Tất cả các ion RE được đặc trưng bởi lõi khí trơ Xe, lớp 4f có cấu hình không lấp đầy và hai lớp bọc bên ngoài 5s2 và 5p6 bao phủ 4f khỏi bị các nhiễu loạn bên ngoài. Những lớp bọc này đã bảo vệ các điện tử của lớp 4f ít bị ảnh hưởng của trường tinh t...
(1.1)
Số hạng thứ nhất là tổng động năng của tất cả các điện tử 4f, số hạng thứ hai là thế năng của tất cả các điện tử trong trường của hạt nhân. Số hạng thứ ba là thế Coulomb đẩy của tương tác giữa những cặp điện tử trong lớp 4f. Số hạng cuối là tương tác...
Do tương tác với các lớp lấp đầy chỉ làm thay đổi biên độ của các mức mà không thay đổi sự đối xứng, nên người ta thường thay điện tích thực của hạt nhân bởi điện tích che chắn Z. Hai số hạng đầu của phương trình (1.1) có tính đối xứng cầu, nên chúng ...
Việc giải thích quang phổ của các ion RE3+ đã nảy sinh nhiều điểm mâu thuẫn, ví dụ: nếu dùng cơ chế chuyển dời 4f - 5d không giải thích được các phổ vạch hẹp, dùng các bức xạ lưỡng cực từ có thể giải thích được một số chuyển dời. Bức xạ tứ cực có thể ...
Khi ion RE3+ nằm trong trường tinh thể thì Hamiltonian của nó có dạng sau:
H = HF + VCF (1.2)
trong đó: HF là Hamiltonian của ion tự do, VCF là Hamiltonian nhiễu loạn sinh ra do thế năng của trường tinh thể xung quanh ion:
(1.3)
trong đó: là vị trí của electron thứ i, với i chạy trên tất cả các điện tử của ion, Akq là thông số cấu trúc trong khai triển trường tinh thể tĩnh:
(1.4)
trong đó: i chạy trên tất cả các ion của nền, qe là điện tích của electron, Zi là lượng điện tích ở vị trí Ri của các ion tạo nên nền.
Sự tương tác giữa các điện tử trong nguyên tử, tương tác spin quỹ đạo và tương tác giữa ion RE3+ với trường tinh thể dẫn tới sự tách mức năng lượng. Sự tương tác tĩnh điện giữa các điện tử dẫn đến tách mức 2S+1L với khe năng lượng vào cỡ 104 cm-1. Sự ...
1.2.3. Phổ quang học của ion đất hiếm trong nền thủy tinh
trong đó: (τD)0 là thời gian sống phát xạ của ion đono, τD là thời gian sống phát quang.
1.4. Lý thuyết Judd-Ofelt và phương pháp xác định thông số cường độ của các chuyển dời quang học trong ion đất hiếm
1.4.1. Lý thuyết Judd – Ofelt
Lý thuyết Judd-Ofelt (J-O) là lý thuyết bán thực nghiệm cho phép xác định các thông số cường độ của các chuyển dời hấp thụ và phát quang đối với các ion đất hiếm. Lý thuyết này dựa trên mô hình mang 3 yếu tố gần đúng: trường tĩnh điện, ion tự do, cấu ...
Lực vạch lưỡng cực điện Sed là yếu tố cơ bản nhất để tính cường độ các vạch hấp thụ và phát quang: (1.26)
trong đó: Ωλ (λ = 2, 4, 6) là các thông số Judd-Ofelt, số hạng là những yếu tố ma trận rút gọn kép cho trạng thái liên kết trung gian và các yếu tố ma trận này có thể dùng từ các công bố trước đó [26, 27]. Nếu trường tinh thể xem là nhiễu loạn bậc nhấ...
(1.27)
(1.28)
1.4.2. Tính toán các thông số cường độ Ωλ từ phổ thực nghiệm
Việc tính các thông số cường độ là vấn đề cốt lõi của lý thuyết J-O, ý nghĩa của các thông số Ωλ (λ = 2, 4 và 6) là chỉ với hệ ba thông có thể mô tả tất cả các quá trình hấp thụ và phát quang giữa hai mức năng lượng bất kỳ của ion RE. Các thông số cườ...
trong đó: A1’ và n1’ tương ứng với xác suất chuyển dời và chiết suất của vật liệu trong tài liệu tham khảo.
1.4.3. Phân tích các thông số quang học theo lý thuyết Judd – Ofelt
Hình 4.15. Phổ phát quang của ion Eu3+ trong các mẫu: (a) TBE-01, (b) TBE-1, (c) TBE-2 và (d) TBE-5, đo ở nhiệt độ phòng,với bức xạ kích thích 394 nm.
I. CÔNG BỐ TRÊN TẠP CHÍ VÀ KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC TRONG NƯỚC VÀ QUỐC TẾ
TIẾNG VIỆT
8. Agarwal A., Pal I., Sanghi S. and Aggarwal M.P., (2009), Judd–Ofelt parameters and radiative properties of Sm3+ ions doped zinc bismuth borate glasse, Opt. Mater. 32, 339 - 344.
45. Ebendoff –Heiderpriem H., Ehrt D., (1999), Tb3+ f–d absorption as indicator of the effect of covalency on the Judd–Ofelt Ω2 parameter in glasses, J. Non – Cryst. Solids 248, 247 - 252.
68. Jha A., Shen S., Naftaly M., (2000), Structural origin of spectral broadening of 1.5-μm emission in Er3+- doped tellurite glasses, Phys. Rev. B 62, 6215 - 6219.
89. Lin Haiyan, Qui Weiping, Zhang Jisen, Wu Changfeng, (2007), A study of the luminescence properties of Eu3+ -doped borate crystal and glass, Solid State Commun.141, 436 - 439.
93. Lucacel R.C., Ardelean I., Optoelect J., (2006), Comparative structural investigation of B2O3-MO-CuO glasses (MO →TeO2 or As2O3) by FTIR and Raman spectroscopie, Adv. Mater. 8, 1124 - 1128.
97. Maheshvaran K., Veeran P.K., Marimuthu K., (2013), Structural and optical studies on Eu3+ doped boro-tellurte glasses, Solid State Sci. 17, 54 - 62.
118. Pisarski W.A., Pisarska J., Dominiak-Dzik G., Maczka M., Ryba-Romanowski W., (2006), Compositional-dependent lead borate based glasses doped with Eu3+ ions: Synthesis and spectroscopic properties, J. Phys. Chem. Solids 67, 2452 - 2457.
120. Pisarski W.A., Pisarska J., Maczka M., Ryba-Romanowski W., (2006), Europium-doped lead fluoroborate glasses: Structural, thermal and optical investigations, J. Mol. Struct. 792 - 793, 207 - 211.
121. Pisarski W.A., Pisarska J., Ryba-Romanowski W., (2005), Structural role of rare earth ions in lead borate glasses evidenced by infrared spectroscopy: BO3 ↔ BO4 conversion, J. Mol. Struct. 744 - 747, 515 - 520.
133. Rao K.J., (2002), Structural Chemistry of Glasses. Elsevier Science Ltd.: Oxford.
139. Reisfeld R., Jorgensen C.K., (1987), Excited state phenomena in vitreous materials. In. Gschneidner K.A. and Eyring L. (eds) Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths, 9, chapter 58, North-Holland, Amsterdam, 1 - 90.
146. Selvaraju K., Marimuthu K., (2013), Structural and spectroscopic studies on concentration dependent Sm3+ doped boro - tellurite glasses, J. Alloys. Compd. 553, 273 - 281.
147. Selvaraju K., Marimuthu K., Seshagiri T.K., Godbole S.V., (2011), Thermal, structural and spectroscopic investigations on Eu3+doped boro-tellurite glasses, Mater. Chem. Phys. 131, 204 - 210.
159. Tanaka M., Nishimura G., Kushida T., (1994), Contribution of J mixing to the 5D0−7F0 transition of Eu3+ ions in several host matrices, Phys. Rev. B49, 16917 - 16925.
182. Yongzhang Jiang, Haiping Xia, Li Fu, Jiazhong Zhang, Shuo Yang, Xuemei Gu, Jianli Zhang, Yuepin Zhang, Dongjie Wang, Haochuan Jiang, Baojiu Chen, (2016), Growth and optical spectra of Tb3+/Sm3+/Ce3+ triply doped LiYF4 single crystals for white-l...