Nghiên cứu các đặc trưng phát quang của nhóm vật liệu MO al2o3,sio2 đồng pha tạp eu2+, mn2+”

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÍ NGUYỄN THỊ HẰNG NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC TRƯNG PHÁT QUANG 2+ CỦA NHÓM VẬT LIỆU MO.Al2O3,SiO2 ĐỒNG PHA TẠP Eu , Mn 2+ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đà Nẵng, 2018 I ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÍ NGUYỄN THỊ HẰNG NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC TRƯNG PHÁT QUANG 2+ CỦA NHÓM VẬT LIỆU MO.Al2O3,SiO2 ĐỒNG PHA TẠP Eu , Mn 2+ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Chun ngành: Sư phạm Vật lí Khóa học: 2014-2018 Người hướng dẫn: ThS Lê Văn Thanh Sơn Đà Nẵng, 2018 II Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập nghiên cứu, với lòng biết ơn sâu sắc, tác giả khóa luận xin chân thành cám ơn thầy Lê Văn Thanh Sơn thầy Đinh Thanh Khẩn tận tâm dạy, định hướng đồng hành, giúp tác giả tháo gỡ vướng mắc suốt trình nghiên cứu Tác giả biết ơn Ban Chủ nhiệm, thầy giáo, cô giáo Khoa Vật lý trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả suốt trình học tập nghiên cứu Tác giả chân thành cám ơn em sinh viên hỗ trợ tác giả suốt trình nghiên cứu Cuối cùng, tác giả xin tri ân gia đình, người thân, bạn bè đồng nghiệp, hồn cảnh ln giúp đỡ, động viên để tác giả hoàn thành đề tài khóa luận Đà Nẵng, ngày 26 tháng 04 năm 2018 Sinh viên thực Nguyễn Thị Hằng SVTH: Nguyễn Thị Hằng I Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu 5.1 Nghiên cứu lí thuyết 5.2 Nghiên cứu thực nghiệm CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Tổng quan tượng phát quang 1.1.1 Định nghĩa tượng phát quang 1.1.2 Phân loại dạng phát quang 1.1.3 Sự khác tính chất phát quang tâm bất liên tục phát quang tái hợp 1.1.4 Cơ chế tượng phát quang 1.1.5 Những định luật phát quang 1.1.6 Định luật đối xứng gương phổ hấp thụ phổ phát quang 1.2 Sự phát quang phosphor tinh thể 1.2.1 Thành phần cấu trúc phosphor tinh thể 1.2.2 Phổ hấp thụ phosphor tinh thể 10 1.2.3 Phổ xạ phosphor tinh thể 10 1.2.4 Sự liên hệ phổ hấp thụ phổ xạ 10 1.2.5 Ảnh hưởng tác nhân bên vào thành phần phổ xạ .10 1.2.6 Bản chất chế phát quang phosphor tinh thể 11 1.2.6.2 Cơ sở thuyết vùng để giải thích phát quang phosphor tinh thể 12 1.3 Hiện tượng lân quang 14 1.3.1 Khái niệm phân loại tượng lân quang 14 1.3.2 Cơ chế tăng thời gian phát quang vật liệu lân quang 16 1.4 Tổng quan ion đất hiếm, ion kim loại chuyển tiếp 17 SVTH: Nguyễn Thị Hằng II Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn 1.4.1 Sơ lược ion nguyên tố đất 17 1.4.2 Sơ lược ion kim loại chuyển tiếp 21 CHƯƠNG CHẾ TẠO MẪU 24 2.1 Phương pháp chế tạo 24 2.2 Dụng cụ thí nghiệm 24 2.3 Quy trình chế tạo mẫu 24 2.4 Tiền chất sử dụng mẫu tạo thành 24 2.5 Các kĩ thuật thực nghiệm 26 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 27 3.1 Phổ kích thích Mn 2+ 2+ Eu 27 2+ 3.1.1 Phổ kích thích Eu 27 2+ 3.1.2 Phổ kích thích Mn 27 3.2 Phổ phát quang Mn 2+ 2+ Eu nung vật liệu 1300ºC 28 3.2.1 Phổ phát quang ion Mn 2+ Eu 2+ vật liệu BaAl2O4 28 3.2.2 Phổ phát quang ion Mn 2+ Eu 2+ vật liệu SrAl2O4 31 3.2.3 Phổ phát quang ion Mn 2+ Eu 2+ vật liệu CaAl2O4 32 3.2.4 Phổ phát quang Eu 3.3 Phổ phát quang Mn 2+ 2+ 2+ Mn 2+ Eu MAl2O4 34 nung vật liệu 1300ºC 38 2+ 2+ 2+ 2+ 3.3.1 Phổ phát quang mẫu BaAl2O4.1%Eu 0,25%Mn 38 3.3.2 Phổ phát quang mẫu BaAl2O4.1%Eu 0,75%Mn 38 3.3.3 Phổ phát quang Eu 2+ Mn 2+ 2+ 2+ 2+ mẫu BaAl2O4.1%Mn 0,5%Eu 2+ 39 3.3.4 Phổ phát quang Eu , Mn 2+ 2+ mẫu BaAl2O4.1%Mn 0,75%Eu 40 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 SVTH: Nguyễn Thị Hằng III Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn DANH MỤC CỤM TỪ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU Cụm từ viết tắt M: Kim loại kiềm thổ Phổ PL: Phổ phát quang Phổ PLE: Phổ kích thích Các kí hiệu λEm: Bước sóng xạ λEx: Bước sóng kích thích SVTH: Nguyễn Thị Hằng Khóa luận tốt nghiệp IV STT SVTH: Nguyễn Thị Hằng Khóa luận tốt nghiệp Bảng Danh sách mẫu chế tạo V DANH MỤC HÌNH Ả STT Tên hình ảnh Hình 1.1 Cơ chế phát quang nguyên tử Hình 1.2 Cơ chế phát quang phân tử Hình 1.3 Giản đồ lượng phosphor t Hình 1.4a Mơ hình chế phát quang vật liệu Hình 1.4b Giản đồ chế phát quang vật liệu Hình 1.5 Giản đồ tách mức lượng Dieke Hình 1.6 Sơ đồ cấu hình điện tử Europi Hình 1.7a Sơ đồ tách mức lượng 4f Hình 1.7b Sơ đồ tách mức lượng Eu 10 Hình 1.8 Giản đồ Tanabe – Sugano cho cấu h 11 Hình 3.1 Phổ PLE Eu 12 Hình 3.2 Phổ PLE Mn 13 Hình 3.3 Phổ PL BaAl2O4.1%Eu x%M 14 16 (λEm = 490nm) 2+ (λEm = 510nm) 2+ Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn liên hệ cường 2+ Eu 15 2+ với nồng độ Mn 2+ vật liệu BaAl2O 2+ Hình 3.5 Phổ PL BaAl2O4.1%Mn y%E Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn liên hệ cường 2+ Eu với nồng độ Mn 2+ vật liệu BaAl2O 2+ 17 Hình 3.7 Phổ PL SrAl2O4.1%Eu 0,75% 18 Hình 3.8 Phổ PL SrAl2O4.1%Mn 0,75% 19 Hình 3.9 Phổ PL CaAl2O4.1%Eu x%M 20 Hình 3.10 Phổ PL CaAl2O4.1%Mn y% SVTH: Nguyễn Thị Hằng 2+ 2+ 2+ Khóa luận tốt nghiệp 21 Hình 3.11 Quá trình truyền lượng từ E Hình 22 (λEx=365nm); phổ PL CaAl2O4 phóng đại 10 lần Hình 23 (λEx=365nm); phổ PL CaAl2O4 2+ SrAl2O4.1%Eu 0,75%Mn 2+ phóng 2+ Hình 3.14 Phổ PL MAl2O4.1%Eu 0,5% 2+ 24 phổ PL CaAl2O4.1%Eu 0,5%M 1000 lần Hình 25 (λEx=365nm); phổ PL CaAl2O4 2+ SrAl2O4.1%Mn 0,75%Eu 2+ phóng 2+ 26 Hình 3.16 Phổ PL BaAl2O4.1%Eu 0,2 (λEx=365nm) 2+ 27 Hình 3.17 Phổ PL BaAl2O4.1%Eu 0,7 (λEx=365nm) 2+ 28 Hình 3.18 Phổ PL BaAl2O4.1%Mn 0,5 (λEx=365nm) 2+ 29 Hình 3.19 Phổ PL BaAl2O4.1%Mn 0,7 (λEx=365nm) SVTH: Nguyễn Thị Hằng VII Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn bước sóng 490nm Eu 2+ ứng với chuyển dời lượng 4f 5d -4f cường độ phát quang bước sóng 510nm Mn 2+ ứng với chuyển dời T1g(G)- A1(S) Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc cường độ phát quang ion Eu vào nồng độ Mn 2+ 2+ 2+ vật liệu BaAl2O4.1%Eu x%Mn Hình 3.4 biểu diễn phụ thuộc cường độ phát quang Eu Mn Eu 2+ 2+ 2+ mẫu BaAl2O4.1%Eu x%Mn nồng độ Mn xuất Mn 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ vào nồng độ cho ta thấy giữ nguyên nồng độ tăng, cường độ phát quang Eu 2+ giảm xuống, chứng tỏ 2+ ảnh hưởng đến phát quang Eu b Phổ phát quang Mn 2+ Eu 2+ 2+ vật liệu BaAl2O4.1%Mn y%Eu 2+ Hình 3.5 Phổ PL mẫu BaAl2O4.1%Mn y%Eu SVTH: Nguyễn Thị Hằng 2+ 2+ (λEx=365nm) Trang 29 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn 2+ 2+ Hình 3.5 mô tả phát quang mẫu BaAl 2O4.1%Mn y%Eu với nồng độ Eu thay đổi từ 0% đến 1% bước sóng kích thích 365nm cho ta thấy: 2+ Dưới bước sóng kích thích 365nm, phổ phát quang mẫu vật liệu BaAl 2O4 pha tạp Eu 2+ Mn 2+ với nồng độ Mn 2+ thay đổi có dạng phổ đám rộng tương đồng đỉnh phổ dịch từ 510nm sang 500nm chồng phủ phát 2+ quang Eu , Mn Eu 2+ 2+ thay đổi tỉ đối cường độ phát quang bước sóng 490nm ứng với chuyển dời lượng 4f 5d -4f cường độ phát quang bước sóng 510nm Mn 2+ 2+ ứng với chuyển dời 2+ T1g(G)- A1(S) Đặc biệt, mẫu 2+ BaAl2O4.1%Mn y%Eu có nồng độ 0,25%Eu , cường độ phổ cao vượt bậc đỉnh phổ kéo dài từ khoảng 490nm đến 510nm, tức cường độ phát quang Eu 2+ 2+ với Mn Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc cường độ phát quang Mn nồng độ Eu 2+ 2+ vật liệu BaAl2O4.1%Mn y%Eu Hình 3.6 mơ tả phụ thuộc cường độ phát quang Mn 2+ mẫu BaAl2O4.1%Mn y%Eu quang Mn độ 0,25%Eu 2+ 2+ quang Eu 2+ 2+ cho thấy nồng độ Eu thay đổi nồng độ Mn cường độ phát quang Mn 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ vào 2+ vào nồng độ Eu 2+ tăng, cường độ phát không đổi Đặc biệt, nồng tăng vượt trội đồng thời phát đạt cực đại SVTH: Nguyễn Thị Hằng Trang 30 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn 3.2.2 Phổ phát quang ion Mn 2+ Eu a Phổ phát quang mẫu SrAl2O4.1%Eu 2+ vật liệu SrAl2O4 2+ 0,75%Mn 2+ 2+ 2+ Hình 3.7 Phổ PL mẫu SrAl2O4.1%Eu 0,75%Mn (λEx=365nm) Khi kích thích bước sóng 365nm, phổ phát quang mẫu SrAl 2O4 2+ 0,75%Mn 1%Eu 2+ có dạng phổ đám rộng với đỉnh phổ khoảng 505nm chồng chập phổ phổ phát quang Eu phổ phát quang Mn 2+ 2+ tương ứng với chuyển dời 4f 5d -4f tương ứng với chuyển dời T1g(G)- A1(S) 2+ b Phổ phát quang mẫu SrAl2O4.1%Mn 0,75%Eu 2+ 2+ 2+ Hình 3.8 Phổ PL mẫu SrAl2O4.1%Mn 0,75%Eu (λEx=365nm) Khi kích thích bước sóng 365nm, phổ phát quang mẫu 2+ SrAl2O4.1%Mn 0,75%Eu 2+ có dạng phổ đám rộng với đỉnh phổ khoảng 505nm kết chồng chập phổ phổ phát quang Eu dời 4f 5d -4f phổ phát quang Mn SVTH: Nguyễn Thị Hằng 2+ 2+ tương ứng với chuyển tương ứng chuyển dời T1g(G)- A1(S) Trang 31 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn 3.2.3 Phổ phát quang ion Mn 3.2.3.1 Phổ phát quang Mn 2+ 2+ Eu Eu 2+ 2+ vật liệu CaAl2O4 2+ vật liệu CaAl2O4.1%Eu x%Mn 2+ 2+ Hình 3.9 Phổ PL mẫu CaAl2O4.1%Eu x%Mn 2+ (λEx=365nm) Khi kích thích bước sóng 365nm, dạng phổ phát quang hai mẫu 2+ CaAl2O4.1%Eu x%Mn 450nm Eu 2+ 2+ giống Đồng thời cường độ phát quang đỉnh tương ứng với chuyển dời 4f 5d -4f cường độ phát quang đỉnh 540nm tương ứng với chuyển dời T1g(G)- A1(S) mẫu có nồng độ Mn cao mẫu có nồng độ Mn Eu 2+ 2+ Mn 2+ 2+ 0,25% 0,75% Điều tương đồng với phát quang 2+ vật liệu BaAl2O4 thay đổi nồng độ Mn 3.2.3.2 Phổ phát quang Mn 2+ Eu 2+ 2+ vật liệu CaAl2O4.1%Mn y%Eu 2+ Hình 3.10 Phổ PL mẫu CaAl2O4.1%Mn y%Eu SVTH: Nguyễn Thị Hằng 2+ 2+ (λEx=365nm) Trang 32 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn Khi kích thích bước sóng 365nm, dạng phổ phát quang hai mẫu 2+ CaAl2O4.1%Mn y%Eu đặc trưng Mn Eu 2+ 2+ 2+ giống Cường độ phát quang đỉnh phổ 540nm tương ứng với chuyển dời T1g(G)- A1(S) mẫu có nồng độ 0,75% cao mẫu có nồng độ Mn đồng với phát quang Eu 2+ Mn 2+ 2+ 0,5% Điều tương vật liệu BaAl2O4 thay đổi 2+ nồng độ ion Eu Qua so sánh ta thấy với điều kiện chế tạo, nền, thay đổi nồng độ Mn lại thay đổi nồng độ Eu 2+ 2+ cường độ phát quang Eu cường độ phát quang Mn 2+ 2+ giảm, ngược thay đổi đáng kể Điều giải thích nhờ vào trình truyền lượng từ Eu 2+ 2+ sang Mn , chế giải thích sau: Hình 3.11 Quá trình truyền lượng từ Eu Ion Eu 2+ 2+ sang Mn 2+ nhận lượng kích thích chuyển từ trạng thái lên trạng thái kích thích ứng với chuyển dời S7/2 - 4f 5d Khi đó, có khả xảy ra: (1) ion Eu 2+ từ trạng thái kích thích trạng thái phát lượng dạng xạ photon; (2) mức 4f 5d Eu Eu 2+ 2+ nằm gần mức T2g(D) Mn 2+ truyền lượng sang cho mức T2g(D) Mn , sau đó, Mn 2+ 2+ nên từ trạng thái kích thích T2g(D) phát xạ nhiệt dạng phonon để chuyển trạng thái 4 2+ kích thích thấp T1g(G) Tại trạng thái kích thích thấp T1g(D), Mn chuyển mức A1(S) xạ lượng dạng photon SVTH: Nguyễn Thị Hằng Trang 33 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn 3.2.4 Phổ phát quang Eu 2+ 2+ Mn vật liệu khác 2+ 3.2.4.1 Phổ phát quang mẫu MAl2O4.1%Eu 0,25%Mn 2+ Hình 3.12 Phổ PL mẫu MAl2O4.1%Eu 0,25%Mn 2+ 2+ phổ PL CaAl2O4.1%Eu 0,25%Mn 2+ 2+ (λEx=365nm); phóng đại 10 lần Khi kích thích bước sóng 365nm, phổ phát quang Eu 2+ Mn 2+ 2+ hai 2+ vật liệu có dạng đám rộng; cường độ phát quang Eu Mn BaAl2O4 lớn so với CaAl 2O4 Đồng thời, phổ phát quang Eu 2+ Mn xạ Eu 2+ 2+ CaAl2O4 xuất đỉnh phổ khoảng 455nm đặc trưng cho trưng cho xạ Mn Eu 2+ Mn 2+ 2+ Mn 2+ 2+ 4 tương ứng chuyển dời T1g(G)- A1(S), phổ phát quang BaAl2O4 có đỉnh phổ khoảng 500nm kết chồng chập phổ phát quang Eu Eu tương ứng với chuyển dời 4f 5d -4f đỉnh phổ khoảng 540nm đặc 2+ Mn 2+ (tương ứng với chuyển dời 4f 5d -4f 2+ T1g(G)- A1(S) Mn ) Sở dĩ chuyển dời Eu 2+ khác trường tinh thể khác SVTH: Nguyễn Thị Hằng Trang 34 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn 2+ 3.2.4.2 Phổ phát quang mẫu MAl2O4.1%Eu 0,75%Mn 2+ Hình 3.13 Phổ PL mẫu MAl2O4.1%Eu 0,75%Mn 2+ phổ PL CaAl2O4.1%Eu 0,75%Mn 2+ 2+ 2+ (λEx=365nm); 2+ SrAl2O4.1%Eu 0,75%Mn 2+ phóng đại 60 lần Khi kích thích bước sóng 365nm, phổ phát quang Eu 2+ Mn 2+ có dạng đám rộng có cường độ yếu dần theo thứ tự từ BaAl2O4 đến SrAl2O4 cuối CaAl2O4 Mặc khác, đỉnh phổ phát quang chúng BaAl2O4, SrAl2O4 khoảng 500nm, 505nm chồng chập phổ phát quang Eu Mn 2+ 2+ tương ứng với chuyển dời 4f 5d -4f phổ phát quang tương ứng với chuyển dời T1g(G)- A1(S); CaAl2O4 đỉnh phổ phát quang khoảng 450nm đặc trưng cho Eu phổ phát quang Mn chuyển dời Eu 2+ Mn SVTH: Nguyễn Thị Hằng 2+ 2+ 2+ ứng với chuyển dời 4f 5d -4f , chưa biểu rõ Sở dĩ có chênh lệch khác trường tinh thể khác Trang 35 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn 2+ 3.2.4.3 Phổ phát quang mẫu MAl2O4.1%Mn 0,5%Eu 2+ 2+ Hình 3.14 Phổ PL mẫu MAl2O4.1%Eu 0,5%Mn 2+ phổ PL CaAl2O4.1%Eu 0,5%Mn 2+ 2+ (λEx=365nm); phóng đại 1000 lần 2+ 2+ Khi kích thích bước sóng 365nm, phổ phát quang Eu Mn hai có dạng đám rộng cường độ phát quang BaAl 2O4 mạnh nhiều lần so với CaAl 2O4 Mặc khác BaAl2O4, đỉnh phổ phát quang khoảng 500nm chồng chập phổ phát quang Eu với chuyển dời 4f 5d -4f phổ phát quang Mn 2+ 2+ tương ứng tương ứng với chuyển dời T1g(G)- A1(S); CaAl2O4 đỉnh phổ phát quang khoảng 450nm đặc trưng cho Eu 2+ ứng với chuyển dời 4f 5d -4f , đỉnh phổ phát quang 540nm đặc trưng 2+ cho Mn yếu Sở dĩ có chênh lệch chuyển dời Eu khác trường tinh thể khác SVTH: Nguyễn Thị Hằng 2+ Mn 2+ Trang 36 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn 2+ 3.2.4.4 Phổ phát quang mẫu MAl2O4 1%Mn 0,75%Eu 2+ Hình 3.15 Phổ PL mẫu MAl2O4.1%Mn 0,75%Eu 2+ phổ PL CaAl2O4.1%Mn 0,75%Eu 2+ 2+ 2+ (λEx=365nm); 2+ SrAl2O4.1%Mn 0,75%Eu 2+ phóng đại 300 lần Khi kích thích bước sóng 365nm, phổ phát quang Eu 2+ 2+ Mn có dạng đám rộng, cường độ phát quang yếu dần theo thứ tự từ BaAl2O4 đến SrAl2O4 cuối CaAl2O4 Mặc khác BaAl2O4, đỉnh phổ phát quang khoảng 500nm SrAl 2O4 khoảng 505nm chồng chập phổ phát quang Eu 2+ tương ứng với chuyển dời 4f 5d -4f phổ phát quang Mn 2+ tương ứng với chuyển dời T1g(G)- A1(S); CaAl2O4 đỉnh phổ phát quang khoảng 445nm đặc trưng cho Eu trưng cho Mn Mn 2+ 2+ 2+ ứng với chuyển dời 4f 5d -4f , đỉnh 540nm đặc yếu Sở dĩ có chênh lệch chuyển dời Eu 2+ khác trường tinh thể khác Qua so sánh ta thấy điều kiện chế tạo, khác nhau, cường độ phát quang ion Eu 2+ ion Mn 2+ phát quang cực đại BaAl2O4 giảm dần theo thứ tự: BaAl2O4; SrAl2O4; CaAl2O4 bán kính ion Ba 2+ phù hợp với bán kính ion Eu Ngoài ra, đỉnh phổ phát quang Eu chuyển dời Eu 2+ Mn SVTH: Nguyễn Thị Hằng 2+ 2+ Mn 2+ 2+ 2+ Mn thay đổi tùy vào khác trường tinh thể khác Trang 37 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn 3.3 Phổ phát quang Mn 2+ Eu 2+ nung vật liệu 1300ºC 2+ 2+ 3.3.1 Phổ phát quang mẫu BaAl2O4.1%Eu 0,25%Mn 2+ 2+ Hình 3.16 Phổ PL mẫu BaAl2O4.1%Eu 0,25%Mn (λEx=365nm) nung 2+ Khi kích thích bước sóng 365nm, phổ phát quang mẫu BaAl 2O4.1%Eu 2+ 0,25%Mn nung nung có dạng đám rộng tương đồng nhau, cường độ phát quang mẫu nung cao nhiều so với mẫu nung Ngoài ra, đỉnh phổ phát quang mẫu nung khoảng 500nm, đỉnh phổ phát quang mẫu nung khoảng 510nm (bức xạ đặc trưng Mn phát xạ ion Eu Mn 2+ 2+ 2+ ) dù có chồng chập phổ ứng với bước chuyển dời 4f 5d -4f phổ phát xạ ion ứng với chuyển dời T1g(G)- A1(S) 2+ 3.3.2 Phổ phát quang mẫu BaAl2O4.1%Eu 0,75%Mn 2+ Hình 3.17 Phổ PL mẫu BaAl2O4.1%Eu 0,75%Mn (λEx=365nm) SVTH: Nguyễn Thị Hằng 2+ 2+ nung Trang 38 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn Khi kích thích bước sóng 365nm, phổ phát quang mẫu 2+ BaAl2O4.1%Eu 0,75%Mn 2+ nung có dạng đám rộng tương đồng nhau, mẫu nung có cường độ phát quang lớn mẫu nung Tuy nhiên, mẫu nung có đỉnh phổ phát quang 2+ khoảng 505nm (dịch đỉnh đặc trưng Mn ), đỉnh phổ phát quang mẫu nung vào khoảng 500nm dù hai có chồng chập phổ phát xạ Eu 2+ ứng với chuyển dời 4f 5d -4f phổ phát xạ Mn 2+ ứng với chuyển dời T1g(G)- A1(S) 3.3.3 Phổ phát quang Eu 2+ Mn 2+ 2+ mẫu BaAl2O4.1%Mn 0,5%Eu 2+ Hình 3.18 Phổ PL mẫu BaAl2O4.1%Mn 0,5%Eu (λEx=365nm) 2+ 2+ nung Khi kích thích bước sóng 365nm, phổ phát quang mẫu 2+ BaAl2O4.1%Mn 0,5%Eu 2+ nung có dạng đám rộng tương đồng cường độ phát quang mẫu nung lớn cường độ phát quang mẫu nung Tuy nhiên, đỉnh phổ phát quang mẫu 2+ nung khoảng 510nm đặc trưng cho xạ Mn , đỉnh phổ phát quang mẫu nung lại vào khoảng 500nm dù hai có chồng chập phổ phát xạ ion Eu phát xạ ion Mn 2+ 2+ ứng với bước chuyển dời 4f 5d -4f phổ ứng với chuyển dời T1g(G)- A1(S) SVTH: Nguyễn Thị Hằng Trang 39 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn 2+ 3.3.4 Phổ phát quang Eu , Mn 2+ 2+ 2+ mẫu BaAl2O4.1%Mn 0,75%Eu 2+ 2+ Hình 3.19 Phổ PL mẫu BaAl2O4.1%Mn 0,75%Eu (λEx=365nm) nung Khi kích thích bước sóng 365nm, phổ phát quang mẫu 2+ BaAl2O4.1%Mn 0,75%Eu 2+ nung có dạng đám rộng tương đồng cường độ phát quang mẫu nung lớn cường độ phát quang mẫu nung Ngoài ra, đỉnh phổ phát quang hai mẫu vào khoảng 500nm có chồng chập phổ phát xạ ion Eu bước chuyển dời 4f 5d -4f phổ phát xạ ion Mn 2+ 2+ ứng với ứng với chuyển dời T1g(G)- A1(S) Từ so sánh trên, ta thấy: mẫu vật liệu chế tạo điều kiện nung cho kết tốt mẫu điều kiện nung cường độ phát quang ảnh hưởng bước sóng đỉnh phổ phát xạ mẫu kéo dài thời gian nung thích hợp, vật liệu ổn định đồng mặt cấu trúc, từ tăng hiệu suất cường độ phát quang SVTH: Nguyễn Thị Hằng Trang 40 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Từ kết ta đến kết luận sau: - Chế tạo thành cơng, hồn thiện mẫu vật liệu phát quang BaAl 2O4 đồng pha tạp Eu 2+ Mn pha tạp Eu 2+ 2+ bước đầu chế tạo thành công mẫu vật liệu CaAl2O4; SrAl2O4 đồng 2+ Mn - Phổ phát quang mẫu vật liệu MAl2O4 pha tạp Eu phổ rộng chồng phủ phát quang Eu 2+ 2+ Mn 2+ xuất dải 2+ phát quang Mn - Khẳng định lại ảnh hưởng trường tinh thể đến phổ phát quang Eu 2+ 2+ Mn - Kiểm chứng lại truyền lượng từ Eu pha tạp Eu 2+ Mn đồng pha tạp Eu 2+ 2+ 2+ sang Mn 2+ vật liệu BaAl2O4 đồng mở rộng khảo sát, khái quát với vật liệu MAl 2O4 2+ Mn Đây chế giúp tăng thời gian 2+ sống điện tử bẫy tăng cường độ phát quang Mn , cách chế tạo vật liệu lân quang dài - Tìm điều kiện chế tạo hiệu quả, tăng hiệu suất cường độ phát quang mẫu vật liệu BaAl2O4 đồng pha tạp Eu 2+ 2+ Mn Vì điều kiện thời gian hạn chế nên đề tài chưa đưa vào hết kết chế tạo nhóm vật liệu MO.Al 2O3,SiO2 hẳn khơng tránh khỏi thiếu sót, khai thác chưa triệt để vấn đề Đây hướng mở đề tài để nghiên cứu sâu phát triển thời gian tới SVTH: Nguyễn Thị Hằng Trang 41 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt [1] Phan Văn Thích (1973), Hiện tượng huỳnh quang kĩ thuật phân tích huỳnh quang, NXB Đại học tổng hợp Hà Nội [2] Nguyễn Ngọc Trác (2015), Luận án tiến sĩ vật lí chất rắn: “Vai trò tâm, bẫy khuyết tật vật liệu lân quang dài CaAl 2O4 pha tạp ion đất hiếm”, Đại học Huế [3] Phạm Nguyễn Thùy Trang (2017), Luận án tiến sĩ vật lí chất rắn: “Chế tạo 2+ 2+ tính chất phổ phát quang vật liệu BaMgAl10O17: Eu , Mn ”, Đại học Huế Tài liệu tiếng anh [4] G Blasse., B C Grabmaier (1994) Luminescent Material Springer-Verlag Berlin [5] Gerhard Heinrich Dieke, Spectra and Energy levels of Rare Earth Ion in Crystals, The Johns Hopkins University Baltimore, Maryland [6] Journal of Applied Physics, Energy transfer between Eu 2+ afterglow phosphor CaAl2O4: Eu , Nd SVTH: Nguyễn Thị Hằng 3+ 2+ and Mn 2+ in long- 2+ and Mn Trang 42 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Văn Thanh Sơn ĐÁNH GIÁ VÀ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nhận xét: (Về chất lượng khóa luận cần) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Ý kiến: Đánh dấu (X) vào ô lựa chọn Đồng ý thông qua báo cáo Không đồng ý thông qua báo cáo Đà Nẵng, ngày tháng năm NGƯỜI HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) SVTH: Nguyễn Thị Hằng Trang 43 ... HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÍ NGUYỄN THỊ HẰNG NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC TRƯNG PHÁT QUANG 2+ CỦA NHÓM VẬT LIỆU MO. Al2O3,SiO2 ĐỒNG PHA TẠP Eu , Mn 2+ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: Sư phạm Vật lí Khóa học:... Nghiên cứu kiến thức phát quang vật liệu phát quang - Nhiệm vụ 2: Nghiên cứu ion đất Eu - Nhiệm vụ 3: Nghiên cứu chế tạo vật liệu lân quang đồng pha tạp Mn Eu 2+ 2+ 2+ kim loại chuyển tiếp Mn 2+ vật. .. ion Eu MO. Al2O3,SiO2 - 2+ sang ion Mn 2+ vật liệu b Phạm vi nghiên cứu - Giới hạn đối tượng nghiên cứu: Các tài liệu mẫu vật liệu 2+ 2+ MO. Al2O3,SiO2 pha tạp ion Eu ion Mn Thời gian nghiên cứu: