Nghiên cứu chế tạo và tính chất quang của vật liệu borate sr3b2o6 eu3+ và sr3b2o6 eu2+

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - HỒ VĂN TUYẾN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA VẬT LIỆU BORATE Sr3B2O6: Eu3+ VÀ Sr3B2O6: Eu2+ LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ HÀ NỘI – 2017 VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ …… ….***………… HỒ VĂN TUYẾN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA VẬT LIỆU BORATE Sr3B2O6: Eu3+ VÀ Sr3B2O6: Eu2+ LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Chuyên ngành: Vật lý Chất rắn Mã số: 62 44 01 04 Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Mạnh Sơn GS TSKH Vũ Xuân Quang Hà Nội – 2017 i LỜI CẢM ƠN Trước hết, xin bày tỏ lòng tri ân đến thầy giáo PSG TS Nguyễn Mạnh Sơn thầy giáo GS TSKH Vũ Xuân Quang tận tình hướng dẫn, định hướng khoa học truyền đạt nhiều kiến thức quý báu giúp thực tốt luận án Tôi xin cảm ơn Viện Vật lý, Phòng Sau Đại học-Viện Vật lý Khoa Vật lý Phòng Đào tạo, Nghiên cứu Khoa học-Học viện Khoa học Công nghệ, quan tâm đến tiến độ công việc, tạo điều kiện thuận lợi cho học tập nghiên cứu Tôi xin gửi đến Ban Giám hiệu Trường Đại học Duy Tân, Khoa Khoa học Tự nhiên Bộ môn Vật lý đồng nghiệp lời cảm ơn trân trọng quan tâm, tạo điều kiện, hỗ trợ suốt thời gian học tập, nghiên cứu Tôi xin gửi lời cảm ơn đến cán NCS phòng thí nghiệm Quang học – Đại học Duy Tân, người động viên hỗ trợ nhiều trình làm thực nghiệm phân tích số liệu kết Cuối xin dành tình cảm đặc biệt lòng biết ơn sâu sắc đến ba, mẹ người thân gia đình bạn bè bên tôi, động viên tin tưởng giúp thực tốt đề tài luận án Hà Nội, 2017 Hồ Văn Tuyến ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng hướng dẫn khoa học PGS TS Nguyễn Mạnh Sơn GS TSKH Vũ Xuân Quang Phần lớn kết trình bày luận án trích dẫn từ báo xuất thành viên nhóm nghiên cứu Các số liệu kết luận án trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả luận án Hồ Văn Tuyến iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU Các chữ viết tắt LED : Đi ốt phát quang (light- emitting diode) wLED : Đi ốt phát ánh sáng trắng (white LED) CB : Vùng dẫn (Conduction band) CCD : Giản đồ tọa độ cấu hình(Configuration Coordinate Diagram) CIE : Giản đồ tọa độ màu (Commission Internationale de L'éclairage) Đvtđ : Đơn vị tương đối JO : Judd-Ofelt PET : Chuyển dời điện tử (pure electronic transition) PL : Quang phát quang (Photoluminescence) PLE : Kích thích phát quang(Photoluminescence excitation) PSB : Phonon sideband RE : Đất (Rare Earth) SBE2 : Sr3B2O6:Eu2+ SBE3 : Sr3B2O6:Eu3+ TL : Nhiệt phát quang (Thermoluminescence) VB : Vùng hóa trị (Valence band) XRD : Nhiễu xạ tia X (X-ray diffraction) Các kí hiệu E : Năng lượng kích hoạt Ea : Năng lượng kích hoạt trung bình g : Hằng số liên kết điện tử-phonon h : Hằng số Planck  : Bước sóng em : Bước sóng xạ iv ex : Bước sóng kích thích g : Hệ số hình học s : Hệ số tần số T : Nhiệt độ  : Thời gian sống  : Tần số E : Năng lượng kích hoạt nhiệt v MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Vật liệu strontium borate 1.1.1 Tình hình nghiên cứu vật liệu Sr3B2O6 1.1.2 Một số phƣơng pháp chế tạo Sr3B2O6 1.1.3 Đặc điểm cấu trúc Sr3B2O6 1.2 Hiện tƣợng phát quang 10 1.2.1 Khái niệm 10 1.2.2 Hiện tƣợng dập tắt cƣờng độ phát quang nồng độ pha tạp 12 1.3 Phổ phonon sideband (PSB) 12 1.4 Hiện tƣợng nhiệt phát quang (TL) 15 1.4.1 Khái niệm 15 1.4.2 Mô hình nhiệt phát quang 15 1.4.3 Các phƣơng pháp phân tích động học TL 18 1.5 Phát quang ion đất Europium 21 1.5.1 Sơ lƣợc ion đất .21 1.5.2 Các chuyển dời quang học ion Eu3+ Eu2+ .25 1.6 Lý thuyết Judd-Ofelt áp dụng cho phổ phát quang Eu3+ 31 1.7 Kết luận chƣơng 39 vi CHƢƠNG 40 THỰC NGHIỆM CHẾ TẠO VẬT LIỆU Sr3B2O6 PHA TẠP EUROPIUM BẰNG PHƢƠNG PHÁP NỔ 40 2.1 Giới thiệu phƣơng pháp nổ áp dụng chế tạo vật liệu phát quang 40 2.2 Các phƣơng pháp nghiên cứu cấu trúc đặc trƣng quang phổ vật liệu 42 2.2.1 Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X .42 2.2.2 Phƣơng pháp phổ tán xạ Raman 42 2.2.3 Phƣơng pháp phổ phát quang kích thích phát quang 44 2.2.4 Phép đo thời gian sống xạ 45 Khảo sát công nghệ chế tạo vật liệu Sr3B2O6: Eu3+ 45 2.3 2.3.1 Khảo sát ảnh hƣởng hàm lƣợng urê đến cấu trúc tính quang Sr3B2O6: Eu3+ 48 2.3.2 Khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ nổ đến cƣờng độ phổ phát quang vật liệu Sr3B2O6: Eu3+ 52 Khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ ủ đến cƣờng độ phát quang hệ vật liệu 2.4 Sr3B2O6: Eu2+ (1 mol%) 54 2.5 Kết luận chƣơng 58 CHƢƠNG 59 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ ĐẶC TRƢNG QUANG PHỔ CỦA VẬT LIỆU Sr3B2O6: Eu3+ 59 3.1 Ảnh hƣởng nhiệt độ ủ đến cấu trúc tính chất quang vật liệu Sr3B2O6: Eu3+ 59 3.1.1 Kết nhiễu xạ tia X phổ tán xạ Raman 60 3.1.2 Phổ phát quang vật liệu SBE3 ủ nhiệt độ khác .63 3.1.3 Phân tích thông số cƣờng độ Judd-Ofelt 65 vii 3.1.4 3.2 Phân tích phổ phonon-sideband .75 Ảnh hƣởng nồng độ ion Eu3+ lên cƣờng độ phát quang vật liệu Sr3B2O6: Eu3+ 81 3.2.1 Khảo sát phổ phát quang 81 3.2.2 Phổ kích thích phát quang 84 3.3 Kết luận chƣơng 87 CHƢƠNG 89 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƢNG QUANG PHỔ CỦA VẬT LIỆU Sr3B2O6: Eu2+ 89 4.1 Ảnh hƣởng nồng độ ion Eu2+ đến tính chất quang học vật liệu Sr3B2O6: Eu2+ (SBE2) 89 4.1.1 Đặc trƣng phát quang Sr3B2O6: Eu2+ với nồng độ ion Eu2+ thay đổi 89 4.1.2 Cơ chế dập tắt cƣờng độ phát quang nồng độ vật liệu SBE2 94 4.1.3 Đƣờng cong suy giảm cƣờng độ huỳnh quang 96 4.1.4 Phổ kích thích phát quang 100 4.2 Đặc trƣng nhiệt phát quang vật liệu SBE2 .101 4.3 Hiện tƣợng dập tắt nhiệt vật liệu Sr3B2O6: Eu2+ 106 4.4 Kết luậnchƣơng 111 KẾT LUẬN .112 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 113 TÀI LIỆU THAM KHẢO .114 viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Chú thích Trang Chương Bảng 1.1 Giá trị cγ,bγ ứng với TL bậc bậc hai 20 Bảng 1.2 Hằng số cγ,bγ ứng với giá trị b ≠ 1, b ≠ 21 Bảng 1.3 Cấu hình điện tử ion đất hóa trị trạng thái 23 Bảng 1.4 Giá trị U (  ) ứng với chuyển dời khác Eu3+ 37 Chương Bảng 2.1 Giá trị oxy hóa/khử số muối kim loại nhiên liệu 41 Bảng 2.2 Kí hiệu mẫu Sr3B2O6: Eu3+ (1mol%) ứng với tỉ lệ mol urê khác 48 Bảng 2.3 Tỉ số R vật liệu Sr3B2O6: Eu3+ (1 mol%) ứng với tỉ lệ mol urê khác 50 Chương Bảng 3.1 Kí hiệu mẫu SBE3 ủ nhiệt độ khác Bảng 3.2 Giá trị Ω2, Ω4, tỉ số huỳnh quang R, xác suất chuyển dời Aij, thời gian 60 sống τ tỉ số phân nhánh β ion Eu3+ SBE3 nhiệt độ ủ khác 67 Bảng 3.3 Giá trị Ω2 Ω4 ion Eu3+ vật liệu khác 69 Bảng 3.4 Năng lượng phonon số liên kết điện tử - phonon (g) tính từ phổ phonon sideband chuyển dời 7F0 → 5D2 vật liệu Bảng 3.5 Sr3B2O6: Eu3+ ủ nhiệt độ khác 80 Kí hiệu mẫu SBE3 ứng với nồng độ Eu3+ khác 81 112 KẾT LUẬN Luận án với nội dung nghiên cứu tính chất quang học vật liệu Sr3B2O6: Eu3+ Sr3B2O6: Eu2+ chế tạo phƣơng pháp nổ có đóng góp khoa học định lĩnh vực nghiên cứu vật liệu phát quang borate kiềm thổ pha tạp Europium Xác định đƣợc điều kiện công nghệ chế tạo vật liệu Sr3B2O6 pha tạp Europium phƣơng pháp nổ với nhiệt độ nổ tỉ lệ mol urê phù hợp tƣơng ứng 590 oC n = 20 Vật liệu Sr3B2O6: Eu3+ hình thành pha tối ƣu cƣờng độ phát quang tốt ủ nhiệt độ 900 oC Quan sát đƣợc hiệu ứng tƣơng tác điện tử - phonon vật liệu Sr3B2O6: Eu3+ thông qua phổ phonon sideband Hằng số liên kết điện tử - phonon ảnh hƣởng nồng độ ion Eu3+ pha tạp Cƣờng độ phát quang ion Eu3+ Sr3B2O6: Eu3+ tối ƣu với nồng độ mol% thời gian sống thực nghiệm Eu3+ phù hợp với thời gian sống lý thuyết tính toán lý thuyết Judd - Ofelt Các phân tích từ phổ phát quang nhiệt độ thấp phép đo thời gian sống vật liệu Sr3B2O6: Eu3+ Sr3B2O6: Eu2+ ion Eu3+ ion Eu2+ chiếm hai vị trí khác mạng Sr3B2O6 Đối với vật liệu Sr3B2O6: Eu2+, tƣợng dập tắt cƣờng độ phát quang bắt đầu xảy nồng độ pha tạp Eu2+ 1mol% chế trình dập tắt đƣợc xác định chủ yếu tƣơng tác lƣỡng cực - tứ cực điện Sự phát quang Eu2+ đƣợc giải thích giản đồ tọa độ cấu hình lƣợng dập tắt nhiệt xạ Eu2+ vào khoảng 0,48 eV Đƣờng cong nhiệt phát quang tích phân mẫu Sr3B2O6: Eu2+ với nồng độ ion Eu2+ khác có đỉnh với cƣờng độ mạnh 160 oC, ứng với lƣợng kích hoạt vào khoảng 0,98 eV 113 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ [1] Ho Van Tuyen, Nguyen Manh Son, Vu Xuan Quang (2015), ―Structural behavior and Judd-Ofelt intensity parameter of Sr3B2O6:Eu3+ phosphor‖, International Jounal of Modern Physics B, Vol 29, No 32, 1550235 (11pp) [2] Ho Van Tuyen, Nguyen Manh Son, Vu Xuan Quang, Sengthong Buounyavong (2015), ―Photoluminescence and Thermoluminescence Characteristics of Sr3B2O6:Eu2+ Yellow Phosphor‖, Luminescence, Vol 31, Issue 5, pp 1103-1108 [3] Ho Van Tuyen, Nguyen Manh Son, Vu Xuan Quang (2014), ―Preparation and Luminescent Properties of Sr3B2O6:Eu3+ Phosphors‖, International Journal of Engineering and Innovative Technology, Vol 3, Issue 8, pp 156-159 [4] Ho Van Tuyen, Nguyen Manh Son (2017), ―Luminescence properties and energy transfer of Tb3+ - Eu3+ co-doped Sr3B2O6 phosphors‖, International Jounal of Modern Physics B, Vol 31, No., 1750128 (11pp), DOI:10.1142/S0217979217501284 [5] Ho Van Tuyen, Nguyen Manh Son, Vu Xuan Quang (2015), ―Concentration quenching of Eu2+ ion in Sr3B2O6 yellow phosphor‖, Hội nghị VLCR&KHVL (SPM2015) HCM [6] Hồ Văn Tuyến, Nguyễn Mạnh Sơn, Vũ Xuân Quang, Sengthong Buonyavong, Nguyễn Thị Thái An, Phạm Nguyễn Thùy Trang (2013),―Chế tạo vật liệu Sr3B2O6 pha tạp Europium‖, Những Tiến Vật lý Kỹ thuật Ứng dụng, Huế 812/8/2013 [7] Ho Van Tuyen, Nguyen Manh Son (2015), ―Raman and phonon sideband spectra of Sr3B2O6: Eu3+ phosphor‖, Hội nghị Vật lý Thừa Thiên Huế 2015, pp 8389 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Alemi A.A., Sedghi H., Mirmohseni A.R., et al (2006), "Synthesis and characterization of cadmium doped lead–borate glasses ", Bulletin of Materials Science, Vol 29, pp 55-58 [2] Alves A.K., Bergmann C.P., Berutti F.A., "Novel synthesis and characterization of nanostructured materials", in "Engineering Materials", Springer-Verlag Berlin Heidelberg Berlin Heidelberg 2013 [3] Aruna S.T., Mukasyan A.S (2008), "Combustion synthesis and nanomaterials", Current Opinion in Solid State and Materials Science, Vol 12, pp 44-50 [4] Arunkumar S., Venkata Krishnaiah K., Marimuthu K (2013), "Structural and luminescence behavior of lead fluoroborate glasses containing Eu3+ ions", Physica B: Condensed Matter, Vol 416, pp 88-100 [5] Babu P., Jang K.H., Seo H.J., et al (2006), "Optical and site-selective spectral studies of Eu3+-doped zinc oxyfluorotellurite glass", Journal of Applied Physics, Vol 99, pp 053522 [6] Babu P., Jayasankar C.K (2000), "Optical spectroscopy of Eu3+ inons in lithium borate and lithium fluoroborate glasses", Physica B: Condensed Matter, Vol 279, pp 262-281 [7] Baginskiy I., Liu R.S (2009), "Significant Improved Luminescence Intensity of Eu2+-Doped Ca3SiO4Cl2 Green Phosphor for White LEDs Synthesized Through Two-Stage Method", Journal of The Electrochemical Society, Vol 156, pp G29 [8] Balaji S., Abdul Azeem P., Reddy R.R (2007), "Absorption and emission properties of Eu3+ ions in Sodium fluoroborate glasses", Physica B: Condensed Matter, Vol 394, pp 62-68 [9] Bettinelli M., Speghini A., Ferrari M., et al (1996), "Spectroscopic investigation of zinc borate glasses doped with trivalent europium ions", Journal of NonCrystalline Solids, Vol 201, pp 211-221 [10] Binnemans K (2015), "Interpretation of europium(III) spectra", Coordination Chemistry Reviews, Vol 295, pp 1-45 115 [11] Blasse G., Grabmaier B.C (1994), Luminescent Materials, Springer-Verlag, Berlin [12] Broer L.J.F., et a (1945), "On the Intensities and the multipole character in the spectra of the rare earth ions", PhysicsXI, Vol pp 231-250 [13] Buijs M., Blasse G (1987), "Energy Migration in a Two-Dimensional Eu3+ Compound: EuMgAl11lO19", Journal of Solid State Chemistry, Vol 71, pp 296304 [14] Cai L., Ying L., Zheng J., et al (2014), "Luminescent properties of Sr2B2O5: Tm3+, Na+ blue phosphor", Ceramics International, Vol 40, pp 6913-6918 [15] Carnall W.T (1968), "Electronic Energy Levels of the Trivalent Lanthanide Aquo Ions IV Eu3+", The Journal of Chemical Physics, Vol 49, pp 4450 [16] Carnall W.T (1968), "Spectral Intensities of the Trivalent Lanthanides and Actinides in Solution II Pm3+, Sm3+, Eu3+, Gd3+, Tb3+, Dy3+, and Ho3+", The Journal of Chemical Physics, Vol 49, pp 4412 [17] Chang C.-K., Chen T.-M (2007), "Sr3B2O6:Ce3+,Eu2+: A potential singlephased white-emitting borate phosphor for ultraviolet light-emitting diodes", Applied Physics Letters, Vol 91, pp 081902 [18] Chang Y.-L., Hsiang H.-I., Liang M.-T (2008), "Characterizations of Eu, Dy co-doped SrAl2O4 phosphors prepared by the solid-state reaction with B2O3 addition", Journal of Alloys and Compounds, Vol 461, pp 598-603 [19] Chen B.J., Pun E.Y.B., Lin H (2009), "Photoluminescence and spectral parameters of Eu3+ in sodium–aluminum–tellurite ceramics", Journal of Alloys and Compounds, Vol 479, pp 352-356 [20] Chen R (1969), "Glow curves with general order kinetics", Journal of The Electrochemical Society, Vol 116, pp 1254-1259 [21] Chen R., McKeever S.W.S (1997), Theory of Thermoluminescence and Related Phenomena, World Scientific, Sigapore 116 [22] Chick L.A., Pederson L.R., Maupin G.D., et al (1990), "Glycine-nitrate combustion synthesis of oxide ceramic powders", Materials Letters, Vol 10, pp 612 [23] Dexter D.L (1953), "A Theory of Sensitized Luminescence in Solids", The Journal of Chemical Physics, Vol 21, pp 836 [24] Do P.V., Tuyen V.P., Quang V.X., et al (2012), "Judd–Ofelt analysis of spectroscopic properties of Sm3+ ions in K2YF5 crystal", Journal of Alloys and Compounds, Vol 520, pp 262-265 [25] Dorenbos P (2005), "Thermal quenching of Eu2+ 5d–4f luminescence in inorganic compounds", Journal of Physics: Condensed Matter, Vol 17, pp 81038111 [26] Dutta S., Som S., Sharma S.K (2013), "Luminescence and photometric characterization of K+ compensated CaMoO4:Dy3+ nanophosphors", Dalton Trans, Vol 42, pp 9654-9661 [27] Ebendorff-Heidepriem H., Ehrt D (1996), "Spectroscopic properties of Eu3+ and Tb3+ ions for local structure investigations of fluoride phosphate and phosphate glasses", Journal of Non-Crystalline Solids, Vol 208, pp 205-216 [28] Ekambaram S., Patil K.C (1995), "Combustion synthesis of yttria", Journal of Materials Chemistry, Vol 5, pp 905 [29] Ekambaram S., Patil K.C., Maaza M (2005), "Synthesis of lamp phosphors: facile combustion approach", Journal of Alloys and Compounds, Vol 393, pp 8192 [30] Fan L., Zhao X., Zhang S., et al (2013), "Enhanced luminescence intensity of Sr3B2O6:Eu2+ phosphor prepared by sol–gel method", Journal of Alloys and Compounds, Vol 579, pp 432-437 [31] Frost R.L., Xi Y (2013), "Vibrational spectroscopy of the borate mineral henmilite Ca2Cu[B(OH)4]2(OH)4", Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, Vol 103, pp 356-360 117 [32] Furetta C (2003), Handbook of Thermoluminescence, World Scientific Publishing Co Pte Ltd., Singapore [33] Guo C., Luan L., Xu Y., et al (2008), "White Light–Generation Phosphor Ba2Ca(BO3)2:Ce3+, Mn2+ for Light-Emitting Diodes", Journal of The Electrochemical Society, Vol 155, pp J310 [34] H.You, Nogami M (2004), "Optical Properties and Local Structure of Eu3+ Ions in Sol-Gel TiO2-SiO2 Glasses", The Journal of Physical Chemistry B, Vol 108, pp 12003-12008 [35] Han J.Y., Im W.B., Lee G.-y., et al (2012), "Near UV-pumped yellowemitting Eu2+-doped Na3K(Si1−xAlx)8O16±δ phosphor for white-emitting LEDs", Journal of Materials Chemistry, Vol 22, pp 8793 [36] Han S., Deng R., Xie X., et al (2014), "Enhancing luminescence in lanthanidedoped upconversion nanoparticles", Angew Chem Int Ed Engl, Vol 53, pp 1170211715 [37] Hao E (2009), "Raman topography studies of Eutectic systems of Strontium Ruthenate and Ruthenium", The 2009 NNIN REU research accomplishments, Vol pp 128-129 [38] Hoon Jung S., Seok Kang D., Young Jeon D (2011), "Effect of substitution of nitrogen ions to red-emitting Sr3B2O6−3/2xNx:Eu2+ oxy-nitride phosphor for the application to white LED", Journal of Crystal Growth, Vol 326, pp 116-119 [39] Hoshina T (1980), "5d→4f Radiative Transition Probabilities of Ce3+ and Eu2+ in Crystals", Journal of the Physical Society of Japan, Vol 48, pp 1261 [40] Hoshina T., Imanaga S., Yokono S (1979), "Cooperative phonon sidebands in luminescence excitation spectra for Ln2O2S: Eu3+", Journal of Luminescence, Vol 18, pp 88-92 [41] Huang C.-H., Wu P.-J., Lee J.-F., et al (2011), "(Ca,Mg,Sr)9Y(PO4)7:Eu2+,Mn2+: Phosphors for white-light near-UV LEDs through crystal field tuning and energy transfer", Journal of Materials Chemistry, Vol 21, pp 10489 118 [42] Hӧlzel A.R., "Data literature crystallography element register petrography", in "Systematics of minerals", Mainz, Germany, 1989, pp 434 [43] Ianoş R., Lazău I., Păcurariu C., et al (2009), "Fuel mixture approach for solution combustion synthesis of Ca3Al2O6 powders", Cement and Concrete Research, Vol 39, pp 566-572 [44] Jabbarov R.B., Chartier C., Tagiev B.G., et al (2005), "Radiative properties of Eu2+ in BaGa2S4", Journal of Physics and Chemistry of Solids, Vol 66, pp 10491056 [45] Jiang L., Chang C., Mao D., et al (2003), "Concentration quenching of Eu2+ in Ca2MgSi2O7: Eu2+ phosphor", Materials Science and Engineering: B, Vol 103, pp 271-275 [46] Judd B.R (1962), "Optical absorption intensities of Rare-Earth ions", Physical Review, Vol 127, pp 750-761 [47] Kamitsos E.I., Chryssikos G.D., A.Kiarakassides M (1987), "Vibration Spectra of Magneslum-Sodilum-Borate Glasses, Far-Infrared Investigation of the Cation-Site Interactions", The Journal of Physical Chemistry B, Vol 91, pp 10671073 [48] Kingsley J.J., Patil K.C (1988), "A novel combustion process for the synthesis of fine practile a-Alumina and related Oxide materials", Materials Letters, Vol 6, pp 427-432 [49] Kingsley J.J., Suresh K., Patil K.C (1990), "Combustion synthesis of fineparticle metal aluminates", Journal of materials science, Vol 25, pp 1305-1312 [50] Kirakosyan A., Mnoyan A., Cheong S.H., et al (2012), "Double-Color Emitting SrSi2O2N2:Eu2+,Yb2+ Oxynitridosilicate Phosphor for Warm White-Light Emitting Diode with Highly Stable Color Chromaticity", ECS Journal of Solid State Science and Technology, Vol 2, pp R5-R8 [51] Kishimoto Y., Zhang X., Hayakawa T., et al (2009), "Blue light emission from Eu2+ ions in sol–gel-derived Al2O3–SiO2 glasses", Journal of Luminescence, Vol 129, pp 1055-1059 119 [52] Kuo T.W., Huang C.H., Chen T.M (2010), "Novel yellowish-orange Sr8Al12O24S2:Eu2+ phosphor for application in blue light-emitting diode based white LED", Opt Express, Vol 18 Suppl 2, pp A231-236 [53] Leverenz H.W (1950), An introduction to luminescence of solids, John Wiley & Sons, Inc [54] Li P.-L., Wang Y.-S., Zhao S.-L., et al (2012), "Ca2BO3Cl:Ce3+, Tb3+: A novel tunable emitting phosphor for white light-emitting diode", Chinese Physics B, Vol 21, pp 127804 [55] Li P.-L., Xu Z., Zhao S.-L., et al (2012), "The concentration quenching and crystallographic sites of Eu2+ in Ca2BO3Cl", Chinese Physics B, Vol 21, pp 047803 [56] Li X., Liu C., Guan L., et al (2012), "An ideal blue Sr3B2O6: Ce3+ phosphor prepared by sol-combustion method", Materials Letters, Vol 87, pp 121-123 [57] Liang X., Xing Z., Yang Y., et al (2011), "Luminescence Properties of Eu2+/Mn2+ Codoped Borophosphate Glasses", Journal of the American Ceramic Society, Vol 94, pp 849-853 [58] Lin H., Liang H., Zhang G., et al (2011), "The luminescence of Eu 3+ activated Ba2Mg(BO3)2 phosphors", Applied Physics A, Vol 105, pp 143-147 [59] Liu L., Zhang Y., Hao J., et al (2005), "Thermoluminescence characteristics of terbium-doped Ba2Ca(BO3)2phosphor", physica status solidi (a), Vol 202, pp 2800-2806 [60] Liu Q.-S., Cui T., Zhang X.-Y., et al (2013), "Luminescent properties of Sr3B2O6: Eu2+ yellow-emitting phosphor for white light-emitting diodes", Functional Materials Letters, Vol 06, pp 1350009 [61] Liu Y., Ding Y., Peng Z., et al (2014), "Concentration quenching of Eu2+ in Ba2LiB5O10: Eu2+ phosphor", Ceramics International, Vol 40, pp 5061-5066 [62] Lu F.C., Bai L.J., Dang W., et al (2014), "Structure and Photoluminescence of Eu2+ Doped Sr2Al2SiO7 Cyan-Green Emitting Phosphors", ECS Journal of Solid State Science and Technology, Vol 4, pp R27-R30 120 [63] Lumb M.D (1978), Luminescence Spectroscopy, Acadamic Press, London, New York, San Francisco [64] Maheshvaran K., Marimuthu K (2012), "Concentration dependent Eu3+ doped boro-tellurite glasses—Structural and optical investigations", Journal of Luminescence, Vol 132, pp 2259-2267 [65] Mahlik S., Kuklinski B., Grinberg M (2010), "Luminescence and Luminescence Kinetics of Gd3Ga5O12 Polycrystals Doped with Cr3+ and Pr3+", Acta Physica Polonica A, Vol 117, pp 117-121 [66] McKeever S.W.S (1985), Thermoluminescence of Solid, Cambridge University Press, Cambridge [67] Neharika, Kumar V., Sharma J., et al (2016), "Surface and spectral studies of green emitting Sr3B2O6:Tb3+ phosphor", Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, Vol 206, pp 52-57 [68] Ngee H.L., Hatsumori T., Uematsu K., et al (2009), "Synthesis of phosphate phosphor for a white LED", Physics Procedia, Vol 2, pp 171-183 [69] Nguyen M.S., Ho V.T., Pham N.T.T (2011), "The synthesis of BaMgAl10O17:Eu2+nanopowder by a combustion method and its luminescent properties", Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, Vol 2, pp 045005 [70] Ni H., Liang H., Su Q., et al (2012), "Luminescence and Morphology of BaMgAl10O17: Eu2+Phosphors Prepared from Different Phases of Al2O3", Journal of the American Ceramic Society, Vol 95, pp 3197-3201 [71] Ofelt G.S (1962), "Intensities of crystal spectra of Rare-Earth ions", The Journal of Chemical Physics, Vol 37, pp 511-521 [72] Ogorodnikov I.N., Isaenko L.I., Kruzhalov A.V., et al (2001), "Thermally stimulated luminescence and lattice defects in crystals of alkali metal borate LiB3O5 (LBO)", Radiation Measurements, Vol 33, pp 577-581 [73] Park S., Kang S (2003), "Combustion synthesis of Eu2+ -activated BaMgAl10O17 phosphor", Journal of materials science, Vol 14, pp 223-228 121 [74] Patil K.C., Hegde M.S., Rattan T., et al (2008), Chemistry of Nanocrystalline Oxide Materials-Combustion Synthesis, Properties and Applications, World Scientific Publishing Co Pte Ltd, Singapore [75] Pązik R., Wiglusz R.J., Stręk W (2009), "Luminescence properties of BaTiO3:Eu3+ obtained via microwave stimulated hydrothermal method", Materials Research Bulletin, Vol 44, pp 1328-1333 [76] Peacock R.D (1975), "The intensities of lanthanide f - f transitions", Structure and Bonding, Vol 22, pp 83-122 [77] Pisarski W.A., Pisarska J., Dominiak-Dzik G., et al (2006), "Compositionaldependent lead borate based glasses doped with Eu3+ ions: Synthesis and spectroscopic properties", Journal of Physics and Chemistry of Solids, Vol 67, pp 2452-2457 [78] Poort S.H.M., Meyerink A., Blasse G (1997), "Lifetime measurements in Eu2+-doped host lattices", J Phys Chem Solids, Vol 58, pp 1451-1456 [79] Rada S., Culea M., Culea E (2008), "Structure of TeO2·B2O3 glasses inferred from infrared spectroscopy and DFT calculations", Journal of Non-Crystalline Solids, Vol 354, pp 5491-5495 [80] Reddy A.A., Das S., Ahmad S., et al (2012), "Influence of the annealing temperatures on the photoluminescence of KCaBO3: Eu3+ phosphor", RSC Advances, Vol 2, pp 8768 [81] Reisfeld R (1975), "Radiative and Non-radiative Transitions of Race Earth ions in Glasses", Structure and Bonding, Vol 22, pp 123-175 [82] Richter V.L., Muller F (1980), "Zur Struktur von Sr3B2O6 ", Z anorg allg Chem., Vol 467, pp 123-125 [83] Ronda C (2008), Luminescence From Theory to Applications, Whiley-VDH Verlag GmbH &Co KgaA, Weinheim [84] Seed Ahmed H.A.A., Swart H.C., Bergman P., et al (2016), "Concentration quenching of Eu2+ doped Ca2BO3Cl", Materials Research Bulletin, Vol 75, pp 4750 122 [85] Selvaraju K., Marimuthu K., Seshagiri T.K., et al (2011), "Thermal, structural and spectroscopic investigations on Eu3+ doped boro-tellurite glasses", Materials Chemistry and Physics, Vol 131, pp 204-210 [86] Shea L.E., McKittrick J., Lopez O.A (1996), "Synthesis of Red-Emitting, Small Particle Size Luminescent Oxides Using an Optimized Combustion Process", Journal of the American Ceramic Society, Vol 79, pp 3257-3265 [87] Shyichuk A.A., Lis S (2011), "Photoluminescence properties of nanosized strontium-yttrium borate phosphor Sr3Y2(BO3)4:Eu3+ obtained by the sol-gel Pechini method", Journal of Rare Earths, Vol 29, pp 1161-1165 [88] Smith E., Dent G (2005), Modern Raman Spectroscopy-A practical Approach, John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England [89] Solé J.G., Bausá L.E., Jaque D (2005), An introduction to the Optical Spectroscopy of Inorganic Solids, John Wiley & Sons Ltd [90] Som S., Kunti A.K., Kumar V., et al (2014), "Defect correlated fluorescent quenching and electron phonon coupling in the spectral transition of Eu3+ in CaTiO3 for red emission in display application", Journal of Applied Physics, Vol 115, pp 193101 [91] Son N.M., Trang P.N.T (2013), "Effects of Annealing on the Luminescence Properties of BaMgAl10O17: Eu2+ Blue Emitting Phosphor", International Journal of Engineering and Innovative Technology, Vol 3, pp 67-70 [92] Song E., Zhao W., Zhang W., et al (2010), "Fluorescence emission spectrum and energy transfer in Eu and Mn co-doped Ba2Ca(BO3)2 phosphors", Journal of Luminescence, Vol 130, pp 2495-2499 [93] Song H., Chen D., Tang W., et al (2008), "Synthesis of SrAl2O4: Eu2+, Dy3+, Gd3+ phosphor by combustion method and its phosphorescence properties", Displays, Vol 29, pp 41-44 123 [94] Song W.-S., Kim Y.-S., Yang H (2009), "Yellow-emitting phosphor of Sr3B2O6:Eu2+ for application to white light-emitting diodes", Materials Chemistry and Physics, Vol 117, pp 500-503 [95] Song Y., Liu Q., Zhang X., et al (2013), "The effect of Eu2+ doping concentration on luminescence properties of Sr3B2O6:Eu2+ yellow phosphor", Materials Research Bulletin, Vol 48, pp 3687-3690 [96] Stefani R., Maia A.d.S., Kodaira C.A., et al (2007), "Highly enhanced luminescence of SrB4O7:Eu2+ phosphor prepared by the combustion method using glycine as fuel", Optical Materials, Vol 29, pp 1852-1855 [97] Stella K.C., Nesaraj A.S (2010), "Effect of fuels on the combustion synthesis of NiAl2O4 spinel particles", Inranian Joural of Materials Science & Engineering, Vol 7, pp 36-44 [98] T.Mimani, K.C.Patil (2001), "Solution combustion synthesis of nanoscale oxides and their composites", Materials Physics and Mechanics, Vol 4, pp 134137 [99] Tanabe S., Todoroki S., Hirao K., et al (1990), "Phonon sideband of Eu3+ in sodium borate glasses", Journal of Non-Crystalline Solids, Vol 122, pp 59-65 [100] Tanaka M., Kushida T (1995), "Effects of static crystal field on the homogeneous width of the 5D0−7F0 line of Eu3+ and Sm2+ in solids", Physical Review B, Vol 52, pp 4171-4178 [101] Tanaka M., Nishimura G., Kushida T (1994), "Contribution ofJ mixing to the D0−7F0 transition of Eu3+ ions in several host matrices", Physical Review B, Vol 49, pp 16917-16925 [102] Thanh N.T., Quang V.X., Tuyen V.P., et al (2012), "Role of charge transfer state and host matrix in Eu3+-doped alkali and earth alkali fluoro-aluminoborate glasses", Optical Materials, Vol 34, pp 1477-1481 [103] Tian Y., Chen B., Hua R., et al (2011), "Optical transition, electron-phonon coupling and fluorescent quenching of La2(MoO4)3:Eu3+ phosphor", Journal of Applied Physics, Vol 109, pp 053511 124 [104] Toda K., Kawakami Y., Kousaka S., et al (2006), "New Silicate Phosphors for a White LED", IEICE Transactions on Electonics, Vol E89-C, pp 1406-1412 [105] Venkatramu V., Babu P., Jayasankar C.K (2006), "Fluorescence properties of Eu3+ ions doped borate and fluoroborate glasses containing lithium, zinc and lead", Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectrosc, Vol 63, pp 276-281 [106] Wada N., Kojima K (2007), "Glass composition dependence of Eu3+ ion red fluorescence", Journal of Luminescence, Vol 126, pp 53-62 [107] Wang R., Xu J., Chen C (2012), "Luminescent characteristics of Sr2B2O5: Tb3+, Li+ green phosphor", Materials Letters, Vol 68, pp 307-309 [108] Wei Z.F., Chen X.L., Wang F.M., et al (2001), "Phase relations in the ternary system SrO–TiO2 –B2O3", Journal of Alloys and Compounds, Vol 327, pp L10– L13 [109] Wu Z.C., Shi J.X., Wang J., et al (2006), "Synthesis and luminescent properties of SrAl2O4:Eu2+ green-emitting phosphor for white LEDs", Materials Letters, Vol 60, pp 3499-3501 [110] Xiao H., Xia Z., Liao L., et al (2012), "Luminescence properties of a new greenish blue emitting phosphor Na5Ca4(PO4)4F: Eu2+", Journal of Alloys and Compounds, Vol 534, pp 97-100 [111] Xiong H.H., Zhu C., Zhao X., et al (2014), "Rare Earth Doped Lanthanum Calcium Borate Polycrystalline Red Phosphors", Advances in Materials Science and Engineering, Vol 2014, pp 1-7 [112] Xue Y., Xu X., Hu L., et al (2011), "Synthesis and photoluminescence characteristics of (Sr, Ca)3B2O6:Eu for application in white light-emitting diodes", Journal of Luminescence, Vol 131, pp 2016-2020 [113] Yao S.S., Xue L.H., Li Y.Y., et al (2009), "Concentration quenching of Eu 2+ in a novel blue–green emitting phosphor: Ba2ZnSi2O7: Eu2+", Applied Physics B, Vol 96, pp 39-42 [114] Yen W.M., Shionoya S., Yamamoto H (2007), Fundamentals of Phosphors, CRC press 125 [115] You H., Hong G (1999), "The change of Eu3+ - surroundings in the system Al2O3 -B2O3 containing Eu3+ ions", Journal of Physics and Chemistry of Solids, Vol 60, pp 325-329 [116] Yu X., Zhou C., He X., et al (2004), "The influence of some processing conditions on luminescence of SrAl2O4:Eu2+ nanoparticles produced by combustion method", Materials Letters, Vol 58, pp 1087-1091 [117] Yukihara E.G., McKeever S.W.S (2011), Optically Stimulated Luminescence-Fundamentals and Applications, A John Wiley and Sons, Ltd [118] Zhang J.-S., Zhong H.-Y., Sun J.-S., et al (2012), "Reddish Orange LongLasting Phosphorescence in KY3F10:Sm3+for X-Ray or Cathode Ray Tubes", Chinese Physics Letters, Vol 29, pp 017101 [119] Zhang L., Lu Z., Han P., et al (2012), "Effective Red Compensation ofSr2SiO4 : Dy3+ Phosphor by Codoping Mn2+ Ions and Its Energy Transfer", Journal of Nanomaterials, Vol 2012, pp 1-7 [120] Zhang X., Fei L., Shi J., et al (2011), "Eu2+-activated Ba2Mg(BO3)2 yellowemitting phosphors for near ultraviolet-based light-emitting diodes", Physica B: Condensed Matter, Vol 406, pp 2616-2620 [121] Zhang X., Zhang J., Dong Z., et al (2012), "Concentration quenching of Eu2+ in a thermal-stable yellow phosphor Ca2BO3Cl: Eu2+ for LED application", Journal of Luminescence, Vol 132, pp 914-918 [122] Zhang Z., Li G., Zhang X., et al (2010), "Structural investigation and luminescent properties of BaZr(BO3)2:Eu3+ phosphors containing Si", Chinese Science Bulletin, Vol 55, pp 3252-3255 [123] Zhao S., Shu F., Li Y., et al (2012), "Synthesis and Luminescence Properties of ZnO:Eu3+ Nano Crystalline via a Facile Solution Method", Journal of Nanoscience and Nanotechnology, Vol 12, pp 2607-2611 [124] Zheng J., Ying L., Cheng Q., et al (2015), "Blue-emitting SrB2O4:Eu2+ phosphor with high color purity for near-UV white light-emitting diodes", Materials Research Bulletin, Vol 64, pp 51-54 126 [125] Zycha E., Deren´ P.J., Strek W., et al (2001), "Preparation, X-ray analysis and spectroscopic investigation of nanostructured Lu2O3:Tb", Journal of Alloys and Compounds, Vol 323, pp 8-12 ... HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ …… ….***………… HỒ VĂN TUYẾN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA VẬT LIỆU BORATE Sr3B2O6: Eu3+ VÀ Sr3B2O6: Eu2+ LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT... chất quang vật liệu Borate Sr3B2O6: Eu3+ Sr3B2O6: Eu2+ Mục tiêu luận án: - Nghiên cứu chế tạo hệ vật liệu Sr3B2O6: Eu3+ Sr3B2O6: Eu2+ phƣơng pháp nổ với nồng độ pha tạp khác - Nghiên cứu cấu trúc... nghiên cứu chế tạo hệ vật liệu phát quang Sr3B2O6: Eu3+ Sr3B2O6: Eu2+ phƣơng pháp nổ dung dịch xác định điều kiện công nghệ chế tạo tối ƣu, áp dụng chúng vào việc tổng hợp vật liệu Sr3B2O6: Eu3+ Sr3B2O6: