Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc và tính chất của chất phát quang ytri silicat kích hoạt bởi xeri, europi và tecbi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHÙNG THỊ MAI PHƢƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA CHẤT PHÁT QUANG YTRI SILICAT KÍCH HOẠT BỞI XERI, EUROPI VÀ TECBI LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC Hà Nội – 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHÙNG THỊ MAI PHƢƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA CHẤT PHÁT QUANG YTRI SILICAT KÍCH HOẠT BỞI XERI, EUROPI VÀ TECBI Chuyên ngành: Công nghệ hóa học chất vô Mã số: 62.52.75.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS LÊ XUÂN THÀNH Hà Nội – 2013 i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Phó giáo sư - Tiến sĩ Lê Xuân Thành, người tận tình hướng dẫn, bảo tạo điều kiện thuận lợi suốt trình nghiên cứu để hoàn thành luận án Tôi xin chân thành cảm ơn giảng viên Bộ môn Công nghệ chất vô – Viện Kỹ thuật Hóa học – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội giúp đỡ đóng góp ý kiến quý báu cho trình thực luận án Nhân dịp này, xin chân thành cảm ơn Viện Kỹ thuật Hóa học, Viện Đào tạo Sau đại học – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội hướng dẫn quan tâm giúp đỡ thủ tục hành thời gian học tập nghiên cứu trường Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam Viện Vật liệu xây dựng – Bộ Xây dựng nơi công tác tạo điều kiện tốt để hoàn thành tốt nhiệm vụ học tập, nghiên cứu làm việc Cũng này, xin dành tình cảm sâu sắc lòng biết ơn vô hạn tới người thân yêu gia đình: bố mẹ anh chị em chia sẻ, động viên hỗ trợ Cuối cùng, xin gửi tình cảm đặc biệt tới chồng gái thân yêu tôi, nguồn động lực sức mạnh tinh thần to lớn giúp vượt qua khó khăn để sớm hoàn thành công trình nghiên cứu mình./ Hà nội, ngày 08 tháng năm 2013 Tác giả Phùng Thị Mai Phương ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu kết nghiên cứu nêu luận án đƣợc trích dẫn từ báo đƣợc xuất đồng tác giả Các kết trung thực, đƣợc đồng tác giả cho phép sử dụng chƣa đƣợc công bố công trình khác Tác giả Phùng Thị Mai Phƣơng iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU viii DANH MỤC CÁC BẢNG x DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ xiii MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Lý thuyết chất phát quang 1.1.1 Các thuật ngữ liên quan đến chất phát quang phát xạ chất phát quang 1.1.2 Các nguồn lƣợng thƣờng sử dụng để kích thích chất phát quang 1.1.3 Thời gian xảy trình lƣợng chất phát quang 1.2 Chất phát quang vô 1.2.1 Thành phần chất phát quang vô 1.2.2 Cơ sở lựa chọn chất phát quang 1.2.2.1 Lựa chọn chất 1.2.2.2 Lựa chọn chất kích hoạt 1.2.3 Cơ chế phát quang 10 1.2.4 Ứng dụng chất phát quang 14 1.3 Chất phát quang đất 15 1.3.1 Cấu tạo vỏ điện tử đặc tính phát quang ion đất 15 1.3.2 Các dịch chuyển phát xạ không phát xạ ion đất hiếm… 20 1.3.2.1 Các dịch chuyển phát xạ .20 1.3.2.2 Các dịch chuyển không phát xạ 20 1.3.3 Đặc trƣng quang phổ tâm phát quang Ce3+, Eu3+ Tb3+ 21 1.3.3.1 Tâm phát quang Ce3+ 21 iv 1.3.3.2 Tâm phát quang Eu3+ 23 1.3.3.3 Tâm phát quang Tb3+ 23 1.4 Lý lựa chọn đối tƣợng nghiên cứu luận án 24 1.5 Mạng chủ ytri silicat 26 1.5.1 Y2Si2O7 26 1.5.1.1 y-Y2Si2O7 28 1.5.1.2 α-Y2Si2O7 28 1.5.1.3 β-Y2Si2O7 29 1.5.1.4 γ-Y2Si2O7 29 1.5.1.5 δ-Y2Si2O7 30 1.5.1.6 ξ-Y2Si2O7 30 1.5.2 Y2SiO5 31 1.5.2.1 X1 -Y2SiO5 32 1.5.2.2 X2-Y2SiO5 .33 1.6 Các phƣơng pháp tổng hợp ytri silicat 33 1.6.1 Phƣơng pháp phản ứng pha rắn 34 1.6.2 Phƣơng pháp đồng kết tủa 35 1.6.3 Phƣơng pháp phản ứng cháy 36 1.6.4 Phƣơng pháp sol- gel 37 1.7 Một số vấn đề tồn lĩnh vực nghiên cứu chất phát quang ytri silicat 43 1.8 Những đóng góp luận án 44 CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 46 2.1 Nhiệm vụ nghiên cứu luận án 46 2.2 Phƣơng pháp tổng hợp chất phát quang ytri silicat kích hoạt xeri, europi tecbi 47 2.2.1 Các thiết bị hoá chất cần thiết 47 2.2.2 Chuẩn bị số dung dịch 48 2.2.3 Tổng hợp chất phát quang Y2SiO5:RE (RE = Ce, Tb Eu) theo phƣơng pháp đồng kết tủa 48 v 2.2.3.1 Tổng hợp Y2SiO5:RE 48 2.2.3.2 Tổng hợp Y2SiO5:Tb2%:Mz% (M = Li, Na K) 50 2.2.4 Tổng hợp chất phát quang Y2SiO5:RE Y2Si2O7:RE (RE = Ce, Eu Tb) theo phƣơng pháp sol – gel sử dụng amoniac 51 2.2.4.1 Tổng hợp Y2SiO5:RE Y2Si2O7:RE 51 2.2.4.2 Tổng hợp Y2SiO5:RE:M .52 2.2.5 Lựa chọn hàm lƣợng chất kích hoạt 53 2.3 Phƣơng pháp phân tích cấu trúc tính chất ytri silicat kích hoạt xeri, europi tecbi 53 2.3.1 Phƣơng pháp phân tích nhiệt (DSC) 53 2.3.2 Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 55 2.3.3 Phƣơng pháp phổ tán xạ lƣợng tia X (EDX - Energy dispersive Xray spectroscopy) 57 2.3.4 Phƣơng pháp hiển vi điện tử quét (SEM - Scanning Electron Microscope) 58 2.3.5 Phƣơng pháp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM - Transmission electron microscope) 60 2.3.6 Phƣơng pháp phổ kích thích huỳnh quang 61 2.3.7 Phƣơng pháp đo phổ huỳnh quang 62 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 65 3.1 Khảo sát số tính chất chất phát quang Y2SiO5:RE đƣợc tổng hợp theo phƣơng pháp đồng kết tủa 65 3.1.1 Khảo sát biến đổi tiền chất theo nhiệt độ phƣơng pháp phân tích nhiệt 65 3.1.2 Ảnh hƣởng nhiệt độ nung đến thành phần pha cƣờng độ phát quang mẫu Y2SiO5:Ce1% 66 3.1.2.1 Ảnh hƣởng nhiệt độ nung đến thành phần pha mẫu Y2SiO5:Ce1% 66 3.1.2.2 Ảnh hƣởng nhiệt độ nung đến cƣờng độ phát quang mẫu Y2SiO5:Ce1% 70 3.1.3 Ảnh hƣởng hàm lƣợng ion Ce3+ đến cƣờng độ phát quang mẫu Y2SiO5:Ce 72 vi 3.1.4 Ảnh hƣởng chất hoạt động bề mặt đến cƣờng độ phát quang kích thƣớc hạt mẫu Y2SiO5:Ce 74 3.1.5 Ảnh hƣởng hàm lƣợng ion Tb3+ đến cƣờng độ phát quang mẫu Y2SiO5:Tb 76 3.1.6 Ảnh hƣởng ion tăng nhạy Li+, Na+ K+ đến cƣờng độ phát quang mẫu Y2SiO5:Tb2% 78 3.2 Khảo sát số tính chất chất phát quang Y2SiO5:RE đƣợc tổng hợp theo phƣơng pháp sol - gel sử dụng amoniac 81 3.2.2 Khảo sát biến đổi gel Y2SiO5:Ce1% theo nhiệt độ 81 3.2.2 Ảnh hƣởng nhiệt độ nung đến thành phần pha mẫu Y2SiO5:Ce1% 82 3.2.3 Ảnh hƣởng nhiệt độ nung đến cƣờng độ phát quang mẫu Y2SiO5:Ce1% 86 3.2.4 Thành phần hóa học kích thƣớc hạt mẫu Y2SiO5:Ce1% 88 3.2.5 Ảnh hƣởng số yếu tố công nghệ khác đến thành phần pha cƣờng độ phát quang mẫu Y2SiO5:Ce1% 91 3.2.5.1 Ảnh hƣởng thời gian khuấy mẫu 91 3.2.5.2 Ảnh hƣởng thời gian nung tốc độ nâng nhiệt 93 3.2.6 Ảnh hƣởng số chất tăng nhạy đến cƣờng độ phát quang mẫu Y2SiO5:Ce1% 96 3.2.7 Ảnh hƣởng nhiệt độ nung đến cƣờng độ phát quang mẫu Y2SiO5:Eu10% 98 3.2.8 Ảnh hƣởng nồng độ ion Eu3+ đến cƣờng độ phát quang mẫu Y2SiO5:Eu 100 3.2.9 Ảnh hƣởng nhiệt độ nung đến cƣờng độ phát quang mẫu Y2SiO5:Tb2% 101 3.3 Khảo sát số tính chất chất phát quang Y2Si2O7:RE đƣợc tổng hợp theo phƣơng pháp sol – gel sử dụng amoniac 104 3.3.2 Ảnh hƣởng nhiệt độ nung đến thành phần pha mẫu Y2Si2O7:Ce1%105 3.3.3 Ảnh hƣởng nhiệt độ nung đến cƣờng độ phát quang mẫu Y2Si2O7:Ce1% 109 vii 3.3.4 Kích thƣớc hạt mẫu Y2Si2O7:Ce1% 110 3.3.5 Ảnh hƣởng nhiệt độ nung đến cƣờng độ phát quang mẫu Y2Si2O7:Eu10% 111 3.3.6 Ảnh hƣởng chất phụ gia CH3COOLi, CH3COONa, CH3COOK KCl đến thành phần pha cƣờng độ phát quang mẫu Y2Si2O7:Ce1% 113 3.3.6.1 Ảnh hƣởng chất phụ gia CH3COOLi đến thành phần pha cƣờng độ phát quang của mẫu Y2Si2O7:Ce1% 113 3.3.6.2 Ảnh hƣởng chất phụ gia KCl, CH3COOK, CH3COONa CH3COOLi đến cƣờng độ phát quang mẫu Y2Si2O7:Ce1% .116 3.4 Thử nghiệm ứng dụng chất phát quang ytri silicat kích hoạt Ce 3+, Eu3+ Tb3+ 119 3.4.1 Thử nghiệm ứng dụng chế tạo mực in phát quang 119 3.4.2 Thử nghiệm ứng dụng chế tạo bột phát quang đèn huỳnh quang 121 KẾT LUẬN 127 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO 130 viii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Các chữ viết tắt DSC : nhiệt lƣợng kế quét vi sai (differential scanning calorimetry) DTA : phân tích nhiệt vi sai (differential thermal analyis) EDX : Phổ tán xạ lƣợng tia X (energy dispersive X-ray spectroscopy) EM : phát xạ (emission) ET : truyền lƣợng (energy transfer) EX : kích thích (exicitation) FED : hiển thị phát xạ trƣờng (field emission display) FEG : súng phát xạ trƣờng (FEG - field emission gun) FE-SEM : hiển vi điện tử quét phát xạ trƣờng (field emission scanning electron microscope) FPD : hiển thị phẳng (flat panel display) HĐBM : hoạt động bề mặt HR-TEM : kính hiển vi điện tử truyền qua phân giải cao (high resolution transmission electron microscope) HVĐTQ : hiển vi điện tử quét LCD : hiển thị tinh thể lỏng (liquid crystal display) LED : điốt phát quang (light emitting diode) MOCVD : lắng đọng hoá học từ pha hữu - kim loại (metal-organic chemical vapor deposition) NEM : không phát xạ (non-emission) PDP : hiển thị plasma (plasma display panel) PLD RE lắng đọng xung laze (pulse laser deposition) : đất (rare earth) 125 quang đƣợc đo theo tiêu chuẩn IEC 60081:2002 IEC 61195:1999 Phòng quản lý chất lƣợng Công ty cổ phần bóng đèn phích nƣớc Rạng Đông Kết đánh giá bóng đèn đƣợc chế tạo từ mẫu bột huỳnh quang Y2Si2O7:RE bóng đèn đƣợc sản xuất tháng 10/2012 từ bột thƣơng mại Công ty thể hình 3.48 Hình 3.48: Phiếu kết thử nghiệm thông số kỹ thuật bóng đèn chế tạo từ mẫu bột phát quang đề tài Từ kết trên, sản phẩm bóng đèn đƣợc chế tạo từ mẫu bột huỳnh quang Y2Si2O7:RE có chất lƣợng tƣơng đƣơng bóng đèn đƣợc sản xuất Công ty Điều thể sản phẩm phát quang luận án có khả ứng dụng làm thành phần 126 nguyên liệu bột huỳnh quang để chế tạo đèn huỳnh quang Công ty cổ phần bóng đèn phích nƣớc Rạng Đông Kết luận phần thử nghiệm ứng dụng chất phát quang luận án Nhƣ vậy, chất phát quang ytri silicat kích hoạt Ce3+, Eu3+ Tb3+ tổng hợp từ đề tài luận án đƣợc thử nghiệm thành công làm vật liệu phát quang mực in lƣới sản xuất bóng đèn huỳnh quang 127 KẾT LUẬN Luận án đạt đƣợc mục tiêu đƣa giải pháp công nghệ mới, từ thu đƣợc số liệu khoa học việc tổng hợp chất phát quang ytri silicat kích hoạt nguyên tố đất Y2SiO5:RE Y2Si2O7:RE (RE = Ce3+, Eu3+ Tb3+), kết cụ thể nhƣ sau: Phƣơng pháp đồng kết tủa - Đƣa giải pháp công nghệ phƣơng pháp đồng kết tủa để tổng hợp Y2SiO5/Y2Si2O7:RE, sử dụng tác nhân kết tủa dung dịch Na2SiO3 NH3, tẩm ion tăng nhạy M+ (M = K, Li Na) dƣới dạng muối vào tiền chất trƣớc nung; - Tổng hợp thành công chất phát quang Y2SiO5:RE dạng đơn pha X1-Y2SiO5 nhiệt độ 1000 đến 1200oC X2-Y2SiO5 nhiệt độ 1300oC; - Bổ sung CHĐBM tạo sản phẩm chất phát quang có kích thƣớc nanomet; - Bổ sung ion tăng nhạy M+ (M = K, Li Na) làm tăng mạnh cƣờng độ phát quang sản phẩm, ion K+ chất tăng nhạy tốt Phƣơng pháp sol – gel sử dụng amoniac - Đƣa giải pháp công nghệ phƣơng pháp sol – gel để tổng hợp Y2SiO5/Y2Si2O7:RE, sử dụng amoniac tạo môi trƣờng kiềm để tổng hợp Y2SiO5/Y2Si2O7:RE; - Tổng hợp thành công Y2SiO5:RE dạng đơn pha X1-Y2SiO5 đƣợc nung nhiệt độ từ 900 đến 1100oC dạng X2-Y2SiO5 nhiệt độ 1300oC giờ, giảm đƣợc nhiệt độ nung khoảng 300oC rút ngắn thời gian nung so với công trình công bố Sản phẩm tạo thành có kích thƣớc nanomet; - Bổ sung ion tăng nhạy M+ (M = K, Li Na) làm tăng cƣờng độ phát quang sản phẩm, ion Li+ chất tăng nhạy tốt nhất; 128 - Lựa chọn chế độ công nghệ tổng hợp tối ƣu gồm: thời gian khuấy mẫu giờ, thời gian nung tốc độ nâng nhiệt 10oC/phút; - Tổng hợp thành công chất phát quang Y2Si2O7:RE dạng đơn pha β-Y2Si2O7 nhiệt độ 1100oC γ-Y2Si2O7 1200 1300oC giờ, giảm đƣợc nhiệt độ nung khoảng 300oC rút ngắn thời gian nung nhiều so với công trình công bố; - Tổng hợp thành công chất phát quang Y2Si2O7:RE dạng α β-Y2Si2O7 nhiệt độ thấp (≤ 1000oC) bổ sung chất phụ gia KCl, CH3COOK, CH3COONa CH3COOLi, giảm đƣợc nhiệt độ nung khoảng 400oC so với công trình công bố làm tăng mạnh cƣờng độ phát quang sản phẩm - Khẳng định vấn đề khoa học hoàn toàn có ý nghĩa đóng góp cho lĩnh vực tổng hợp chất phát quang ytri silicat kích hoạt nguyên tố đất hiếm, chất phát quang Y2Si2O7:RE có cƣờng độ phát quang mạnh nhiều so với Y2SiO5:RE đƣợc nung nhiệt độ Từ luận án đề xuất nhà khoa học nên tập trung nghiên cứu ứng dụng chất Y2Si2O7:RE để tạo sản phẩm có chất lƣợng cao Thử nghiệm ứng dụng chất phát quang Sản phẩm từ đề tài luận án đƣợc thử nghiệm ứng dụng thành công chế tạo mực in phát quang làm nguyên liệu bột phát quang chế tạo bóng đèn huỳnh quang Các kết nghiên cứu công bố liên quan đến luận án đƣợc liệt kê danh sách dƣới 129 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ Lê Xuân Thành, Nguyễn Nguyên Ngọc, Phùng Thị Mai Phƣơng (2009) Tổng hợp chất phát quang Y2SiO5 kích hoạt xeri, europi samari có kích thước nano theo phương pháp đồng kết tủa ứng dụng việc chế tạo mực in lưới, Tạp chí Hóa học Ứng dụng, 10(94), 32-35 Lê Xuân Thành, Phùng Thị Mai Phƣơng (2009) Tổng hợp chất phát quang Y2SiO5 kích hoạt xeri hay europi có kích thước nano theo phương pháp sol – gel dùng amoniac, Tạp chí Hóa học Ứng dụng, 11(95), 35-38 Lê Xuân Thành, Phùng Thị Mai Phƣơng (2009) Nghiên cứu làm tăng độ phát quang Y2SiO5 kích hoạt Ce, Eu hay Sm, Tạp chí Hóa học Ứng dụng, 12(96), 31-34 Lê Xuân Thành, Phùng Thị Mai Phƣơng (2009) Tổng hợp chất phát quang Y2Si2O7 kích hoạt xeri hay europi theo phương pháp sol – gel, Tạp chí Hóa học Ứng dụng, 13(97), 45-48 Le Xuan Thanh, Phung Thi Mai Phuong (2012) A study of synthesis of ceriumdoped yttrium silicate and yttrium disilicate phosphors by the ammonia-added sol-gel method, E-Journal of Surface Science and Nanotechnology, 10, 248-251 Phùng Thị Mai Phƣơng, Lê Xuân Thành (2012) Tổng hợp chất phát quang ytri silicat kích hoạt tecbi theo phương pháp đồng kết tủa, Tạp chí Hóa học, 50(B), 393-394 Phùng Thị Mai Phƣơng, Lê Xuân Thành, Trần Thị Hồng Minh (2012) Các dạng thù hình tính chất phát quang Y2Si2O7 kích hoạt Ce tổng hợp nhiệt độ thấp theo phương pháp sol – gel có bổ sung KCl, Tạp chí Hóa học, 50(B), 395-398 130 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt La Văn Bình (2000) Khoa học công nghệ vật liệu Đại học Bách Khoa Hà Nội Lê Công Dƣỡng (1974) Kỹ thuật phân tích cấu trúc Rơngen Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Lê Công Dƣỡng (1997) Vật liệu học NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội Trịnh Hân, Ngụy Tuyết Nhung (2006) Cơ sở hóa học tinh thể NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Từ Văn Mặc (2003) Phân tích hóa lý phương pháp phổ nghiệm nghiên cứu cấu trúc phân tử NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội Hoàng Nhâm (2005) Hóa học vô Nhà xuất Giáo dục Lê Văn Tuất, Nguyễn Duy Linh (2010) Nghiên cứu đặc trưng phát quang vật liệu KMgSO4Cl:Ce3+, Tb3+ Tạp chí khoa học, Đại học Huế Phan Văn Tƣờng (2005) Vật liệu vô Đại học Quốc gia Hà Nội Tài liệu tiếng Anh A.H Gomes de Mesquita, A Bril (1969) Preparation and cathodoluminescence of Ce3+ - activated yttrium silicates and some isostructural compounds Materials Research Bulletin, 4, pp 643-650 10 A.I Becerro, A Escudero (2006) Polymorphism in the Lu2−xYxSi2O7 system at high temperatures Journal of the European Ceramic Society, 26, pp 2293-2299 11 A.I Becerro, A Escudero (2004) Revision of the crystallographic data of polymorphic Y2Si2O7 and Y2SiO5 compounds Phase Transitions, 77(12), pp 1093-1102 131 12 A.L Heyes (2009) On the design of phosphors for high-temperature thermometry Journal of Luminescence, 129, pp 2004-2009 13 Akihiko Ito, Jun Endo, Teiichi Kimura, Takashi Goto (2011) Eggshell- and furlike microstructures of yttrium silicate film prepared by laser chemical vapor deposition Materials Chemistry and Physics, 125, pp 242-246 14 Akihiko Ito, Jun Endo, Teiichi Kimura, Takashi Goto (2010) High-speed deposition of Y–Si–O films by laser chemical vapor deposition using Nd:YAG laser Surface & Coatings Technology, 204, pp 3846-3850 15 Alison Abreu da Silva, Marco Aurelio Cebim, Marian Rosaly Davolos (2008) Excitation mechanisms and effects of dopant concentration in Gd2O2S:Tb3+ phosphor Journal of Luminescence, 128, pp 1165-1168 16 Ana I Becerro, Alberto Escudero, Pierre Florian, Dominique Massiot, Maria D Alba (2004) Revisiting Y2Si2O7 and Y2SiO5 polymorphic structures by 89Y MASNMR spectroscopy Journal of Solid State Chemistry, 177, pp 2783-2789 17 B Lauritzen, N Timoney, N Gisin, and M Afzelius (2012) Spectroscopic investigations of Eu3+:Y2SiO5 for quantum memory applications Physical Review B, 85, pp 111-115 18 B Moine, G Bizarri (2006) Why the quest of new rare earth doped phosphors deserves to go on Optical Materials, 28, pp 58-63 19 Bing Yan, Honghua Huang (2006) Matrix-induced synthesis and photoluminescence of RE2SiO5:Eu3+ (RE = Gd, Y) submicrometer phosphors derived from sol–gel assembly of hybrid precursors Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 287, pp 158-162 20 Blasse G., B.C Grabmaier (1994) Luminescent Materials Springer 21 Bo Liu, Chaoshu Shi, Zeming Qi (2006) White-light long-lasting phosphorescence from Tb3+-activated Y2O2S phosphor Journal of Physics and Chemistry of Solids, 67, pp 1674-1677 132 22 C Li, R Moncorgé, J.C Souriau and Ch Wyon (1993) Efficient 2.05 room temperature Y2SiO5:Tm3+ laser Optics Communications, 101, pp 356-360 23 C.C Kang, R.S Liu (2007) The effect of terbium concentration on the luminescent properties of yttrium oxysulfide phosphor for FED application Journal of Luminescence, 122-123, pp 574-576 24 C.K Lin, M.L Pang, M Yu, J Lin (2005) Photoluminescence of wet chemical process-derived (Y, Gd)BO3:Eu3+/Tb3+ thin film phosphors Journal of Luminescence, 114, pp 299-306 25 Carla Cannas, Anna Musinua, Giorgio Piccalugaa, Claudio Deiddab, Filomena Serrab, Marco Bazzoni, Stefano Enzob (2005) Advances in the structure and microstructure determination of yttrium silicates using the Rietveld method Journal of Solid State Chemistry, 178, pp 1526-1532 26 Carla Cannas, Marina Mainas, Anna Musinu, Giorgio Piccaluga, Adolfo Speghini, Marco Bettinelli (2005) Nanocrystalline luminescent Eu3+-doped Y2SiO5 prepared by sol–gel technique Optical Materials, 27, pp 1506-1510 27 Chunyan Cao, Hyun Kyoung Yang, Byung Kee Moon, Byung Chun Choi, Jung Hyun Jeong, Kwang Ho Kim (2012) Synthesis, phase composition modification, and optical properties of Ce3+/Tb3+ activated KGdF4 and GdF3 submicrocrystals Journal of Solid State Chemistry, 187, pp 45-50 28 D.V Arkhipov, O Yu Vasina, N.V Popovich, S.S Galaktionov, N.P Soshchin (1996) Synthesis of luminescent yttrium silicate by the sol-gel method materials Glass and Ceramics, 53(11-12), pp 340-343 29 Deyong Fan, Sen Yang, Jieqiong Wang, Aqun Zheng, Xiaoping Song, Demei Yu (2012) Synthesis and cathodoluminescent properties of Y 2SiO5:Tb3+ phosphors prepared from uniform precursor Journal of Luminescence, 132, pp 1122-1125 133 30 E Coetsee, J.J Terblans, H.C Swart (2009) Characteristic properties of Y2SiO5:Ce thin films grown with PLD Physica B, 404, pp 4431-4435 31 E Coetsee, J.J Terblans, H.C Swart (2007) Degradation of Y2SiO5:Ce phosphor powders Journal of Luminescence, 126, pp 37-42 32 E Coetsee, J.J Terblans, H.C Swart (2010) XPS analysis for degraded Y2SiO5:Ce phosphor thin films Applied Surface Science, 256, pp 6641-6648 33 E.G Yukihara, Luiz G Jacobsohn, Michael W Blair, Bryan L Bennett, Stephanie C Tornga, Ross E Muenchausen (2010) Luminescence properties of Ce-doped oxyorthosilicate nanophosphors and single crystals Journal of Luminescence, 130, pp 2309-2316 34 E.J Bosze, J McKittrick, G.A Hirata (2003) Investigation of the physical properties of a blue-emitting phosphor produced using a rapid exothermic reaction Materials Science and Engineering, B97, pp 265-274 35 H.J Lee, S.K Hong, D.S Jung, S.H Ju, H.Y Koo, Y.C Kang (2006) The characteristics of X1 type Y2SiO5:Tb phosphor particles prepared by high temperature spray pyrolysis Ceramics International, 32, pp 865-870 36 Hans J Seifert, Sigrid Wagner, Olga Fabrichnaya, Hans L Lukas, Fritz Aldinger, Thomas Ullmann, Martin Schmucker, Hartmut Schneider (2005) Yttrium silicate coatings on chemical vapor deposition-SiC-precoated C/C–SiC: Thermodynamic assessment and high-temperature investigation Journal of the American Ceramic Society, 88(2), pp 424-430 37 Harish Chander (2005) Development of nanophosphors - A review Materials Science and Engineering, R 49, pp 113-155 38 He Feng, Dongzhou Ding, Huanying Li, Sheng Lu, Shangke Pan, Xiaofeng Chen, Guohao Ren (2010) Growth and luminescence characteristics of ceriumdoped yttrium pyrosilicate single crystal Journal of Alloys and Compounds, 489, pp 645-649 134 39 Honghua Huang, Bing Yan (2004) In situ sol–gel composition of multicomponent hybrid precursors to luminescent novel unexpected microrod of Y2SiO5:Eu3+ employing different silicate sources Solid State Communications, 132, pp 773-777 40 Honghua Huang, Bing Yan (2005) Sol–gel preparation and luminescence properties of nanophosphors Y2-xTbxSiO5 derived from in situ assembling hybrid precursors Journal of Non-Crystalline Solids, 351, pp 618-621 41 Huan Jiao, Lingqi Wei, Na Zhang, Ming Zhong, Xiping Jing (2007) Melting salt assisted sol–gel synthesis of blue phosphor Y2SiO5:Ce Journal of the European Ceramic Society, 27, pp 185-189 42 Hucheng Yang, Yin Liu, Song Ye, Jianrong Qiu (2008) Purple-to-yellow tunable luminescence of Ce3+ doped yttrium-silicon-oxide-nitride phosphors Chemical Physics Letters, 451, pp 218-221 43 I MacLaren, G Richter (2009) The structure and possible origins of stacking faults in gamma-yttrium disilicate Philosophical Magazine, 89(2), pp 169-181 44 Ingo Hartenbach, Steffen F Meier und Thomas Schleid (2006) δ-Y2Si2O7: A new structure type within the yttrialite series Zeitschrift für Naturforschung, 61b, pp 1054 - 1060 45 J Felsche (1973) Rare earths - Structure & bonding SpringerLink 99-197 46 J Ito, H Johnson (1968) Synthesis and study of yttrialite American Mineralogist, 53, pp 1940 47 J.A Gonzalez-Ortega, E.M Tejeda, N Perea, G.A Hirata, E.J Bosze, J McKittrick (2005) White light emission from rare earth activated yttrium silicate nanocrystalline powders and thin films Optical Materials, 27, pp 12211227 48 J.A.G Drake (1993) Chemical technology in printing and imaging systems Royal Society of Chemistry, Cambridge 135 49 Jiaguo Wanga, Shujian Tianb, Guobao Li, Fuhui Liaob, Xiping Jingb (2001) Preparation and X-ray characterization of low-temperature phases of R2SiO5 (R = rare earth elements) Materials Research Bulletin, 36, pp 1855-1861 50 Jun Lin, Qiang Su, Hongjie Zbang, Shubin Wang (1996 ) Crystal structure dependence of the luminescence of rare earth ions (Ce3+, Tb3+, Sm3+) in Y2SiO5 Materials Research Bulletin, 31(2), pp 189-196 51 Kenneth J Klabunde (2001) Nanoscale materials in chemistry WileyInterscience 52 L Kepinski, M Wolcyrz (2003) Nanocrystalline rare earth silicates: structure and properties Materials Chemistry and Physics, 81 pp 396-400 53 Li Xiujuan, Jiao Huan, Wang Xiaoming, Zeng Zhengzhi, Jing Xiping (2010) Y2SiO5:Ce3+ particle growth during sol-gel preparation Jouranl of Rare Earths, 28(4), pp 504-508 54 Lihui Huang, Xiaojun Wang, Hai Lin, Xingren Liu (2001) Luminescence properties of Ce and Tb doped rare earth borate glasses Journal of Alloys and Compounds, 316, pp 256-259 55 M Díaz, C Pecharromán, F del Monte, J Sanz, J E Iglesias, José S Moya, C Yamagata, S Mello-Castanho (2005) Synthesis, thermal evolution, and luminescence properties of yttrium disilicate host matrix Chemistry of Materials, 17, pp 1774-1782 56 Mihail Nazarov, Do Young Noh (2010) Rare earth double activated phosphors for different applications Journal of Rare Earths, 28, pp 1-11 57 Murat Erdema, Gönül Özen, Cumali Tav (2011) Crystallization behaviour of neodymium doped yttrium silicate nanophosphors Journal of the European Ceramic Society, 31, pp 2629-2631 136 58 N Karar, Harish Chander (2005) Luminescence properties of cerium doped nanocrystalline yttrium silicate Journal of Physics D: Applied Physics, 38, pp 3580-3583 59 N Taghavinia, G Lerondel, H Makino, T Yao (2006) Blue- and red-emitting phosphor nanoparticles embedded in a porous matrix Thin Solid Films, 503, pp 190 - 195 60 P.D Sarkisov, L.A Orlova, N.V Popovich, Yu E Anan’eva (2007) Structure formation in production of yttrium-silicate materials by the sol-gel method Glass and Ceramics, 64(1-2), pp 3-6 61 Paul J Marsh, Jack Silver, Aron Vecht, Anne Newport (2002) Cathodoluminescence studies of yttrium silicate:cerium phosphors synthesised by a sol–gel process Journal of Luminescence, 97, pp 229-236 62 Q.Y Zhang, K Pita, W Ye, W.X Que, C.H Kam (2002) Effects of composition and structure on spectral properties of Eu3+-doped yttrium silicate transparent nanocrystalline films by metallorganic decomposition method Chemical Physics Letters, 356 pp 161-167 63 Q.Y Zhang , X.Y Huang (2010) Recent progress in quantum cutting phosphors Progress in Materials Science, 55 pp 353-427 64 Qiaoli Wu, Xiping Jing, Huan Jiao (2009) Preparation of La3+ and Gd3+ doped Y2SiO5:Ce phosphors by the MS&Sol-gel method Optical Materials, 31, pp 1123-1127 65 R Dupree, M.E Smith (1988) Structural influences on high-resolution yttrium89 NMR spectra of solids Chemical Physics Letters, 148(1), pp 41-44 66 R Krsmanovic, Z Andric, M Marinovic-Cincovic, I Zekovic, M.D Dramicanin (2007) Optical and thermal Investigation of sol-gel derived Eu3+:Y2SiO5 Nanoparticles Acta physica polonica A, 112, pp 975-980 67 R.C.ROPP (2004) Luminescence and the solid state Elsevier 137 68 R.P Rao, D.J Devine (2000) RE-activated lanthanide phosphate phosphors for PDP applications Journal of Luminescence, 87-89, pp 1260-1263 69 S Ye, F Xiao, Y.X Pan, Y.Y Ma, Q.Y Zhang (2010) Phosphors in phosphorconverted white light-emitting diodes: Recent advances in materials, techniques and properties Materials Science and Engineering, 71, pp 1-34 70 Sang Hoon Shin, Duk Young Jeon, Kyung Soo Suh (2007) Emission band shift of the cathodoluminescent of Y2SiO5:Ce phosphor affected by its activator concentration Journal of Luminescence, 126, pp 838-842 71 Shang-hyeun Park, Ji-hye Gwak (2002) Yttrium silicate based phosphor and method for synthesizing the phosphor by surface coating US 6495068 B1 72 Shang-hyeun Park, Ji-hye Gwak, Yong-wan Jin, V A Vorobyov, E G Morozov (2003) Yttrium silicate based phosphor having effective emission at low voltages and method for synthesizing the same US 6544437 B2 73 Shaozhe Lu, Jiahua Zhang, Jishen Zhang (2011) Synthesis and luminescence properties of Eu - doped silicate nanomaterial Physics Procedia, 13, pp 62-65 74 Shigeo Shionoya, William M Yen (1999) Phosphor Handbook CRC Press LLC 75 Subrata Dasa, A Amarnath Reddya, Shahzad Ahmadb, R Nagarajanb, G Vijaya Prakasha (2011) Synthesis and optical characterization of strong red light emitting KLaF4:Eu3+ nanophosphors Chemical Physics Letters, 508(1-3), pp 117-120 76 Tuomas Aitasalo, Jorma Holsa , Mika Lastusaari, Janne Niittykoski, Fabienne Pelle (2005) Delayed luminescence of Ce3+ doped X1 form of Y2SiO5 Optical Materials, 27, pp 1511-1515 77 Tuomas Aitasalo, Jorma Holsa, Mika Lastusaari, Janina Legendziewicz, Janne Niittykoski, Fabienne Pellé (2004) Delayed luminescence of Ce3+ doped Y2SiO5 Optical Materials, 26, pp 107-112 138 78 V Manivannan, H.A Comanzo, A.A Setlur, A.M Srivastava, P.A Schmidt, U Happek (2003) Nature of luminescent centers in Cerium-activated materials with the CaFe2O4 structure Journal of Luminescence, 102-103, pp 635-637 79 V.A Bolchouchine, E.T Goldburt, B.N Levonovitch, V.N Litchmanova, N.P Sochtine (2000) Designed, highly-effcient FED phosphors and screens Journal of Luminescence, 87-89, pp 1277-1279 80 Vu Nguyen, Thi Kim Chi Tran, Duc Van Nguyen (2011) Combustion synthesis and characterization of Er3+-doped and Er3+, Yb3+-codoped YVO4 nanophosphors oriented for luminescent biolabeling applications Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, 2, pp 1-5 81 X Ouyang, A H Kitai, R Siegele (1995) Rare-earth-doped transparent yttrium silicate thin film phosphors for colour displays Thin Solid Films, 254, pp 268-272 82 X.M Han, J Lin, J Fu, R.B Xing, M Yu, Y.H Zhou, M.L Pang (2004) Fabrication, patterning and luminescence properties of X2–Y2SiO5:A (A = Eu3+,Tb3+,Ce3+) phosphor films via sol–gel soft lithography Solid State Sciences, 6, pp 349-355 83 Xiao Qin, Yiguang Ju, Stefan Bernhard, Nan Yao (2007) Europium-doped yttrium silicate nanophosphors prepared by flame synthesis Materials Research Bulletin, 42 pp 1440-1449 84 Y Liu , C.N Xu, H Chen , H Tateyama (2002) Composition, structure and luminescent properties of EuxY2-xSiO5 thin films Thin Solid Films, 415, pp 1014 85 Y Liu, C.N Xu, H Chen, K Nonaka (2004) Investigation of temperature dependence of photoluminescence in RexY2-xSiO5 Optical Materials, 25, pp 243250 139 86 Ya-Qin Wang, Jian-Feng Huang, Li-Yun Cao, Xie-Rong Zeng (2011) Direct preparation of Y2SiO5 nanocrystallites by a microwave hydrothermal process ISRN Nanotechnology, 2011, pp 1-5 87 Yangbao Qiana, Linzhong Dua, Weigang Zhanga (2009) Preparation of spherical Y2SiO5 powders for thermal-spray coating Particuology, 7, pp 368372 88 Yun Liu, Chao-Nan Xu, Hiroaki Matsui, Takeshi Imamura, Tadahiko Watanabe (2000) Preparation and luminescence of rare-earth-activated Y2SiO5 thin films by metallorganic decomposition Journal of Luminescence, 87-89, pp 12971299 89 Zhan Hui Zhang, Yu Hua Wang, Yan Hao, Wen Jing Liu (2007) Synthesis and VUV photoluminescence of green-emitting X2–Y2SiO5:Tb3+ phosphor for PDP application Journal of Alloys and Compounds, 433, pp 12-14 90 Ziqi Sun, Jingyang Wang, Meishuan Li, Yanchun Zhou (2008) Mechanical properties and damage tolerance of Y2SiO5 Journal of the European Ceramic Society, 28, pp 2895-2901 91 Ziqi Sun, Meishuan Li, Yanchun Zhou (2006) Low-temperature synthesis and sintering of gamma-Y2Si2O7 Journal of Materials Research, 21(6), pp 14431450 ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHÙNG THỊ MAI PHƢƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA CHẤT PHÁT QUANG YTRI SILICAT KÍCH HOẠT BỞI XERI, EUROPI VÀ TECBI Chuyên... hình ytri silicat Do đó, chọn đề tài luận án là: Nghiên cứu tổng hợp, cấu trúc tính chất chất phát quang ytri silicat kích hoạt xeri, europi tecbi Mục tiêu luận án là: đƣa giải pháp công nghệ... đến chất phát quang phát xạ chất phát quang 1.1.2 Các nguồn lƣợng thƣờng sử dụng để kích thích chất phát quang 1.1.3 Thời gian xảy trình lƣợng chất phát quang 1.2 Chất phát quang