and T G Stoebe (1990), Role of Dy in thermoluminescence of CaSO4:Dy, Nuclear Technology Publishing, pp 31-33 [22] Mihkel Kerikmäe (2004), Some luminescent materials for dosimetric applications and physical research, Department of Chemistry, University of Tartu, Estonia [23] Mária Ranogajec-Komor (2002), Thermoluminescence dosimetry application in enviromental monitoring, Radition Safety Management, pp 2-12 [24] Numan Salah, P D Sahare (2006), The influence of high energy7 Li ions on the TL response and glow curve structure of CaSO4:Dy [25] V Pagonis, G Kitis, C Furetta (2006), Numerical and Practical Exercises in Thermoluminescence, pp 17-19 [26] R J Matthews and T G Stoebe (1982), Thermoluminescent spectra and optical absorption in CaSO4:Dy, J Phys C: Solid State Phys [27] S W S McKeever (1985), Thermaluminescence of solid, Cambridge University Press, pp 16-17, 40-43, 62-64, 153-163, 218-219, 253-254 [28] Turgay Karali, Nurdogan Can, Peter D Townsend, Aled P Rowlands, Andjohn M Hanchar (2000), Radioluminescence and thermoluminescence _ 78 _ of rare earth element and phosphorus-doped zircon, American Mineralogist, Volume 85, pp 668–681 _ [...]... _ phát xạ nhiệt phát quang của vật liệu CaSO4: Dy để có thông tin về độ sâu tâm tái hợp [20, pp.11-17] Cũng cần nói thêm về đường nhiệt phát quang tích phân là kết quả đo và ghi nhận của một trong các phương pháp thông dụng để nghiên cứu hiệu ứng nhiệt phát quang Mô hình cơ chế giải thích cho hiện tượng nhiệt phát quang là giản đồ các mức năng lượng đònh xứ trong vùng cấm: các bẫy bắt điện tử, các. .. b=1,5 và được so sánh với các đường nhiệt phát quang bậc một và bậc hai đưa ra trên hình 1.8 Nhận thấy các đường nhiệt phát quang bậc trung gian Cườn g độ nhiệt phát quang tỷ đối này có giữ lại được các tính chất của bậc một và bậc hai 1,2 1,0 1,0 1,5 0,8 2,0 0,6 0,4 0,2 0,0 300 350 400 450 500 550 600 Nhiệt độ T, K Hình 1.8 So sánh các đường nhiệt phát quang động học bậc một (bª1), bậc hai (bª2) và bậc... cong phát quang đại thể có bao nhiêu đỉnh đơn mà thôi trước khi áp dụng các phương pháp khác hữu hiệu hơn để xác đònh các thông số vật lý của bẫy · Làm khớp có điều kiện: Đây là cách làm khớp cần thiết sau khi đã xác đònh được các thông số cơ bản của bẫy (E, b , s) bằng các phương pháp phân giải phụ trợ đối với đường cong phát quang Đây cũng là động tác cuối cùng và cần thiết vì các trò số thông số bẫy... (1.5) Đây chính là biểu thức động học bậc một của hiện tượng nhiệt phát quang Trong đó: T0 và n0 là nhiệt độ và nồng độ của điện tử trên bẫy ở thời điểm ban đầu – lúc bắt đầu nâng nhiệt - Ý nghóa vật lý của thừa số s: Mott và Gurney, Randall và Wilkins đã đưa ra ý nghóa vật lý cho s Họ một tả bẫy như là hố thế và s là tích số của tần số mà điện tử va vào thành hố thế với hệ số phản xạ - Từ phương trình... thông số n0 và N là các thông số của vật liệu (thông số thực nghiệm) mà ta không xác đònh được từ các phương pháp nhiệt phát quang Các trò số tìm được sau khi làm khớp có điều kiện chính là các trò số mà ta cần tìm - Bây giờ, chúng ta sẽ lần lượt giới thiệu các phương pháp phụ trợ để giải chập đường cong phát quang Trước tiên cần phải nhấn mạnh rằng các phương pháp này chỉ áp dụng cho trường hợp các đỉnh... quả đo sẽ cung cấp thông tin cho phép đoán nhận về: vò trí tâm phát quang, bản chất tâm phát quang, loại dòch chuyển trạng thái dao động của điện tử gây bức xạ nhiệt phát quang - Sau khi có đường nhiệt phát quang tích phân của một vật liệu nào đó, bằng cách dùng máy đơn sắc chúng ta có thể đo được cường độ phát quang theo bước sóng ITL = f(l) phát ra ở một khoảng hẹp nhiệt độ đốt nóng mẫu, thường là... đònh chắc chắn quá trình nhiệt phát quang thuộc về bậc một hay bậc hai, việc sử dụng phương trình động học bậc tổng quát sẽ giúp hiểu rõ hơn động học của quá trình thông qua việc xác đònh các thông số động học từ phương trình (1.10a) 1.1.7 Các phương pháp thực nghiệm nghiên cứu nhiệt phát quang 1.1.7.1 Phương pháp đo đườn g nhiệt phát quang tích phân - Việc đo đạc và ghi nhận đường TL tích phân là một... nhận cho sự tồn tại một bẫy bắt trong vùng cấm của tinh thể Vì vậy, việc xác đònh số đỉnh và thông số của các đỉnh này cho phép thu được thông tin về các sai hỏng cấu trúc của vật liệu CaSO4: Dy Đây là công việc rất cần thiết để tìm ra đỉnh đo liều chính của vật liệu cũng như trước khi xây dựng một quy trình điều chế vật liệu CaSO4: Dy ở dạng viên ... là tâm phát quang Các tâm đó có thể có bản chất khác nhau, cấu trúc trạng thái dao động điện tử khác nhau và vì vậy các chuyển dời trạng thái dẫn đến phát tín hiệu TL là khác nhau Xác đònh bản chất của tâm phát quang là việc làm không thể thiếu để hiểu rõ cơ chế của quá trình Đặc biệt là trong các tinh thể có nhiều loại khuyết tật hoặc vật liệu pha tạp nhiều nguyên tố Phép đo phổ nhiệt phát quang sẽ... cong nhiệt phát quang của đỉnh 2 sau khi được tách ra 66 Hình 2.15b Đường thẳng làm khớp (liền nét) theo các số liệu thực nghiệm của đỉnh 2 (hình tròn) trong phương pháp sườn lên ban đầu 66 Hình 2.16a Đường cong nhiệt phát quang từ đỉnh 5 đến đỉnh 7 (liền nét) và đường cong nhiệt phát quang đã xóa đỉnh 5 tại nhiệt độ 212oC (đứt nét) 67 Hình 2.16b Đường thẳng làm khớp (liền nét) theo các số liệu