Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của nanofluorit pha tạp đất hiếm laf3 RE3+ (RE3+ sm3+, ho3+, eu3+)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN _ Hoàng Mạnh Hà CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA NANOFLUORIT PHA TẠP ĐẤT HIẾM LaF3:RE3+ (RE3+: Sm3+, Ho3+, Eu3+) LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Hà Nội - 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN _ Hoàng Mạnh Hà CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA NANOFLUORIT PHA TẠP ĐẤT HIẾM LaF3:RE3+ (RE3+: Sm3+, Ho3+, Eu3+) Chuyên ngành: Vật lý chất rắn Mã số: 9440130.02 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Lê Văn Vũ PGS.TS Nguyễn Ngọc Long Hà Nội - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn nghiên cứu khoa học PGS.TS Lê Văn Vũ PGS.TS Nguyễn Ngọc Long Các số liệu kết trình bày Luận án trích dẫn từ báo cộng công bố trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận án Hoàng Mạnh Hà LỜI CẢM ƠN Luận án hoàn thành Trung tâm Khoa học Vật liệu, Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội hướng dẫn khoa học giúp đỡ tận tình tinh thần vật chất PGS.TS Lê Văn Vũ PGS.TS Nguyễn Ngọc Long Trước hết, xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc đến người thầy tập thể cán bộ, giáo viên tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian học tập nghiên cứu phòng thí nghiệm Tơi xin trân trọng cảm ơn Bộ môn Vật lý chất rắn, Khoa Vật lý, Trung tâm Khoa học Vật liệu, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội nơi trực tiếp quản lý đào tạo tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập thực luận án Tôi xin trân trọng dành biết ơn đến Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội tập thể cán bộ, giảng viên nơi công tác tạo điều kiện thuận lợi cho tơi để hồn thành luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Lê Văn Tuất, TS Phan Văn Độ, TS Trần Thị Quỳnh Hoa tập thể cán bộ, nghiên cứu sinh chuyên ngành người giúp đỡ, cổ vũ động viên suốt trình làm luận án Cuối cùng, tơi xin dành tình cảm biết ơn sâu nặng tới người thân gia đình: cha, mẹ, vợ, con, anh chị em… nguồn động viên chia sẻ ln bên tơi giúp tơi hồn thành cơng việc Tác giả Hoàng Mạnh Hà MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ viii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 VẬT LIỆU HỌ LANTAN FLORUA 1.1.1 Tính chất chung 1.1.2 Vật liệu LaF3 1.1.3 Các phương pháp chế tạo vật liệu nanoflorua 10 1.2 TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC ION ĐẤT HIẾM 13 1.2.1 Đặc điểm quang phổ ion đất 13 1.2.2 Tính chất ion đất trường tinh thể 18 1.2.3 Các chuyển dời phát xạ ion đất 21 1.2.4 Các chuyển dời không phát xạ ion đất 23 1.2.5 Quá trình phục hồi đa phonon 23 1.2.6 Quá trình truyền lượng 24 1.2.7 Các mơ hình truyền lượng 25 1.3 LÝ THUYẾT JUDD - OFELT 27 1.3.1 Nguyên lý lý thuyết Judd - Ofelt 27 1.3.2 Ý nghĩa thông số cường độ Ωλ 31 1.4 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DỰA TRÊN LÝ THUYẾT JUDD - OFELT 34 1.4.1 Xác định thông số cường độ Ωλ từ phổ hấp thụ 34 1.4.2 Phân tích thơng số quang học theo lý thuyết Judd - Ofelt 36 1.4.3 Thành công hạn chế lý thuyết Judd - Ofelt 39 1.5 TỔNG QUAN CÁC KẾT QUẢ VỀ NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU CÓ CẤU TRÚC NANO PHA TẠP ĐẤT HIẾM 40 i CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 43 2.1 CHẾ TẠO HỆ VẬT LIỆU LaF3:RE3+ CÓ CẤU TRÚC NANO MÉT 43 2.1.1 Phương pháp thủy nhiệt chế tạo vật liệu nano LaF3:RE3+ 43 2.1.2 Quy trình xử lý mẫu, ép mẫu tính nồng độ 47 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ PHÂN TÍCH HÓA - LÝ 48 2.2.1 Phương pháp nhiễu xạ tia X 49 2.2.2 Phép đo phổ tán sắc lượng tia X (EDS) 50 2.2.3 Phép khảo sát kính hiển vi điện tử quét (SEM) 51 2.2.4 Phép khảo sát kính hiển vi điện tử truyền qua 52 2.2.5 Phép đo phổ hấp thụ 52 2.2.6 Phép đo phổ huỳnh quang phổ kích thích huỳnh quang 54 2.2.7 Phép đo thời gian sống phát xạ 55 2.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 56 CHƯƠNG TÍNH CHẤT CẤU TRÚC, QUANG HỌC VÀ ỨNG DỤNG QUANG XÚC TÁC CỦA VẬT LIỆU LaF3:Sm3+ 57 3.1 CẤU TRÚC VÀ HÌNH THÁI HỌC CỦA MẪU NANO LaF3:Sm3+ 57 3.1.1 Cấu trúc tinh thể mẫu LaF3:Sm3+ 57 3.1.2 Hình thái học mẫu LaF3:Sm3+ 60 3.2 TÍNH CHẤT QUANG VÀ PHÂN TÍCH JUDD - OFELT CHO HỆ LaF3:Sm3+ 62 3.2.1 Phổ hấp thụ mẫu LaF3:Sm3+ 62 3.2.2 Thông số liên kết hiệu ứng Nephelauxetic mẫu LaF3:Sm3+ 64 3.2.3 Phân tích Judd - Ofelt thơng số cường độ mẫu LaF3:Sm3+ 66 3.2.4 Tính chất phát xạ mẫu LaF3:Sm3+ 71 3.3 PHỔ HUỲNH QUANG, KÍCH THÍCH HUỲNH QUANG VÀ GIẢN ĐỒ NĂNG LƯỢNG CÁC MẪU LaF3:Sm3+ 74 3.3.1 Phổ huỳnh quang kích thích huỳnh quang mẫu LaF3:Sm3+ 74 3.3.2 Giản đồ mức lượng tọa độ màu CIE mẫu LaF3:Sm3+ 77 3.4 THỜI GIAN SỐNG PHÁT XẠ VÀ QUÁ TRÌNH TRUYỀN NĂNG LƯỢNG CỦA CÁC MẪU LaF3:Sm3+ 79 3.4.1 Thời gian sống phát xạ mẫu LaF3:Sm3+ 79 3.4.2 Quá trình truyền lượng ion Sm3+ 82 ii 3.4 HIỆU ỨNG QUANG XÚC TÁC CỦA CÁC MẪU LaF3:Sm3+ 84 3.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 88 CHƯƠNG TÍNH CHẤT CẤU TRÚC VÀ QUANG HỌC CỦA VẬT LIỆU LaF3:Ho3+ VÀ LaF3:Eu3+ 90 4.1 CẤU TRÚC VÀ HÌNH THÁI HỌC CỦA MẪU NANO LaF3:Ho3+ 90 4.1.1 Cấu trúc tinh thể mẫu LaF3:Ho3+ 90 4.1.2 Hình thái học mẫu LaF3:Ho3+ 93 4.2 TÍNH CHẤT QUANG VÀ PHÂN TÍCH JUDD-OFELT CHO HỆ LaF3:Ho3+ 94 4.2.1 Phổ hấp thụ mẫu LaF3:Ho3+ 94 4.2.2 Thông số liên kết hiệu ứng Nephelauxetic mẫu LaF3:Ho3+ 96 4.2.3 Phân tích Judd - Ofelt thông số cường độ mẫu LaF3:Ho3+ 97 4.2.4 Tính chất phát xạ mẫu LaF3:Ho3+ 100 4.3 PHỔ HUỲNH QUANG, KÍCH THÍCH HUỲNH QUANG VÀ GIẢN ĐỒ NĂNG LƯỢNG CÁC MẪU LaF3:Ho3+ 103 4.3.1 Phổ huỳnh quang mẫu LaF3:Ho3+ 103 4.3.2 Phổ kích thích huỳnh quang mẫu LaF3:Ho3+ 106 4.3.3 Giản đồ mức lượng tọa độ màu CIE mẫu LaF3:Ho3+ 107 4.4 TÍNH CHẤT CẤU TRÚC VÀ QUANG HỌC CỦA VẬT LIỆU LaF3:Eu3+ 108 4.4.1 Cấu trúc hình thái học mẫu LaF3:Eu3+ 108 4.4.2 Phổ huỳnh quang kích thích huỳnh quang mẫu LaF3:Eu3+ 112 4.4.3 Phân tích Judd - Ofelt tính chất phát xạ hệ mẫu LaF3:Eu3+ 117 4.4.4 Giản đồ mức lượng tọa độ màu CIE mẫu LaF3:Eu3+ 120 4.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 122 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 124 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CUẢ TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 126 TÀI LIỆU THAM KHẢO 128 iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT CIE Ủy ban quốc tế chiếu sáng (Commission internationale de l'éclairage) CTAB C19H42BrN DD Lưỡng cực - lưỡng cực (Dipole - Dipole) DQ Lưỡng cực - tứ cực (Dipole - Quadrupole) ED Lưỡng cực điện (Electric Dipole) EDS Phổ tán sắc lượng (Energy Dispersive Spectroscopy) FFT Fast Fourier Transform HR -TEM Hiển vi điện tử truyền qua phân giải cao (High Resolution Transmission Electron Microscopy) IH Inokuti - Hirayama JCPDS Joint Committee on Powder Diffraction Standards JO Judd - Ofelt LED Điốt phát quang (Light Emitting Diode) KBr Kali Bromua MD Lưỡng cực từ (Magnetic Dipole) NIR Vùng hồng ngoại gần (Near infrared) NR Chuyển dời không phát xạ (Nonradiatve transition) PET Chuyển dời điện tử túy (Pure electron Transition) PL Huỳnh quang (Photoluminescence) PLE Kích thích huỳnh quang (Photoluminescence excitation) PSB Phonnon Sideband QQ Tứ cực - Tứ cực (Quadrupole - Quadrupole) R6G Rhozamine6G RE Đất (Rare Earth) RE3+ Ion đất hóa trị (Trivalent rare earth ions) iv SEM Hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscope) TEM Hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Electron Microscope) UV Tử ngoại (Ultraviolet) Vis Khả kiến (Visible) XRD Nhiễu xạ tia X (X Ray Diffraction) YT Yokota – Tamimoto ZPL Vạch zezo - phonon (Zezo phonon line) v DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Hằng số mạng tọa độ tinh thể LaF3 nhóm đối xứng P 3c1 Bảng 1.2 Một số tính chất lý hóa LaF3 Bảng 1.3 Cấu hình điện tử, trạng thái bản, bán kính ion khối lượng mol ion đất hoá trị 17 Bảng 1.4 Số mức ứng Stark với giá trị J 20 Bảng 1.5 Các toán tử chuyển dời quy tắc lọc lựa tương ứng ion RE3+ tự 22 Bảng 1.6 Một số kết nghiên cứu vật liệu nano pha tạp đất sử dụng mơ hình lý thuyết JO 41 Bảng 2.1 Ký hiệu mẫu vật liệu LaF3:RE3+ sử dụng luận án 48 Bảng 3.1 Hằng số mạng kích thước trung bình hạt nano LaF3:Sm3+ 59 Bảng 3.2 Các chuyển mức lượng thông số liên kết mẫu LaF3:Sm3+ 65 Bảng 3.3 Cường độ dao động tính tốn, lý thuyết thơng số Judd - Ofelt mẫu LaF3:5%Sm3+ 68 Bảng 3.4 Các thông số Judd - Ofelt mẫu LaF3:5%Sm3+ số trường hợp mẫu pha tạp với nồng độ khác 69 Bảng 3.5 So sánh thông số Judd - Ofelt trường hợp pha tạp ion Sm3+ mạng khác 70 Bảng 3.6 Các yếu tố ma trận, xác suất chuyển dời 𝐴𝑒𝑑, 𝐴𝑚𝑑, 𝐴𝑅 mẫu LaF3:5%Sm3+ 72 Bảng 3.7 Độ rộng vạch hiệu dụng, tỉ số phân nhánh thực nghiệm tiết diện phát xạ cưỡng mẫu LaF3:5%Sm3+ 73 Bảng 3.8 Thời gian sống phát xạ, hệ số truyền lượng, hiệu suất lượng tử mẫu LaF3:Sm3+ 84 Bảng 4.1 Năng lượng chuyển dời, thông số nephelauxetic, thông số liên kết mẫu LaF3:5%Ho3+ 97 vi LaF3:Sm3+ CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị Vật lý chất rắn Khoa học vật liệu toàn quốc lần thứ 8, Thái Nguyên, trang 166-170 127 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Lê Văn Vũ (2004), Giáo trình cấu trúc phân tích cấu trúc vật liệu, Tài liệu dùng cho sinh viên chuyên ngành vật lý chất rắn Phan Văn Độ (2016), Nghiên cứu tính chất quang ion đất Sm3+ Dy3+ số vật liệu quang học họ Florua Oxit, Luận án Tiến sĩ Vật lý, Học viện Khoa học công nghệ, Viện hàn lâm Khoa học công nghệ Việt nam Vũ Xuân Quang (2012), Lý thuyết Judd – Ofelt Quang phổ vật liệu chứa đất hiếm, Danang-ICSA, tr 52-72 Tiếng Anh Abhilash Kumar R.G., Hata Satoshi, Gopchandran K.G (2013), “Diethylene glycol mediated synthesis of Gd2O3:Eu3+ nanophosphor and its Judd–Ofelt analysis”, Ceramics International 39, pp 9125-9136 Artur Bednarkiewicz, Dominika Wawrzynczyk, Marcin Nyk, Wieslaw Strek (2011), “Synthesis and spectral properties of colloidal Nd3+ doped NaYF4 nanocrystals”, Optical Materials 33, pp.1481-1486 Arunkuma S., Krishnaiah K.V., and Marimuthu K (2013), “Structural and luminescence behavior of lead fluoroborate glasses containing Eu3+ ions”, Physica B 416, pp 88-100 Babu P., and Jayasankar C.K (2000), “Optical spectroscopy of Eu3+ ions in lithium borate and lithium fluoroborate glasses”, Physica B 279, pp 262-281 Basavapoornima Ch., Jayasankar C.K (2014), “Spectros copic and photoluminescence properties of Sm3+ ions in Pb–K–Al–Na phosphate glasses for efficient visible lasers”, Journal of Luminescence 153, pp 233-241 128 Basavapoornima Ch., Ratnakaram Y.C (2009), “Luminescence and laser transition studies of Dy3+:K-Mg-Al fluorophosphate glasses”, Physica B 404, pp 235-242 10 Basavaraj R.B., Nagabhushana H., Darshan G.P., Daruka Prasad B., Rahul M., Sharmae S.C., Sudaramani R., Archana K.V (2017), “Red and green emitting CTAB assisted CdSiO3:Tb3+/Eu3+ nanopowders as fluorescent labeling agents used in forensic and display applications”, Dyes and Pigments 147, pp 364377 11 Bokatial L., Rai S (2010), “Optical propertiesand up-conversion of Pr 3+ doped CdS nanoparticles in sol–gel glasses”, Journal of Luminescence 130, pp 18571862 12 Boukhatem Horiya, Djouadi Lila, Abdelaziz Nabil, Khalaf Hussein (2013), “Synthesis, characterization and photocatalytic activity of CdS–montmorillonite nanocomposites”, Appl Clay Sci 72, pp 44-48 13 Boyer J C., Vetrone F., Capobianco J A., Speghini A., Bettinelli M (2004) “Variation of Fluorescence Lifetimes and Judd-Ofelt Parameters between Eu3+ Doped Bulk and Nanocrystalline Cubic Lu2O3”, J Phys Chem B 108, pp 20137-20143 14 Brian M.W (2006), “Judd-Ofelt theory: principles and practices”, NASA Langley Research Center Hampton, VA 23681 USA 15 Brik M.G., Ishii T., Tkachuk A.M., Ivanova S.E., Razumova I.K (2004), “Calculations of the transition intensities in the optical spectra of Dy3+:LiYF4”, Journal of Alloys and Compounds 374, pp 63-68 16 Carnal W.T., Fields P.R., Rajnak K (1968), “Electronic Energy Levels of the Trivalent Lanthanide Aquo Ions IV Eu3+’’, J Chem Phys 49, pp 4450-4455 17 Carnall W.T., Fields P.R., Rajnak K (1968), “Spectral Intensities of the Trivalent Lanthanides and Actinides in Solution II Pm3+, Sm3+, Eu3+, Gd3+, Tb3+, Dy3+ and Ho3+’’, J Chem Phys 49, pp 4412-4423 129 18 Castillo J del, Yanes A C., J Me´ndez-Ramos, Vela´zquez J J., Rodrı´guez V D (2011), “Structural and luminescent study in lanthanide doped sol-gel glassceramics comprising CeF3 nanocrystals”, J Sol-Gel Sci Technol 60, pp 170176 19 Chen D., Wang Y., Yu Y., Ma E., Liu F (2007), “Fluorescence and Judd-Ofelt analysis of Nd3+ ions in oxyfluoride glass ceramics CaF nanocrystals”, J Phys Chem Solids 68, pp 193-200 20 Chunyan Cao, Hyun Kyoung Yang, Jong Won Chung, Byung Kee Moon, Byung Chun Choi, Jung Hyun Jeong, Kwang Ho Kim (2011), “Hydrothermal synthesis and optical properties of Eu3+ doped NaREF4 (RE = Y, Gd), LnF3 (Ln = Y, La), and YF3.1.5NH3 micro/nanocrystals”, Materials Research Bulletin 46, pp 1553-1559 21 Cui Xiaoxia, Guo Haitao, Wei Wei, Hou Chaoqi, Gao Fei, Peng Bo (2016), “PH-dependent morphology and its effect on the optical properties of LaF 3:Nd nanocrystals”, Materials Chemistry and Physics 173, pp 132-138 22 Dalal Mandeep, Chahar Sangeeta, Dalal Jyoti, Avni Khatkar, Khatkar S.P (2016), “Judd-Ofelt and structural analysis of colour tunable BaY 2ZnO5:Eu3+ nanocrystals for single-phased white LEDs”, Journal of Alloys and Compounds 686(25), pp 366-374 23 Darshan G.P., Premkumar H.B., Nagabhushana H., Sharma S.C., Prashantha S.C., Nagaswarup H.P., Daruka Prasad B (2016), “Blue light emitting ceramic nano-pigments of Tm3+ doped YAlO3: Applications in latent finger print, anticounterfeiting and porcelain stoneware”, Dyes and Pigments 131, pp 268-281 24 Dexter D.L (1953), “A theory of sensitized luminescence in solids”, J Chem Phys 21, pp 836-850 25 Dieke G.H., Crosswhite H.M., Crosswhite H (1968), “Spectra and energy Levels of Rare Earth Ions in Crystals”, Interscience, New York 26 Dolg Michael (2015), “Computational Methods in Lanthanide and Actinide Chemistry”, John Wiley & Sons, Ltd, pp 241-268 130 27 Foldvari I., Baraldi A., Capelletti R., Magnani N., Sosa R F, Munoz A.F, Kappers, L.A Watterich A (2007), “Optical absorption and luminescence of Ho3+ ions in Bi2TeO5 single crystal”, Optical Materials 29, pp 688-696 28 Förster T (1948), “Zwischenmolekulare Energiewanderung und Fluoreszenz”, Annalen Phys 2, pp 55-75 29 Gaedtke C., Williams radioluminescence study G.V.M of (2014), NaMgF3:Eu “Photoluminescence Nanoparticles”, and Radiation Measurements 71, pp 258-261 30 Gaedtke Christin, Williams Grant V M., Janssens Stefaan, Raymond Sebastiampillai G., and Clarke Dave J (2012), “The effect of ionizing radiation on the luminescence properties of Eu3+ and Sm3+ doped LaF3 nanoparticles”, Phys Status Solidi C 9(12), pp 2247-2250 31 Gai Shili, Yang Piaoping, Li Xingbo, Li Chunxia, Wang Dong, DaiYunlu and Lin Jun (2011), “Monodisperse CeF3, CeF3:Tb3+, and CeF3:Tb3+@LaF3 core/shell nanocrystals: synthesis and luminescent properties”, J Mater Chem 21, pp 14610-14615 32 García Solé J., Bausá L.E., and Jaque D (2005), “An Introduction to the Optical Spectroscopy of Inorganic Solids”, Universidad Autonoma de Madrid, Madrid, Spain John Wiley and Son, Ltd 33 Gaurkhede S G., Khandpekar M M., Pati S P., and Singh A T (2012), “Red fluorescence in doped LaF3:Nd3+, Sm3+ nanocrystals synthesized by microwave technique”, ISRN Material Science, pp 763048 (6pp) 34 Ghosh Pushpal, photoluminescence Kar Arik, properties Patra of Amitava doped and (2010), “Structural core-shell and LaPO4:Eu3+ nanocrystals”, Journal of Applied Physics 108, pp 113506-113514 35 Girish K.M., Prashantha S.C., Nagabhushana H (2017), “Facile combustion based engineering of novel white light emitting Zn2TiO4:Dy3+ nanophosphors for display and forensic applications”, Journal of Science: Advanced Materials and Devices 2(3), pp 360-370 131 36 Gorller-Walrand C., Binnemans K (1998), “Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths” vol 25 , Chap 167, ed by K.A Gschneidner, L Eyring, Elsevier-Publishing, Inc., New York, pp 101 37 Grazyna Dominiak-Dzik (2005), “Sm3+-doped LiNbO3 crystal, optical properties and emission cross-sections”, Journal of Alloys and Compounds 391, pp 26-32 38 Grzyb T., Lis S (2009), “Photoluminescent properties of LaF 3:Eu3+ and GdF3:Eu3+ nanoparticles prepared by co-precipitation method”, Journal of rare earths 27, pp 588 39 Gurushantha K., Anantharaju K.S Sharma S.C., Nagaswarupa H.P., Prashantha S.C., Vishnu Mahesh K.R Renuka L., Vidya Y.S., Nagabhushana H (2016), “Bio-mediated Sm doped nano cubic zirconia: Photoluminescent, Judd–Ofelt analysis, electrochemical impedance spectroscopy and photocatalytic performance”, Journal of Alloys and Compounds 685, pp 761773 40 Gusowski M.A., Gągor A., Gusowska M.T., Romanowski W.R (2006), “Crystal structure and vibrational properties of new luminescent hosts K 3YF6 and K3GdF6”, J Solid State Chem 179, pp 3145-3150 41 Ha H.M., Hoa T.T.Q., Vu L.V., Long N.N (2017), “Optical properties and Judd–Ofelt analysis of Sm ions in Lanthanum trifluoride nanocrystals”, J Mater Sci: Mater Electron 28, pp 884-891 42 Ha H.M., Hoa T.T.Q., Vu L.V., Long N.N (2018) “Radiative transition dynamics of holmium ions-doped LaF3 Nanocrystals”, J Mater Sci: Mater Electron 29, pp 1607-1613 43 Hehlen M.P., Brik M.G., Kramer K.W (2013), “50th anniversary of the Judd– Ofelt theory: An experimentalist’s view of the formalism and its application”, Journal of Luminescence 136, pp 221-239 132 44 Inokuti M., Hirayama F (1965), “Influence of Energy Transfer by the Exchange Mechanism on Donor Luminescence”, J Chem Phys 43, pp 19791989 45 Judd B R (1962), “Optical absorption intensities of rare earth ions”, Phys Rev 127, pp 750-761 46 Kumar A., Rai D.K., Rai S.B (2002), “Optical studies of Eu3+ ions doped in Tellurite glass”, Spectrochim Acta, Part A 58, pp 2115-2125 47 Laiho R., Philos Lakkisto M Mag B 48(203) (1983) (As cited in Handbook of optical materials, Marvin J Weber, CRC Press, Boca Raton, London, New York, Washington, DC, 2003) 48 Lavin V., Martin I.R., Jayasankar C.K., Troster Th (2002), “Pressure-induced energy transfer processes between Sm3+ ions in lithium fluoroborate glasses”, Phys Rev B 66, pp 064207-7 49 Leavitt R.P., Morrison C.A (1980), “Crystal-field analysis of triply ionized rare earth ions in lanthanum trifluoride II Intensity calculations” J Chem Phys 73, pp 749 50 Liang X., Yang Y., Zhu Ch., Yuan S., Chen G., Pring., Xia F (2007), “Luminescence properties of Tb3+-Sm3+ codoped glasses for white light emitting diodes”, Appl Phys Lett 91, pp 091104-3 51 Liu Chunxu, Liu Junye (2006) “Judd-Ofelt Intensity Parameters and Spectral Properties of Gd2O3:Eu3+ Nanocrystals”, J Phys Chem B 110, pp 2027720281 52 Lunstroot Kyra, Baeten Linny, Nockemann Peter, Martens Johan, Verlooy Pieter, Ye Xingpu, Goărller-Walrand Christiane, Binnemans Koen and Driesen Kris (2009), “Luminescence of LaF3:Ln3+ Nanocrystal Dispersions in Ionic Liquids”, J Phys Chem C 113, pp 13532-13538 53 Luo Wenqin, Liao Jinsheng, Li Renfu, Chen Xueyuan (2012), “Determination of Judd–Ofelt intensity parameters from the excitation spectra for rare-earth doped luminescent materials”, J Phys Chem 12, pp 3276-3282 133 54 Ma Xinghua, Zhu Zhaojie, Li Jianfu, You Zhenyu, Wang Yan, Tu Chaoyang (2009), “Optical properties of Ho3+:SrMoO4 single crystal” Materials Research Bulletin 44, pp 571-575 55 Ma Yongmei, Liu Honglin, Han Zhenzhen, Yang Liangbao and Liu Jinhuai (2015), “Non-ultraviolet photocatalytic kinetics of NaYF4:Yb,Tm@TiO2/Ag core@comby shell nanostructures”, J Mater Chem A 3, pp 14642-14650 56 Mahamuda Sk., Swapna K., Packiyaraj P., Srinivasa Rao A., Vijaya Prakash G (2013), “Visible red, NIR and Mid-IR emission studies of Ho3+ doped Zinc Alumino Bismuth Borate glasses”, Optical Materials 36, pp 362-371 57 Maheshvaran K, Veeran P.K, Marimuthu K (2013), “Structural and optical studies on Eu3+ doped boro-tellurite glasses”, Solid State Sciences 17, pp 54-62 58 Maheshvaran K., Linganna K., Marimuthu K (2011), “Composition dependent structural and optical properties of Sm3+ doped bora-tellurite glasses”, Journal of Luminescence 131, pp 2746-2753 59 Maheshvaran K., Marimuthu K (2012), “Concentration dependent Eu3+ doped boro-tellurite glass – Structural and optical investigations” Journal of Luminescence 132, pp 2259-2267 60 Manjunath C., Rudresha M.S., Walsh B.M., Hari Krishna R., B.S.Panigrahi, Nagabhushana B.M (2018), “Optical absorption intensity analysis using JuddOfelt theory and photoluminescence investigation of orange-red Sr2SiO4: Sm3+ nanopigments”, Dyes and Pigments 148, pp 118-129 61 Manohar T., Prashantha S.C., Naik Ramachandra, Nagabhushana H., Nagaswarupa H.P., Anantharaju K.S., Girish K.M., Premkumar H.B (2017), “A benign approach for tailoring the photometric properties and Judd-Ofelt analysis of LaAlO3:Sm3+ nanophosphors for thermal sensor and WLED applications”, Sensors and Actuators B: Chemical 243, pp 1057-1066 62 Martin N., Mahiou R., Boutinaud P., Cousseins J.C (2001), “A spectroscopic study of K2YF5:Pr3+”, Journal of Alloys and Compounds 323-324, pp 303-307 134 63 Mawlud Saman Q., Ameen Mudhafar M., Sahar Rahim Md., Mahraz Zahra Ashur Said, Ahmed Kasim F (2017), “Spectroscopic properties of Sm3+ doped sodium-tellurite glasses: Judd-Ofelt analysis”, Optical Materials 69, pp 318327 64 Maximov B., and Schulz H (1985), “Space Group, Crystal Structure and Twinning of Lanthanum Trifluoride”, Acta Cryst B 41, pp 88-90 65 Meng Jian-Xin, Zhang Mao-Feng, Liu Ying-Liang, Man Shi-Qing, (2007), “Hydrothermal preparation and luminescence of LaF 3:Eu3+ nanoparticles”, Spectrochimica Acta Part 66, pp 81-85 66 Naik Ramachandra, Prashantha S.C., Nagabhushana H., Sharma S.C., Nagaswarupa H.P., Anantharaju K.S., Jnaneshwara D.M., Girishh K.M (2016), “Tunable white light emissive Mg2SiO4:Dy3+ nanophosphor: Its photoluminescence, Judd–Ofelt and photocatalytic studies”, Dyes and Pigments 127, pp 25-36 67 Nayab Rasool Sk., Rama Moorthy L., Jayasankar C.K (2013), “Spectroscopic Investigation of Sm3+ doped phosphatebased glasses for reddish-orange emission”, Optics Communications 311, pp 156-162 68 Ofelt G.S (1962), “Intensities of crystal spectra of rare earth ions”, J Chem Phys 37, pp 511-520 69 Peng J., Xia H., Wang P., Hu H., Tang L., Zhang Y., Wang H., Zhang B (2014), “Optical Spectra and Gain Properties of Ho3+/Pr3+ Co-doped LiYF4 Crystal”, J Mater Sci Technol 30, pp 910-917 70 Ray Bullock S., Reddy B.R., Venkateswarlu P., Nassh-Stevenson S.K (1997), “Site-selective energy upconversion in CaF2:Ho3+”, J Opt Soc Am B 14, pp 553-559 71 Rik Van Deun, K Binnemans, C Grller-Walrand, J.L Adam, (1999), “Spectroscopic properties of trivalent samarium ions in glasses”, Proc SPIE 3622, pp 175 135 72 Reddy C.M., Dillip G.R., Raju B.D.P (2011), “Spectroscopic and photoluminescence characteristics of Dy3+ ions in lead containing sodium fluoroborate glasses for laser materials”, J Phys Chem Solids 72, pp 13361441 73 Reisfeld R., Jorgensen C.K (1987), “Excited state phenomera in materials, Handbook in the Physics and Chemistry of Rare Earth”, chapter 58, Elsevier Science Publishers 74 Rodríguez V.D., Del Castillo J., Yanes, A.C Méndez-Ramos J., Torres, M Peraza J (2008), “Site-selective spectroscopy in Sm3+-doped sol–gel-derived nano-glass-ceramics containing SnO2 quantum dots”, Nanotechnology 19, pp 295707-5 75 Rukmini E., Jayasankar C.K (1995), “Spectroscopic properties of Ho3+ ions in zinc borosulphate glasses and comparative energy level analyses of Ho 3+ ions in various glasses”, Optical Materials 4, pp 529-546 76 Runowski Marcin, Lis Stefan (2014), “Preparation and photophysical properties of luminescent nanoparticles based on lanthanide doped fluorides (LaF 3:Ce3+, Gd3+, Eu3+), obtained in the presence of different surfactants”, Journal of Alloys and Compounds 597, pp 63-71 77 Sasikala T., Rama Moorthy L., Mohan Babu A (2013), “Optical and luminescent properties of Sm3+ doped tellurite glasses”, Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 104, pp 445-450 78 Selvaraju K., Marimuthu K (2012), “Structural and spectroscopic studies on concentration dependent Er3+ doped boro-tellurite glasses” Journal of Luminescence 132, pp 1171-1178 79 Shanmuga Sundari S., Marimuthu K., Sivraman M., Surendra Babu S (2010), “Composition dependent structural and optical properties of Sm3+-doped sodium borate and sodium fluoroborate glasses”, Journal of Luminescence 130, pp 1313-1319 136 80 Singh Vijay, Rai Vineet Kumar, Voss Benjamin, Markus Haase , Chakradhar R.P.S., Thirupathi Naidu D., Hwan Kim Sang (2013), “Photoluminescence study of nanocrystalline Y2O3:Ho3+ phosphor”, Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 109, pp 206-212 81 Solarz P., Romanowski W.R (2005), “Luminescence and energy transfer processes of Sm3+ in K5Li2LaF10:Sm3+- K5Li2SmF10 single crystals”, Phys Rev., B 72, pp 075105 82 Srinivasa Rao Ch., Upendra Kumar K., Babu P., Jayasankar C.K (2012) “Optical properties of Ho3+ ions in lead phosphate glasses”, Optical Materials 35, pp 102-107 83 Stouwdam J.W., Van Veggel F.C.J.M (2002), “Near-infrared emission of redispersible Er3+, Nd3+, and Ho3+ doped LaF3 nanoparticles”, NANO LETTERS, (7), pp.733-737 84 Sudarsan V., Frank C J M van Veggel, Rodney A Herring and Mati Raudsep (2005), “Surface Eu3+ ions are different than ‘‘bulk’’ Eu3+ ions in crystalline doped LaF3 nanoparticles”, Journal of Materials Chemistry 15, pp 1332-1342 85 Suhasini T., Suresh Kumar J, Sasikala T., Jang Kiwan, Lee Ho Sueb, Jayasimhadri M., Jeong Jung Hyun, Yi Soung Soo, Rama Moorthy L (2009) “Absorption and fluorescence properties of Sm3+ ions in fluoride containing phosphate glasses”, Optical Materials 31, pp 1167-1172 86 Sun G.H., Zhang Q.L., Yang H.J., Luo J.Q., Sun D.L., Gu C.J., Yin S.T (2013), “Crystal growth and characterization of Ho-doped Lu3Ga5O12 for mm laser”, Materials Chemistry and Physics 138, pp 162-166 87 Suresh C., Nagabhushana H., Darshan G.P., Basavaraj R.B., Sharma S.C., Sunitha D.V., Daruka Prasad B (2017), “Positron annihilation spectroscopy and photoluminescence investigation of LaOF:Tb3+ nanophosphor fabricated via ultrasound assisted sonochemical route”, Materials Science and Engineering B 224, pp 28-39 137 88 Tanaka M., Nishimura G., Kushida T (1994), “Contribution of J mixing to the D0−7F0 transition of Eu3+ ions in several host matrices”, Phys Rev B 49, pp.16917-16925 89 Thomas S., George R., Rasool S.N., Rathaiah M., Venkatramu V., Joseph C., Unnikrishnan N.V (2013), “Optical properties of Sm3+ ions in zinc potassium fluorophosphate glasses”, Optical Materials 36, pp 242 90 Venkatramu V., Babu P., Jayasankar C.K., Tröster Th., Sievers W., Wortmann S (2007), “Optical spectroscopy of Sm3+ ions in phosphate and fluorophosphate glasses”, Optical Materials 29, pp 1429-1439 91 Wada Noriyuki, Kojima Kazuo, Ozutsumi Kazuhiko (2007), “Glass composition dependence of Eu3+ ion red fluorescence”, Journal of Luminescence 126, pp 53-62 92 Walrand C.G, Binnemans K (1998), “Spectral intensities of f-f transitions” Handbook on the physics and chemistry of Rare Earths, Vol 25 Elsevier 93 Walrand C.G., Binnemans K (1998), “Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths”, Elsevier 25, pp 101 94 Walsh B.M (2006), “Advances in Spectroscopy for Lasers and Sensing”, ed by B Di Bartolo, O Forte (Springer, Netherlands), pp 403 95 Wang D., Yin M., Xia S., Khaidukov N., Makhov V., Krupa J.C (2003), “Upconversion fluorenscence of Nd3+ ions in K2YF5 single crystal”, Journal of Alloys and Compounds 361, pp 294-298 96 Wang Jianshe, Bo Shuhui, Song Limei, Hu Jin, Liu Xinhou and Zhen Zhen (2007), “One-step synthesis of highly water-soluble LaF 3:Ln3+ nanocrystals in methanol without using any ligands”, Nanotechnology 18, pp 465606-6 97 Wang Jingyang, Zhang Tianjin , Pan Ruikun, Ma Zhijun, Wang Jinzhao (2012), “Spectroscopic and photoluminescence properties Ba0.65Sr0.35TiO3 nanocrystals”, Physica B 407, pp 160-164 138 of Ho3+ doped 98 Wang X J, Huang S H, Reeves R, Well W, Dejneka M J, Meltzer R S and Yen W M (2001), “Studies of the spectroscopic properties of Pr3+ doped LaF3 nanocrystals/glass”, Journal of Luminescence 94/95, pp 229-233 99 Wang Yan, You Zhenyu, Li Jianfu, Zhu Zhaojie, Ma En and Tu Chaoyang (2009), “Spectroscopic investigations of highly doped Er3+ :GGG and Er3+/Pr3+ :GGG crystals”, J Phys D: Appl Phys 42, pp 215406-8 100 Wang Yan, You Zhenyu, Li Jianfu, Zhu Zhaojie, Ma En, Tu Chaoyang (2012), “Crystal growth and optical properties of Cr3+, Er3+, RE3+: Gd3Ga5O12 (RE=Tm, Ho, Eu) for mid-IR laser applications”, Journal of Luminescence 132, pp 693-696 101 Wang Z L., Quan Z W., Jia P Y., Lin C K., Luo Y., Chen Y., Fang J., Zhou W.,O’Connor C J., and Lin J (2006), “A Facile Synthesis and Photoluminescent Properties of Redispersible CeF3, CeF3:Tb3+, and CeF3:Tb3+/LaF3 (Core/Shell) Nanoparticles”, Chem Mater 18, pp 2030-2037, 102 WANG Zhenling, LI Min,WANG Chang, CHANG Jiazhong, SHI Hengzhen, LIN Jun (2009), “Photoluminescence properties of LaF3:Eu3+ nanoparticles prepared by refluxing method”, Journal of Rare earths 27, pp 33 103 Yang Xiaofeng, Dong Xiangting, Wang Jinxian, Liu Guixia (2009), “Glycine-assisted hydrothermal synthesis of single-crystalline LaF3:Eu3+ hexagonal nanoplates”, Journal of Alloys and Compounds 487, pp 298-303 104 Zalkin A., and Templeton D H (1985), “Refinement of the trigonal crystal structure of lanthanum trifluoride with neutron diffraction data”, Acta Cryst B 41, pp 91-93 105 Zeng J., Xin M.D., Li K.W., Wang H., Yan H., and Zhang W.J (2008), “Transformation Process and Photocatalytic Activities of Hydrothermally Synthesized Zn2SnO4 Nanocrystals”, J Phys Chem C 112, pp 4159-4167 106 Zhang Chao, Zhang Jing, Su Yanjie, Xu Minghan, Yang Zhi, Zhang Yafei (2014), “ZnO nanowire/reduced grapheme 139 oxide nanocomposites for significantly enhanced photocatalytic degradation of Rhodamine 6G”, Physica E 56, pp 251-255 107 Zhang Qiang, Liu Xiaofeng, Qiao Yanbo, Qian Bin, Dong Guoping, Ruan Jian, Zhou Qinling, Qiu Jianrong, Chen Danping (2010), “Reduction of Eu3+ to Eu2+ in Eu-doped high silica glass prepared in air atmosphere” Optical Materials 32, pp 427-431 108 Zhang W.J., Chen Q.J., Zhang J.P., Qian Q., Zhang Q.Y., Wondraczek L (2012), “Enhanced NIR emission from nanocrystalline LaF3:Ho3+ germanate glass ceramics for E-band optical amplification”, Journal of Alloys and Compounds 541, pp 323-327 109 Zhang Weihuan, Zhang Yuepin, Ouyang Shaoye, Zhang Zhixiong, Xia Haiping (2015), “Enhanced luminescent properties of Sm3+ doped glass ceramics- as potential red-orange phosphor for white light-emitting diodes", Materials Letters 160, pp 459-462 110 Zhang X., Fei L., Shi J., Gong M (2011), “Eu2+-activated Ba2Mg(BO3)2 yellowemitting phosphors for near ultraviolet-based light-emitting diodes”, Physical B 406, pp 2616-2620 111 Zhang X., Hayakawa T., Nogami M (2009), “Size-dependence of LaF 3:Eu3+ nanocrystals on Eu3+ photo-luminescence intensity”, IOP Conf Series: Mater Sci Eng 1, pp 012-021 112 Zhao Chengchun, Hang Yin, Zhang Lianhan, Yin Jigang, Hu Pengchao, Ma En (2011), “Polarized spectroscopic properties of Ho3+-doped LuLiF4 single crystal for µm and 2.9 µm lasers”, Optical Materials 33, pp 1610-1615 113 Zhiyong Y., Keppner H., Laub D., Mielczarski E., Mielczarski J., KiwiMinsker L., Renken A., and Kiwi J (2008), “Photocatalytic discoloration of Methyl Orange on innovative parylene–TiO2 flexible thin films under simulated sunlight”, Appl Catal B: Environ 79, pp 63-71 114 Zhou Wenlong, Zhang Qingli, Xiao Jin, Luo Jian qiao, Liu Wenpeng, Jiang Haihe, Yin Shaotang (2010), “Sm3+-doped (Ca, Mg, Zr) GGG crystal: A 140 potential reddish-orange laser crystal’’, Journal of Alloys and Compounds 491, pp 618-622 115 Zhu Chaofeng, Liang Xiaoluan, Yang Yunxia, Chen Guorong(2010), “Luminescence properties of Tb doped and Tm/Tb/Sm co-doped glasses for LED applications” Journal of Luminescence 130, pp.74-77 141 ... tạo khảo sát tính chất quang tinh thể nanofluorit pha tạp ion đất khác Đề tài luận án chọn Chế tạo nghiên cứu tính chất quang Nanofluorit pha tạp đất LaF3: RE3+ (RE3+: Sm3+, Ho3+, Eu3+) Mục tiêu... NHIÊN _ Hoàng Mạnh Hà CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA NANOFLUORIT PHA TẠP ĐẤT HIẾM LaF3: RE3+ (RE3+: Sm3+, Ho3+, Eu3+) Chuyên ngành: Vật lý chất rắn Mã số: 9440130.02 LUẬN... nhóm nghiên cứu tập trung nghiên cứu quang phổ mạng thủy tinh tinh thể Việc áp dụng nghiên cứu mạng tinh thể nano chưa đề cập nghiên cứu Với sở nêu trên, định tập trung vào nghiên cứu chế tạo