Nghiên cứu ứng dụng phương pháp phun phủ nhiệt phân quay đầu phun và hỗ trợ siêu âm chế tạo các phần tử pin mặt trời họ cux in,zn,sn sy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LÊ TIẾN HÀ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BỘT HUỲNH QUANG SrPB, SrPCl Y2O3 PHA TẠP Eu ỨNG DỤNG TRONG ĐÈN HUỲNH QUANG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU Hà Nội – 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LÊ TIẾN HÀ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BỘT HUỲNH QUANG SrPB, SrPCl Y2O3 PHA TẠP Eu ỨNG DỤNG TRONG ĐÈN HUỲNH QUANG Chuyên ngành: Vật liệu quang học, quang điện tử quang tử Mã số: 62440127 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS PHẠM THÀNH HUY TS NGUYỄN ĐỨC TRUNG KIÊN Hà Nội – 2017 iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi dƣới hƣớng dẫn PGS TS Phạm Thành Huy TS Nguyễn Đức Trung Kiên Các kết khoa học đƣợc trình bày luận án thành nghiên cứu thân tơi nhóm nghiên cứu suốt thời gian làm nghiên cứu sinh trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Những kết đƣợc trích dẫn từ báo, cơng trình khoa học đƣợc xuất thành viên nhóm nghiên cứu Các kết luận án trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình Hà Nội, ngày tháng 03 năm 2017 T.M tập thể giáo viên hƣớng dẫn Ngiên cứu sinh PGS TS Phạm Thành Huy Lê Tiến Hà iv LỜI CẢM ƠN Tôi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn tới hai ngƣời thầy hƣớng dẫn PGS.TS Phạm Thành Huy TS Nguyễn Đức Trung Kiên hƣớng dẫn tận tình giúp đỡ tơi nhiều q trình thực luận án Viện Tiên tiến Khoa học Công nghiệ (AIST), Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Đặc biệt, tơi xin chân thành bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Thầy Phạm Thành Huy, ngƣời cho ý tƣởng, định hƣớng nghiên cứu cho đề tài luận án Thầy không tạo điều kiện thuận lợi trình làm thực nghiệm giúp đỡ vật chất lẫn tinh thần, mà cung cấp cho nhiều kiến thức quý giá trình học tập nghiên cứu Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám đốc Viện AIST nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện cho làm thực nghiệm nghiên cứu thời gian qua Tôi xin bày tỏ lịng biết ơn đến Thầy giáo cán Viện AIST giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu học tập Viện Trong trình học tập nghiên cứu Viện AIST, nhận đƣợc động viên khích lệ tinh thần GS.TS Nguyễn Đức Chiến Tôi xin chân thành cảm ơn động viên Thầy Tôi xin cảm ơn TS Nguyễn Duy Hùng, TS Đỗ Quang Trung, Th S Nguyễn Tƣ giúp thự phép đo huỳnh quang, kích thích huỳnh quang, huỳnh quang nhiệt độ thấp, FESEM, EDS; xin cảm ơn TS Đào Xuân Việt có nhiều ý kiến đóng góp cho luận án Trong trình nghiên cứu, tơi cịn nhận đƣợc giúp đỡ Phòng ban chức Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, Phịng thí nghiệm Cơng ty cổ phần Bóng đèn Phích nƣớc Rạng Đơng, Trung tâm Khoa học Vật liệu, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội, Phòng thí nghiệm Hiển vi điện tử - Viện Vệ sinh Dịch tể Trung ƣơng, Phịng thí nghiệm Khoa học Vật liệu – Đại học Cần Thơ Tôi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ Tôi xin cảm ơn Ban Giám Hiệu Trƣờng Đại Học Khoa học – Đại học Thái Nguyên, Ban Chủ Nhiệm Khoa Khoa Vật lý & Công nghệ Trƣờng tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu bảo vệ luận án tiến sĩ Hà Nội Đồng thời, xin gửi lời cám ơn đến tất bạn học viên NCS - AIST, bạn bè hết lịng động viên tinh thần tơi thời gian thực luận án Cuối cùng, xin cảm ơn tới gia đình, vợ trai tơi, ngƣời động viên, thông cảm giúp đỡ tơi để tơi hồn thành việc học Tơi khơng biết nói ngồi lời cảm ơn sâu sắc, chân thành tới ngƣời thân yêu Tác giả Lê Tiến Hà v MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu luận án Nội dung nghiên cứu luận án 4 Những đóng góp luận án 5 Bố cục luận án Chƣơng 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN 1.1.Tổng quan bột huỳnh quang 1.1.1 Cơ chế phát quang vật liệu 1.1.2 Cơ chế phát quang bột huỳnh quang 1.1.3 Tính chất quang ion đất mạng tinh thể 1.1.3.1 Cấu trúc điện tử ion đất 1.1.3.2 Các chuyển dời phát xạ không phát xạ ion đất 11 1.1.3.3 Ion Eu chất rắn 13 1.1.4 Các đặc trƣng bột huỳnh quang 15 1.1.4.1 Hiệu suất phát xạ huỳnh quang ( Luminescence efficiency) 15 1.1.4.2 Hấp thụ xạ kích thích 16 1.1.4.3 Độ ổn định màu 16 1.1.4.4 Hệ số trả màu 16 1.1.4.5 Độ bền 17 1.1.4.6 Độ đồng hình dạng kích thƣớc hạt 17 1.1.5 Các loại bột huỳnh quang 17 1.1.5.1 Bột huỳnh quang truyền thống 17 1.1.5.2 Một số bột huỳnh quang pha tạp đất 19 1.1.5.3 Bột huỳnh quang sở SrPB, SrPCl Y2O3 22 1.2 Các phƣơng pháp tổng hợp bột huỳnh quang 27 1.2.1 Phƣơng pháp gốm cổ truyền 27 1.2.2 Phƣơng pháp sol-gel 28 1.2.3 Phƣơng pháp đồng kết tủa 28 vi 1.3 Kết luận chƣơng 29 Chƣơng : QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ CÁC KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 31 2.1 Quy trình chế tạo bột huỳnh quang phƣơng pháp đồng kết tủa 31 2.1.1 Tổng hợp nhóm vật liệu SrPB pha tạp Eu 32 2.1.2 Tổng hợp nhóm vật liệu SrPCl pha tạp Eu 35 2.1.3 Tổng hợp nhóm vật liệu Y2O3 pha tạp Eu3+ 37 2.2 Các phƣơng pháp khảo sát tính chất vật liệu 38 2.2.1 Phƣơng pháp khảo sát hình thái bề mặt kích thƣớc hạt 38 2.2.2 Phƣơng pháp khảo sát thành phần nguyên tố vật liệu 38 2.2.3 Phƣơng pháp khảo sát cấu trúc tinh thể thành phần pha bột huỳnh quang 39 2.2.4 Các phƣơng pháp khảo sát tính chất quang 40 Chƣơng : CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA BỘT HUỲNH QUANG SrPB PHA TẠP Eu 41 3.1 Hình thái bề mặt kích thƣớc hạt bột huỳnh quang SrPB:Eu 41 3.2 Cấu trúc tinh thể bột huỳnh quang SrPB:Eu 43 3.2.1 Cấu trúc tinh thể bột huỳnh quang SrPB:Eu3+ 43 3.2.2 Cấu trúc tinh thể bột huỳnh quang SrPB:Eu2+ 48 3.2.3 Thành phần nguyên tố vật liệu: 49 3.3 Tính chất quang bột huỳnh quang SrPB pha tạp Eu 50 3.3.1 Tính chất quang bột huỳnh quang SrPB:Eu3+ 51 3.3.1.1 Ảnh hƣởng nhiệt độ thiêu kết đến tính chất quang SrPB:Eu3+ 53 3.3.1.2 Ảnh hƣởng nồng độ pha tạp ion Eu3+ lên tính chất quang vật liệu 55 3.3.2 Tính chất quang bột huỳnh quang SrPB:Eu2+ 57 3.3.2.1 Sự phụ thuộc tính chất quang vật liệu SrPB pha tạp ion Eu2+ vào nhiệt độ nung – khử 57 3.3.2.2 Sự phụ thuộc tính chất quang vật liệu SrBP vào tỷ lệ ion Eu2+ 62 3.4 Tính chất quang vật liệu SrPB pha ion Eu2+ nhiệt độ thấp 66 3.5 Kết luận chƣơng 70 Chƣơng : CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA BỘT HUỲNH QUANG SrPCl PHA TẠP Eu 73 4.1 Hình thái bề mặt kích thƣớc hạt bột huỳnh quang SrPCl pha tạp Eu 73 4.2 Cấu trúc tinh thể vật liệu 75 4.3 Tính chất quang bột huỳnh quang SrPCl:Eu3+ 78 4.3.1 Sự phụ thuộc tính chất quang vào nhiệt độ thiêu kết 81 4.3.2 Ảnh hƣởng nồng độ Eu3+ lên tính chất quang vật liệu 82 vii 4.4 Tính chất quang bột huỳnh quang SrPCl:Eu2+ 83 4.5 Kết luận chƣơng 86 Chƣơng 5: CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA BỘT HUỲNH QUANG Y2O3 PHA TẠP ION Eu3+ 88 5.1 Hình thái bề mặt bột 88 5.2 Cấu trúc tinh thể bột huỳnh quang Y2O3 pha tạp ion Eu3+ 89 5.3 Tính chất quang vật liệu 91 5.3.1 Ảnh hƣởng nhiệt độ nung thiêu kết đến phát xạ vật liệu 93 5.3.2 Ảnh hƣởng nồng độ Eu3+ pha tạp đến phổ phát xạ vật liệu 95 5.4 Kết thử nghiệm chế tạo đèn compact phát xạ màu đỏ xanh lam - đỏ 98 5.4.1 Kết thử nghiệm chế tạo đèn compact (CFL) phát xạ ánh sáng đỏ (R) 98 5.4.2 Kết thử nghiệm chế tạo đèn huỳnh quang compact phát xạ ánh sáng xanh lam- đỏ99 5.5 Kết luận chƣơng 101 KẾT UẬN 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 104 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 111 viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu λem Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt Emission Wavelength Bƣớc sóng phát xạ E Energy Năng lƣợng EA Energy of acceptor level Năng lƣợng mức acceptor ED Energy of donor level Năng lƣợng mức đono λexc Excitation wavelength Bƣớc sóng kích thích ΔE Transition energy Năng lƣợng chuyển tiếp EV Valence band edge Năng lƣợng đỉnh vùng hóa trị Wavelength Bƣớc sóng λ Chữ viết tắt EDS Tên tiếng Anh Energy dispersive X-ray spectroscopy Tên tiếng Việt Phổ tán sắc lƣợng tia X Hiển vi điện tử quét phát xạ trƣờng FESEM Field emission scanning electron microscopy FWHM Full-width half-maximum Độ rộng bán phổ HWHM Half-Width half-maximum Nửa độ bán rộng phổ Light emitting diode Điốt phát quang Photoluminescence spectrum Phổ huỳnh quang PLE Photoluminescence excitation spectrum Phổ kích thích huỳnh quang TEM Transmission electron microscope Hiển vi điện tử truyền qua UV Ultraviolet Tử ngoại XRD X-ray diffraction Nhiễu xạ tia X LED PL ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Giản đồ Jablonski mơ tả hấp thụ ánh sáng phát quang Hình 1.2 Sơ đồ mức lƣợng ion đất bị tách tƣơng tác điện tử điện tử điện tử - mạng 11 Hình 1.3 Sơ đồ mức lƣợng ion đất hóa trị bị tách tƣơng tác điện tử - điện tử điện tử - mạng 13 Hình 1.4 Giản đồ mức lƣợng dịch chuyển quang ion Eu3+ 14 Hình 1.5 Sơ đồ mức lƣợng 4fn (màu trắng) 4fn-15d1 (màu đen) ion đất hóa trị 15 Hình 1.6 Sơ đồ lƣợng lớp 4f7 4f65d1 ion Eu2+ trƣờng tinh thể 15 Hình 1.7 Cấu trúc tinh thể bột halophosphate 17 Hình 1.8 Phổ phát xạ bột Ca5(PO4)3(F, Cl):Sb3+, Mn2+ phổ đáp ứng mắt ngƣời với ánh sáng vùng nhìn thấy 18 Hình 1.9 Phổ phát xạ bột huỳnh quang LaPO4 đồng pha tạp Ce3+ Tb3+ có kích thƣớc micro mét (bulk) kích thƣớc nano (nano) 20 Hình 1.10 Phổ huỳnh quang bột BAM:Eu2+ với bƣớc sóng kích thích 325 nm, đo nhiệt độ phòng 21 Hình 1.11.Phổ kích thích huỳnh quang (PLE) huỳnh quang (PL) (Y,Gd)BO3: Eu3+ (ex =254nm) 22 Hình 1.12 Sự truyền lƣợng từ ion Gd3+ đến ion Eu3+ (Y,Gd)BO3 22 Hình 1.13 Cấu trúc tinh thể Sr6P5BO20 với hƣớng [1 0] 23 Hình 1.14 Các phối vị ion Sr1, Sr2 mạng Sr6P5BO20 khoảng cách tƣơng ứng Sr – O với vị trí khác 24 Hình 1.15 Phổ huỳnh quang Sr5Cl(PO4)3 pha tạp ion Eu2+ nung thiêu kết 900 oC 6h với nồng độ pha tạp khác 26 Hình 1.16 Phổ huỳnh quang Y2O3 pha tạp ion Eu3+ 27 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý quy trình chế tạo vật liệu phƣơng pháp đồng kết tủa 31 Hình 2.2 Quy trình tổng hợp bột huỳnh quang SrPB pha tạp Eu phƣơng pháp đồng kết tủa 32 Hình 2.3 Sơ đồ nung thiêu kết bột huỳnh quang SrPB:Eu3+ nhiệt độ T 33 Hình 2.4 Sơ đồ lị nung (a), quy trình nâng nhiệt lị nung (b), hệ khí lị nung mẫu mơi trƣờng khí khác (c) 34 Hình 2.5 Quy trình tổng hợp bột huỳnh quang SrPCl pha tạp Eu3+ 36 Hình 2.6 Quy trình tổng hợp bột huỳnh quang Y2O3 pha tạp Eu3+ phƣơng pháp đồng kết tủa 37 x Hình 2.7 Thiết bị FESEM-JEOL/JSM-7600F tích hợp đo FESEM EDS Viện Tiên tiến Khoa học Công nghệ (AIST)- Đại học Bách khoa Hà nội 39 Hình 2.8 Hệ máy D8 (X-Ray D8 Advance) Trƣờng Đại học Cần Thơ 39 Hình 2.9 Hệ huỳnh quang (Nanolog, Horiba Jobin Yvon) nguồn kích thích đèn Xenon cơng suất 450 W có bƣớc sóng từ 250 ÷ 800 nm, viện Tiên tiến Khoa học Công nghệ (AIST), Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội 40 Hình 3.1 Ảnh SEM bột huỳnh quang SrPB:Eu3+ nhiệt độ thiêu kết khác 42 Hình 3.2 Ảnh SEM bột huỳnh quang SrBP:Eu2+ nung nhiệt độ 1000 oC 42 Hình 3.3 Giản đồ nhiễu xạ tia X bột huỳnh quang SrPB:1% Eu3+ nung thiêu kết nhiệt độ khác từ 600 đến 1300 oC 43 Hình 3.4 Giản đồ nhiễu xạ tia X bột huỳnh quang SrPB:1% Eu3+ nung 1100 oC phổ chuẩn pha cấu trúc Sr6P5BO20 44 Hình 3.5 Giản đồ nhiễu xạ tia X bột huỳnh quang SrPB:1% Eu3+ nung 1300 oC phổ chuẩn pha cấu trúc Sr6P5BO20 44 Hình 3.6 Giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu 1100 oC với tỷ lệ pha tạp Eu3+ khác 45 Hình 3.7 Giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu 1100 oC với tỷ lệ pha tạp 15% Eu3+ thẻ chuẩn pha cấu trúc Sr3Eu(PO4)3 46 Hình 3.8 Giản đồ nhiễu xạ tia X bột huỳnh quang SrPB pha tạp 1% Eu2+ đƣợc chế tạo với nhiệt độ thiêu kết khác 48 Hình 3.9 Giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu SrPB nung 1000 oC pha tạp Eu2+ với tỷ lệ khác 49 Hình 3.10 Ảnh FESEM mẫu SrPB pha tạp 1% Eu3+ nung thiêu kết 1100 oC 3h vị trí vùng quét để đo phổ EDS vật liệu 50 Hình 3.11 Phổ tán sắc lƣợng EDS bột huỳnh quang SrPB:Eu3+ (tỷ lệ pha tạp 1% Eu) đƣợc nung thiêu kết 1100 oC 50 Hình 3.12 Phổ huỳnh quang bột SrPB pha tạp 1% ion Eu3+ nung thiêu kết nhiệt độ 1100 oC, dƣới bƣớc sóng kích thích 254 nm, đo nhiệt độ phòng 51 Hình 3.13 Phổ kích thích huỳnh quang bƣớc sóng phân tích 605 nm bột SrPB pha tạp 1% ion Eu3+, thiêu kết nhiệt độ 1100 oC, đo nhiệt độ phịng 52 Hình 3.14 Phổ huỳnh quang vật liệu SrPB pha tạp 1% ion Eu3+, thiêu kết từ 600 ÷ 1300 oC đo nhiệt độ phịng với bƣớc sóng kích thích 393 nm phụ thuộc cƣờng độ huỳnh quang đỉnh phát xạ 580; 605 695 nm vào nhiệt độ nung thiêu kết (hình nhỏ) 53 Hình 3.15 Phổ huỳnh quang bột SrPB pha tạp ion Eu3+từ ÷ 15 %, nung nhiệt độ 1100 oC khoảng thời gian giờ, đo nhiệt độ phịng dƣới bƣớc sóng kích thích 393 nm 55 97 phổ huỳnh quang mẫu Y2O3 :Eu3+ pha tạp 8% Eu3+ có cƣờng độ lớn so với đỉnh phổ huỳnh quang mẫu thƣơng mại Kết Hình 5.12 cho thấy, bột huỳnh quang phát xạ đỏ Y2O3 pha tạp Eu3+ mà chúng tơi tổng hợp đƣợc có cƣờng độ phát xạ tốt hồn tồn đáp ứng yêu cầu để thay loại bột huỳnh quang ngoại nhập Hình 5.12 Phổ huỳnh quang mẫu Y2O3 :Eu3+ với nồng độ Eu3+ pha tạp 2; 8; 15% bột phát xạ đỏ thương mại hãng Osram sản xuất, đo nhiệt độ phòng với bước sóng kích thích 393 nm Hình 5.13 (A) Bột huỳnh quang Y2O3:Eu3+ chưa chiếu đèn UV, (B) bột huỳnh quang đươc chiếu đèn UV phát xạ ánh sáng màu đỏ Để đánh giá khả ứng dụng quy trình cơng nghệ chế tạo bột huỳnh quang phát xạ đỏ chế tạo đƣợc, tiến hành chế tạo mẫu quy mô vài chục đến vài trăm gam / mẻ sử dụng quy trình tổng hợp đồng kết tủa với thông số tối ƣu xác định đƣợc Kết đánh giá định tính phổ phát xạ bột huỳnh quang Y2O3:Eu3+ chế tạo theo mẻ lớn đƣợc trình bày Hình 5.13 Có thể thấy dƣới tác dụng xạ tử ngoại (UV) đèn thủy ngân chiếu trực tiếp, bột Y2O3:8% Eu3+ phát xạ ánh sáng đỏ với cƣờng độ phát xạ mạnh dễ dàng quan sát thấy từ khoảng cách xa Hình 5.13 cho thấy bột chế tạo đƣợc đồng khơng có bất đồng đáng kể chế tạo mẻ lớn Kết cho thấy chất lƣợng tốt độ đồng bột huỳnh quang mà chế tạo đƣợc 98 5.4 Kết thử nghiệm chế tạo đèn compact phát xạ màu đỏ xanh lam - đỏ 5.4.1 Kết thử nghiệm chế tạo đèn compact (CFL) phát xạ ánh sáng đỏ (R) Để đánh giá khả ứng dụng bột huỳnh quang phát xạ đỏ Y2O3:Eu3+ chế tạo đèn huỳnh quang huỳnh quang compact, phối hợp với xƣởng đèn Huỳnh quang compact, cơng ty Cổ phần Bóng đèn Phích nƣớc Rạng Đơng chế tạo thử nghiệm đèn mẫu sử dụng bột Y2O3 pha tạp 8% Eu3+ Theo quy trình chế tạo thử nghiệm đèn xƣởng, lƣợng bột tối thiểu cần thiết cho chế tạo đèn huỳnh quang compact 15-20 W 100 g, đèn 50 W đèn huỳnh quang 300 g Đèn đƣợc chế tạo theo quy trình chuẩn nhà máy đƣợc đánh giá theo tiêu chuẩn đèn thƣơng mại PTN chuẩn VILAS cơng ty Hình 5.14 Đèn huỳnh quang compact 1U 20W phát xạ đỏ chế tạo sử dụng bột Y2O3:Eu3+ với tỷ lệ Eu pha tạp 8% Hình 5.14 5.15 ảnh chụp đèn huỳnh quang compact phổ phát xạ đèn huỳnh quang compact 15 W chế tạo đƣợc Đánh giá ngoại quan cho thấy, đèn phát xạ ánh sáng đỏ, màu sắc đồng đều, khơng có điểm bong tróc hay điểm đen thành ống, chứng tỏ lớp bột Y2O3:Eu3+ đƣợc tráng phủ tốt lên thành ống đèn Phổ phát xạ đèn, Hình 5.15, cho thấy đèn phát xạ mạnh vùng ánh sáng đỏ từ 500 nm đến 700 nm với cực đại 612 nm, tƣơng tự nhƣ phổ phát xạ bột Hình 5.12 Lƣu ý, vạch phát xạ vùng bƣớc sóng ngắn (~405, 440 550 nm) vạch phát xạ thủy ngân đèn Kết đánh giá Hình 5.15 cho thấy đèn có hiệu suất phát quang 56,21 lm/W, nhiệt độ màu Tc=2700 K, tọa độ x = 0,463, y = 0,420, quang thông 832,5 lm, công suất điện 14,81 W Với thông số nhƣ trên, chúng tơi kết luận đèn phát ánh sáng đỏ hiệu suất cao tƣơng đƣơng với đèn sản xuất sử dụng bột huỳnh quang đỏ nhập ngoại có cơng suất (52 – 60 lm/W) 99 Hình 5.15 Phổ phát xạ đèn huỳnh quang compact chế tạo sử dụng bột đỏ Y2O3:8%Eu3+ thông số điện quang học đèn 5.4.2 Kết thử nghiệm chế tạo đèn huỳnh quang compact phát xạ ánh sáng xanh lam (B) - đỏ (R) Hình 5.16 Ảnh chụp đèn huỳnh quang compact phát xạ màu xanh lam – đỏ (đèn B/R) chế tạo cách sử dụng hỗn hợp bột Y2O3:Eu3+ chế tạo bột xanh lam thương mại (BAM) Tƣơng tự, với mục đích tạo đƣợc nguồn phát ánh sáng phù hợp với phổ hấp thụ diệp lục xanh, tiến hành thử nghiệm tạo đèn compact phát xạ ánh sáng xanh lam (B) đỏ (R) cách kết hợp bột phát xạ đỏ Y2O3:Eu3+ chế tạo đƣợc bột huỳnh 100 quang phát xạ xanh lam thƣơng mại Đây nghiên cứu kiểm tra khả tƣơng thích bột huỳnh quang chúng tơi chế tạo bột huỳnh quang thƣơng mại Đèn đƣợc chế tạo sử dụng quy trình chế tạo đèn thử nghiệm chuẩn Cơng ty Cổ phần Bóng đèn Phích nƣớc Rạng Đơng Hình 5.16 ảnh chụp đèn huỳnh quang compact B/R chế tạo sử dụng hỗn hợp bột Y2O3:Eu3+ BAM với tỷ lệ 6:4 Đèn nhận đƣợc phát ánh sáng màu hồng kết hợp phát xạ đỏ Y2O3:Eu3+ xanh lam BAM C- ờng độ huỳnh quang (đvty.) 1.00 Osram Đ è n thư nghiƯm Hg 0.75 Hg 0.50 Hg 0.25 0.00 400 450 500 550 600 650 700 750 800 B- í c sãng (nm) Hình 5.17 Phổ đèn thương mại đèn B/R thử nghiệm Hình 5.17 trình bày phổ phát xạ đèn thử nghiệm đèn thƣơng mại Osram Có thể thấy ngồi vạch phát xạ thủy ngân (ký hiệu Hg) hai đèn có dải phát xạ chính: dải phát xạ xanh lam (400 – 520 nm) dải phát xạ đỏ (550 – 750 nm) Ở vùng ánh sáng xanh lam dải phổ phát xạ hai đèn tƣơng đƣơng Cịn vùng ánh sáng đỏ có khác chỗ: phát xạ đèn thƣơng mại phổ đám liên tục, phổ đèn thử nghiệm phát xạ vạch có cƣờng độ mạnh, nhƣng tổng tích phân cƣờng độ phát xạ dải hai đèn tƣơng đƣơng Bảng 5.1 Kết so sánh tỷ lệ công suất phát xạ vùng xanh lam (B) đỏ (R) đèn thử nghiệm đèn thương mại Công suất xạ dải phổ Loại đèn Công suất đèn (W) Công suất hấp thụ Chlorophyll B (400-500) nm R(600-700) nm a b Công suất Tỷ lệ % Công suất Tỷ lệ % Công suất Tỷ lệ % Công suất Tỷ lệ % Đèn thƣơng mại 37,4 3,88 10,36 3,00 8,01 1,45 3,88 2,53 6,76 Thử nghiệm 36,8 4,64 12,61 3,05 8,27 1,33 3,62 2,57 6,97 101 Chúng tiến hành đo tỷ lệ công suất phát xạ vùng xanh lam (B) đỏ (R) đèn thử nghiệm đèn thƣơng mại, so sánh với công suất hấp thụ hai vùng bƣớc sóng hai chất diệp lục chlorophyll a chlorophyll b Các kết chi tiết so sánh tỷ lệ công suất xạ ánh sáng xanh (B), đỏ (R) công suất hấp thụ chlorophyll a, b đƣợc trình bày bảng 5.1 Có thể thấy tỷ lệ cơng suất phát xạ vùng xanh lam (B) đỏ (R) đèn thử nghiệm đèn thƣơng mại tƣơng đƣơng nhau, nhƣ đèn thử nghiệm chế tạo đáp ứng đƣợc yêu cầu ứng dụng làm nguồn sáng nhân tạo cho xanh 5.5 Kết luận chương Chúng nghiên cứu tổng hợp thành công bột huỳnh quang Y2O3 pha tạp Eu3+ phát xạ ánh sáng đỏ phƣơng pháp đồng kết tủa  Bột huỳnh quang tổng hợp đƣợc vật liệu đơn pha tinh thể Bột có cấu trúc tinh thể tốt nhiệt độ nung thiêu kết 1000 oC  Vật liệu phát xạ dạng phổ vạch có cƣờng độ mạnh vùng ánh sáng đỏ với bƣớc sóng nằm vùng từ 570 nm đến 725 nm Các đỉnh phát xạ trình dịch chuyển mức lƣợng ion Eu3+ từ trạng thái kích thích 5D0 trạng thái có mức lƣợng thấp 7Fj (j = 1, 2…6) đỉnh phát xạ 612 nm có cƣờng độ phát xạ lớn Ở nhiệt độ nung thiêu kết 1000 oC, với nồng độ pha tạp ion Eu3+ 8%, bột huỳnh quang nhận đƣợc cho cƣờng độ phát xạ mạnh  Bột huỳnh quang Y2O3 pha tạp ion Eu3+ hấp thụ mạnh kích thích vùng tử ngoại xanh lam Với khả hấp thụ mạnh vùng tử ngoại bột huỳnh quang phù hợp cho thiết bị chiếu sáng có nguồn kích thích phát xạ dùng thủy ngân điốt tử ngoại (ví dụ: điốt tử ngoại dùng chip InGaN có bƣớc sóng phát xạ 395 nm)  Bột Y2O3 pha tạp ion 8% Eu3+ đƣợc thử nghiệm chế tạo quy mô lớn bột nhận đƣợc đƣợc thử nghiệm sử dụng để chế tạo đèn huỳnh quang compact loại phát xạ đơn sắc (đỏ) hồng (đỏ + xanh lam) Các đèn chế tạo đƣợc có hiệu suất phát xạ cao tƣơng tƣơng với bột huỳnh quang thƣơng mại 102 KẾT LUẬN Bằng phƣơng pháp đồng kết tủa nghiên cứu tổng hợp thành công hệ bột huỳnh quang: SrPB va SrPCl pha tạp Eu3+ Eu2+, Y2O3 pha tạp Eu3+ phát ánh sáng đỏ, xanh lam đa màu Các kết nghiên cứu cho thấy hình thái bề mặt, kích thƣớc hạt, cấu trúc tinh thể đặc trƣng huỳnh quang vật liệu phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ nung nồng độ pha tạp Eu Chúng tơi tìm điều kiện nhiệt độ nung tỷ lệ pha tạp ion Eu phù hợp cho loại vật liệu hiệu suất huỳnh quang vật liệu tốt Những kết thu đƣợc luận án gồm: a Với hệ bột SrPB : Bột huỳnh quang SrPB tổng hợp đƣợc vật liệu đa pha tinh thể với pha cấu trúc Sr6P5BO20 pha bậc hai: Sr3(PO4)2; Sr2P2O7 SrBPO5 Khi nông độ pha tạp Eu tăng lên tỷ lệ pha cấu trúc Sr6P5BO20 nhóm vật liệu thu đƣợc giảm, nông độ pha tạp Eu tăng lên 5% vật liệu hình thành pha cấu trúc Sr3Eu(PO4)3, tỷ lệ pha cấu trúc tăng lên nồng độ pha tạp Eu tăng lên Vật liệu SrPB pha tạp Eu3+ cho phát xạ mạnh vùng ánh sáng đỏ với trình dịch chuyển ion Eu3+ từ trạng thái 5D0 7Fj Tỷ lệ cƣờng độ đỉnh phát xạ phụ thuộc vào nhiệt độ nung thiêu kết nồng độ pha tạp Eu Vật liệu cho phát xạ mạnh đƣợc nung thiêu kết nhiệt độ 1100 oC với nồng độ pha tạp 5% Vật liệu SrPB pha tạp Eu2+ bột huỳnh quang lai màu cho giải phát xạ từ ánh sáng xanh đến vùng ánh sáng đỏ tùy thuộc nhiệt độ nung khử nồng độ pha tạp Eu Với nồng độ pha tạp Eu cào vật liệu cho phát xạ đỏ bời Eu mạng Sr3Eu(PO4)3 tồn trạng thái bền vững hóa trị khơng thể bị khử hóa trị nung mơi trƣờng khí H2/Ar Khi tồn mạng Sr6P5BO20 Sr3(PO4)2 Sr2+ tồn hai phối vị khác quan sát huỳnh quang vật liệu nhiệt độ thấp Trong mạng Sr3(PO4)2 ion Eu2+ thay cho hai phối vị Sr2+ cho phát xạ hai đỉnh 400 nm 420 nm tƣơng ứng với hai phối vị mà xung quang Sr có 12 10 nguyên tử oxi Trong mạng Sr6P5BO20 ion Eu2+ cho phát xạ với hai đỉnh 475 nm 512 nm với hai phối vị Sr mà quanh có nguyên tử Oxi) b Với hệ bột SrPCl : Bột huỳnh quang SrPCl tổng hợp đƣợc vật liệu hai pha tinh thể: pha Sr5Cl(PO4)3 pha thứ cấp Sr3(PO4)2 Khi nồng độ pha tạp Eu tăng làm giảm khả bay Cl trình tổng hợp dẫn đến tỷ lệ pha cấu trúc Sr5Cl(PO4)3 vật liệu tổng hợp đƣợc tăng lên Vật liệu SrPCl pha tạp Eu bột huỳnh quang lai mầu phát xạ mạnh vùng ánh sáng từ đỏ đến xanh lam việc thay đổi nhiệt độ nung, môi trƣờng nung nhƣ nồng độ pha tạp Eu Giải phát xạ vật liệu nằm vùng hấp thụ mạnh 103 chất diệp lục nên vật liệu có khả ứng dụng việc tráng phủ cho thiết bị chiếu sáng nông nghiệp c Với hệ bột Y2O3 : BNhiệt độ nung thiêu kết để có chất lƣợng tinh thể phát quang tốt 1000 oC Ở nhiệt độ nung thiêu kết này, với nồng độ pha tạp ion Eu3+ 8% vật liệu cho phát xạ mạnh Trên tỷ lệ này, có tƣợng dập tắt huỳnh quang nồng độ Bột Y2O3 pha tạp ion 8% Eu3+ đƣợc thử nghiệm tráng phủ chế tạo đèn huỳnh quang compact phát ánh sáng đỏ Bóng đèn phát xạ tốt vùng ánh sáng đỏ với nhiệt độ màu 1200 K toạ độ màu nằm vùng ánh sáng đỏ Bột Y2O3 pha tạp ion 8% Eu3+ đƣợc thử nghiệm kết hợp với bột phát xạ màu lam chế tạo đèn compact phát xạ ánh sáng xanh lam đỏ dùng nơng nghiệp Đèn thử nghiệm có phổ phát xạ công suất phát xạ vùng xanh lam đỏ tƣơng đƣơng với đèn thƣơng mại Osram ngoại nhập Như vậy, ba hệ bột huỳnh quang SrPB, SrPCl Y2O3 pha tạp ion Eu3+ Eu2+ chế tạo đƣợc hấp thụ mạnh vùng tử ngoại, phù hợp cho thiết bị chiếu sáng có nguồn kích thích phát xạ dùng thủy ngân Ngoài ba hệ bột pha tạp Eu3+ có khả hấp thụ mạnh xạ 393 nm, giúp chúng có khả ứng dụng cho điốt phát xạ ánh sáng đỏ dùng nguồn kích thích chíp InGaN có bƣớc sóng phát xạ 395 nm Với hệ bột SrPB, tạo bột huỳnh quang phát xạ ánh sáng trắng mạng chủ cho ứng dụng thiết bị chiếu sáng, thiết bị hiển thị màu đặc biệt điốt phát ánh sáng trắng thuộc loại UV-blue LED, WLED… Các vật liệu chế tạo đƣợc đáp ứng tốt việc cải thiện tính chất quang thiết bị huỳnh quang ba phổ việc bổ sung dải phát xạ đỏ xanh dƣơng Đồng thời, dải phát xạ ion Eu3+ Eu2+ nằm vùng hấp thụ mạnh tế bào diệp lục, vật liệu có khả ứng dụng thiết bị chiếu sáng nông nghiệp 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Đinh Xuân Lộc (2013), Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano YVO4:Eu3+ CePO4:Tb3+ tính chất quang chúng, Luận án tiến sỹ khoa học Vật liệu, Viện khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Lâm Thị Kiều Giang (2011), Vật liệu nano thấp chiều ytri, ziriconi tính chất quang chúng, Luận án tiến sỹ khoa học Vật liệu, Viện khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Lê Quốc Minh, Lê Thị Kiều Giang, Trần Kim Anh (2007), Chế tạo nghiên cứu tính chất quang vật liệu ống nano Y(OH)3, Y2O3 pha tạp Eu3+ Tb3+, Tuyển tập báo cáo Hội nghị Vật lý Chất rắn lần thứ 5, 858–861 Ngô Thị Thanh Tâm, Phan Lê Phƣơng Hoa (2001) Nghiên cứu cấu trúc sợi gốc Silic màu phát huỳnh quang phương pháp phân tích nhiệt vi trọng tán xạ raman, Tuyển tập báo cáo Hội nghị Vật lý Chất rắn lần thứ 2, Tập 1, 95–100 Nguyễn Mạnh Sơn (1996), Vai trò tâm khuyết tật trình nhiệt quang phát quang số vật liệu phát quang chứa đất hiếm, Luận án tiến sỹ khoa học Vật liệu, Viện khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Nguyễn Tri Tuấn (2012), Nghiên cứu tổng hợp khảo sát tính chất quang nano tinh thể bán dẫn ZnS pha tạp Cu Mn, Luận án tiến sỹ khoa học vật liệu, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Vũ (2006), Chế tạo nghiên cứu tính chất quang vật liệu nano Y2O3:Eu, Tb, Er, Yb, Luận án tiến sỹ khoa học Vật liệu, Viện khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Phùng Hồ, Phan Quốc Phô (2008) Giáo trình Vật liệu bán dẫn NXB Khoa học Kỹ thuật Vũ Thị Ngọc Bích, Lê Thị Thanh Bình, Lê Hồng Hà (2001), Biexciton đơn tinh thể CdS, Tuyển tập báo cáo Hội nghị Vật lý Chất rắn lần thứ 2, 58–63 Tiếng Anh 10 Amezawa K, Tomii Y, Yamamoto N (2005), High temperature protonic conduction in SrPO_LaPO system, Solid State Ionics 176, pp 143–148 11 Andrić Ž, Dramićanin M.D, Mitrić M, Jokanović V, Bessière A, Viana B (2008), Polymer complex solution synthesis of (YxGd1-x)2O3:Eu3+ nanopowders, Optical Materials 30, pp 1023–1027 12 Hao Van Bui, Tu Nguyen, Manh Cuong Nguyen, Trong An Tran, Ha Le Tien, Hao Tam Tong, Thi Kim Lien Nguyen and Thanh Huy Pham (2015), Structural and photoluminescent properties of nanosized BaMgAl10O17:Eu2+ blue emitting phosphors prepared by sol-gel method, Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology 6, pp.1-6 105 13 Chen D, Wang Y, Hong M (2012), Lanthanide nanomaterials with photon management characteristics for photovoltaic application, Nano Energy 1, pp 73–90 14 Chen F, Yuan X, Zhang F, Wang S (2014), Photoluminescence properties of Sr3(PO4)2:Eu2+, Dy3+ double-emitting blue phosphor for white LEDs, Optical Materials 37, pp 65 – 69 15 Chen X, Dai P, Zhang X, Li C, Lu S, Wang X, Jia Y, and Liu Y, (2014), A Highly Efficient White Light (Sr3,Ca,Ba)(PO4)3Cl: Eu2+, Tb3+, Mn2+ Phosphor via dual energy transfert for white light – emitting diode, Inorganic Chemistry 53, pp 3443 - 3448 16 Dai S.H, Liu Y.F, Lu Y.N (2010), Preparation of Eu3+ doped (Y,Gd)2O3 flowers from (Y,Gd)2(CO3)3nH2O flowerlike precursors: Microwave hydrothermal synthesis, growth mechanism and luminescence property, Journal of Colloid and Interface Science 349, pp 34–40 17 Dhoble S.J, Moharil S.V, Gundu Rao T.K (2007), Correlated ESR, PL and TL studies on 18 19 20 21 22 23 24 Sr5(PO4)3Cl:Eu thermoluminescence dosimetry phosphor, Journal of Luminescence 126, pp 383–386 Dhoble S.J, Nagpure I.M, Mahakhode J.G, Godbole S.V, Bhide M.K, Moharil S.V (2008), Photoluminescence and XEL in Y2O3:Eu3+ phosphor, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 15, pp 3437–3442 Dieke G.H, Crosswhite H.M (1963), The Spectra of the Doubly and Triply Ionized Rare Earths, Applied Optics 2, pp 675–686 Dillip G.R, Deva Prasad Raju B (2012), A study of the luminescence in near UV-pumped red-emitting novel Eu3+ doped Ba3Ca3(PO4)4 phosphors for white light emitting diode, Journal of Alloys and Compounds 540, pp 67–74 Ehrenberg H, Laubach S, Schmidt P.C, Mcsweeney R, Knapp M, Mishra K.C , Crystal structure and anisotropic thermal expansion of Sr6B(PO4)5, Journal of Solid State Chemistry 7541, pp 293–294 Ehrenberg H, Laubach S, Schmidt P.C, McSweeney R, Knapp M, Mishra K.C (2006), Investigation of crystal structure and associated electronic structure of Sr6B(PO4)5, Journal of Solid State Chemistry 179, pp 968–973 Feldmann C, Jüstel T, Ronda CR, Schmidt P.J (2003), Inorganic luminescent materials: 100 years of research and application, Adevanced Functional Materials 13, pp 511 – 516 Fleet M.E, Liu X, Pan Y (2000), Rare-earth elements in chlorapatite Ca10(PO4)6Cl2: Uptake , site preference, and degradation of monoclinic structure, American Mineralogist 85, pp 1437–1446 25 Fond B, Abram C, Beyrau F (2014), Characterisation of BAM:Eu2+ tracer particles for thermographic particle image velocimetry, Applied Physics B, 121, pp 495 – 509 26 Fu Y.P, Wen S.B and Hsu C.S (2008), Preparation and characterization of Y3Al5O12:Ce and Y2O3:Eu phosphors powders by combustion process, Journal of Alloys and Compounds 458, pp 318–322 106 27 Goldner P, Bagneux L D, Ofelt G S, Ofelt G S, Hubert S, Delamoye P, Kornienko A A, and Dunina E B (1996), Comparision between standard and madified judd ofelt theories in A Pr3 + doped fluoride glass, Acta Physica Polonica Α, 90, pp 191–196 28 Guo C, Luan L, Ding X, Zhang F, Shi F.G, Gao F and Liang (2009), Luminescent properties of Sr5(PO4)3Cl:Eu2+,Mn2+ as a potential phosphor for UV-LED-based white LEDs, Applied Physics B 95, pp 779–785 29 Hoekstra A.H (1967), The chemistry and luminescence of antimony-containing calcium chlorapatite TU/E, pp.1-82 30 Hoffman M and and R W Mooney R W (1960), Crystallographic Data on Beta ‐  Sr2P2O7, Journal of The Electrochemical Society, 107, pp 854 31 Hou D, Ma C.G, Liang H, and Brik M.G (2014), Electron-vibrational interaction in the 5d states of Eu2+ ions in Sr6B(PO4)5), ECS Journal of Solid State Science and Technology 3, pp.39-42 32 Hou D, Xu X, Xie M, and Liang H (2014), Cyan emission of phosphor Sr6BP5O20:Eu2+ under low-voltage cathode ray excitation, Journal of Luminescence 146, pp.18–21 33 Houa X, Zhoua S, Lia Y, Lia W (2010), Luminescent properties of nano-sized Y2O3:Eu fabricated by co-precipitation method, Journal of Alloys and Compounds 494, pp 382– 385 34 Hwang K.S, Hwangbo S and Kim J.T, (2010), Blue phosphor for ultraviolet emitting diode, Optica Applicata 4, pp 2–7 35 Jablonski (1933), Efficiency of anti-Stokes fluorescence in dyes, Nature 131, pp 839-840 36 Jenking H.G, Mckeag A.H and Ranby P.W (1949), Alkaline earrth halophosphates and 37 38 39 40 41 42 relate photphors US Patent 2, pp 1-12 Ji H, Huang Z, Xia Z, Molokeev M.S, Jiang X, Lin Z, and Atuchin V.V (2015), Comparative investigations of the crystal structure and photoluminescence property of eulytite-type Ba3Eu(PO4)3 and Sr3Eu(PO4)3, Dalton Trans 44, pp 7679–7686 Jianghui Z, Qijin C, Shunqing W, Ziquan G, Yixi Z, Yijun L, Ye L and Chao (2015), An efficient blue-emitting Sr5(PO4)3Cl:Eu2+ phosphor for application in near-UV white light-emitting diode, Journal of Materials Chemistry C, 3, pp.11219-11227 Karthikeyani A and Jagannathan R (2000), Eu2+ luminescence in stillwellite-type SrBPO5 - a new potential X-ray storage phosphor, Journal of Luminescence 86, pp 79–85 Kharabe V.R, Dhoble S.J and Moharil S.V (2008), Synthesis of Dy3+ and Ce3+ activated Sr6BP5O20 and Ca6BP5O20 borophosphate phosphors, Journal of Physics D, 41, pp 205413 Kniep R, Goezel G, Eisenmann B, Roehr C, Asbrand M, Kizilyalli M (1994), Borophosphate - eine vernachlaessigte Verbindungsklasse: Die Kristallstrukturen von M2BPO5 and Ba3B(PO4)3, Angewandte Chemie 106, pp 791-793 Komatsu Y, Komeno A, Toda K, Uematsu K, and Sato M (2006), VUV phosphors in the SrO–B2O3–P2O5 ternary system, Journal of Alloys and Compounds, 408, pp 903–906 107 43 Kroon R E, Olivier E J (2014), Enhanced UVB emission and analysis of chemical states of Ca5(PO4)3OH:Gd3+,Pr3+ phosphor prepared by co-precipitation, Journal of Physics and Chemistry of Solids 75, pp 998 – 1003 44 Kumar M, Seshagiri T.K, and Godbole S.V (2013), Fluorescence lifetime and Judd-Ofelt parameters of Eu3+ doped SrBPO5, Physica B 410, pp 141–146 45 Kumar M, Seshagiri T.K, Kadam R.M, and Godbole S.V (2011), Photoluminescence, thermally stimulated luminescence and electron paramagnetic resonance investigations of Tb3+ doped SrBPO5, Materials Research Bulletin 46, pp 1359–1365 46 Kwak M.G, Park J.H, and Shon S (2004), Synthesis and properties of luminescent Y2O3:Eu (15–25wt%) nanocrystals, Solid State Communications, 130, pp 199–201 47 Lan Y, Yi L, Zhou L, Gong F, and Wang R (2010), Synthesis and luminescence properties of SrBPO5:Eu2+, Mn2+ phosphor for light-emitting diode, Physica B 405, pp 3489–3491 48 Laubach S, Mishra K.C, Hofmann K, Albert B, Larsen P, Wickleder C, McSweeney R, and Schmidt P.C (2008), Dependence of phase composition and luminescence of Sr6BP5O20 on Eu concentration, Journal of The Electrochemical Society 155, pp J205-J211 49 Le F, Wang L, Jia W, Jia D, and Bao S (2012), Synthesis and photoluminescence of Eu2+ by co-doping Eu3+ and Cl- in Sr2P2O7 under air atmosphere, Journal of Alloys and Compounds 512, pp 323 – 327 50 Lee S.M, and Choi K.C ( 2010), Enhanced emission from BaMgAl10O17:Eu2+ by localized surface plasmon resonance of silver particles, Optics Express 18, pp 1214412152 51 Li L, Yang R, Du Z, Zou K, and Zhang X (2003), Luminescent research of Sr5(PO4)3Cl:Eu2+ blue phosphor used for electron beam excitation, Chinese Science Bulletin 48, pp 1558–1560 52 Liu B, Wang Y, Zhou J, Zhang F, and Wang Z (2009), The reduction of Eu3+ to Eu2+ in BaMgAl10O17:Eu and the photoluminescence properties of BaMgAl10O17:Eu2+ phosphor, Journal of Applied Physics 106, pp.1-5 53 Mishra K.C, Raukas M, Marking G, Chen P, and Boolchand (2005), Investigation of Fluorescence Degradation Mechanism of Hydrated BaMgAl10O17:Eu2+ Phosphor, Journal of The Electrochemical Society 152, pp.183 – 190 54 Murakami, Narita K, Anzai J Y (1979), A new deluxe fluorescent lamp with a color rendering index of 99, Journal of Light and Visual Environment, 3, pp 6–11 55 Muresan L, Popovici E.J, Lucaci I.F, Grecu R, and Indrea E (2009), Studies on Y2O3:Eu phosphor with different particle size prepared by wet chemical method, Journal of Alloys and Compounds 483, pp 346–349 56 Nakamura T, Takeyama T, Takahashi N, Jagannathan R, Karthikeyani A, Smith G.M, and Riedi P.C (2003), High-frequency EPR investigation of X-ray storage SrBPO5:Eu phosphor, Journal of Luminescence 102, pp 369–372 108 57 Natarajan V, Bhide M.K, Dhobale A.R, Godbole S.V, Seshagiri T.K, Page A.G and Lu C.H (2004), Photoluminescence, thermally stimulated luminescence and electron paramagnetic resonance of europium-ion doped strontium pyrophosphate, Materials Research Bulletin 39, pp 2056-2075 58 Nayak A, Goswami K, Ghosh A and Debnath R (2009), Luminescence efficiency of Eu3+ in Y2O3 : The effect of reduction of particle size and incorporation of trace hetero-cations in the Y2O3 lattice, Indian Journal of Pure & Applied Physics 47, pp.775–781 59 Necmeddin Y.A, Seyyidoğlu S, Toktamiş H, and Yilmaz A (2010), Thermoluminescent properties of Sr2P2O7 doped with copper and some rare earth elements, Journal of Luminescence 130, pp.1744–1749 60 Nguyen Manh Son, Nguyen Quang Liem, Ho Van Tuyen (2006), Oxidation of europiumion in the BaMgAl10O17: Eu2+ phosphor during the annealing, International Journal of 61 62 63 64 65 Engineering Research & Technology (IJERT) 3, pp.2805–2808 Noetzold D, Wulff H (1994), Differenzthermoanalyse der Bildung des Pentastrontiumchloridphosphats und röntgenographische Untersuchung seiner Struktur, Journal of Alloys and Compounds 215, pp 281 Pang R, Li C, Shi L and Su Q (2009), A novel blue-emitting long-lasting proyphosphate phosphor Sr2P2O7:Eu2+,Y3+, Journal of Physics and Chemistry of Solids 70, pp 303-306 Pankratov V, Popov A I, Kotlov A and Feldmann C (2011), Luminescence of nano- and macrosized LaPO4:Ce, Tb excited by synchrotron radiation, Optical Materials 33, pp 1102– 1105 Peijzel P.S, Meijerink A, Wegh R.T, Reid M.F and Burdick G.W (2005), A complete 4fn energy level diagram for all trivalent lanthanide ions, Journal of Solid State Chemistry 178, pp 448–453 Pires A.M, Antonio O, Heer S, and Güdel H.U (2000), Low-temperature upconversion spectroscopy of nanosized Y2O3 :Er,Yb phosphor, Materials Chemistry and Physics 66, pp 164171 66 Qin C, Huang Y, Zhao W, Shi L, and Seo H.J (2010), Luminescence spectroscopy and crystallographic sites of Sm2+ doped in Sr6BP5O20, Materials Chemistry and Physics 121, pp 286–290 67 Rong J.X, Li Y.Q, Naoto H and Hajime Y (2011), Nitride Phosphor and Solid State Lighting CRC Press, pp 1-2 68 Sastri D.V.S, Bünzli D.J.C, Rao D.V.R, Rayudu D.G.V.S and Perumareddi D.J.R (2003), Modern Aspects of Rare Earths and Their Complexes Elsevier 6, pp 481–567 69 Shin J, Kim, Ahn D and Sohn K.S (2005), A new strontium borophosphate, Sr6BP5O20, from synchrotron powder data, Acta Crystallogr 61, pp 54–56 70 Shinde K.N, Dhoble S.J, Swart H.C and Park K, (2012), Phosphate Phosphors for SolidState Lighting, Springer Series in Materials Science174, pp 10-26 109 71 Shinde K.N, Dhoble S.J, Brahme N and Kumar A (2011), Combustion synthesis of Sr6AlP5O20:Dy3+ submicron phosphor for high dose TL dosimetry, Radiation Measurements (Elsivier) 46, pp 1886–1889 72 Shuanglong Y, Xianlin C, Chaofeng Z, Yunxia Y and Guorong C (2007), Eu2+, Mn2+ Codoped (Sr,Ba)6BP5O20 – A novel phosphor for white-LED, Optical Materials 30, pp 192– 194 73 Smets B.M.J (1987), Phosphors based on rare-earths, a new era in fluorescent lighting, Materials Chemistry and Physics 16, pp 283–299 74 Sohn K S, Cho S H, Park S S, and Shin N (2006), Luminescence from two different crystallographic sites in Sr6BP5O20:Eu2+, Applied Physics Letters 89, pp 1-3 75 Son Nguyen Manh, Trang Pham Nguyen Thuy (2013), Effects of annealing on the luminescence properties of BaMgAl10O17:Eu2+ blue emitting phosphor, International Journal of Engineering Research & Technology (IJEIT) 3, pp 67–70 76 Song Y, You H, Yang M, Zheng Y, Liu K, Jia G, Huang Y, Zhang L and Zhang H (2010), Facile synthesis and luminescence of Sr5(PO4)3Cl:Eu2+ nanorod bundles via a hydrothermal route, Inorganic Chemistry 49, pp 1674–1678 77 Sun L, Qian C, Liao C, Wang X, and Yan C (2001), Luminescent properties of Li+ doped nanosized Y2O3:Eu3+, Solid state communications 119, pp 393–396 78 Venkata K.R, Jena H, Govindan K.V and Nagarajan K (2008), Heat capacity of Sr10(PO4)6Cl2 and Ca10(PO4)6Cl2 by DSC, Thermochimica Acta 478, pp 13–16 79 Waite C, Mann R and Diaz A.L (2013), Measurement of host-to-activator transfer efficiency in nano-crystalline Y2O3:Eu3+ under VUV excitation, Journal of Solid State 80 81 82 83 Chemistry 198, pp.357–363 Wang C.H, Gui D.Y, Qin R, Yang F.L, Jing X.P, Tian G.S and Zhu W (2013), Site and local structure of activator Eu2+ in phosphor Ca10(PO4)6Cl2:Eu2+, Journal of Solid State Chemistry 206, pp 69-74 Wang Q, Guo J, Jia W, Liu B and Zhang J (2012), Phase transformation, morphology evolution and luminescence property variation in Y2O3:Eu hollow microspheres, Journal of Alloys and Compounds 542, pp 1–10 Wei-Wei Z, Min Y, Xing-Dao H, and Yi-Qing G (2011), Size dependent luminescence of nanocrystalline Y2O3:Eu3+ and connection to temperature stimulus, Journal of Alloys and Compounds 509, pp 3613–3616 William M.Y, Shigeo S, Hajime Y (2007), Practical Applications of Phosphors CRC Press, pp 105-106 84 Williams J.C, Salman A.D and Hounslow M.J (2007), Particle Breakage (HANDBOOK OF POWDER TECHNOLOGY) Elsevier 12, pp 626 – 685 85 Williams M.Y, Marvin J.W (2004), Inorganic phosphors Physics and Chemistry of Photochromic Glasses 86 Wu X, Li J, Ping D, Li J, Zhu Q, Li X, Sun X and Sakka Y (2013), Structure 110 characterization and photoluminescence properties of (Y,Gd)2O3 red phosphors converted from layered rare-earth hydroxide (LRH) nanoflake precursors, Journal of Alloys and Compounds 559, pp 188–195 87 Yang E, Li G, Fu C, Zheng J, Huang X and Xu W (2015), Eu3+ doped Y2O3 hexagonal prisms : Shape-controlled synthesis and tailored luminescence properties, Journal of Alloys and Compounds 647, pp 648–659 88 Ye S, Liu Z.S, Wang J.G, and Jing X.P (2008), Luminescent properties of Sr2P2O7:Eu, Mn phosphor under near UV excitation, Materials Research Bulletin 43, pp 1057 – 1065 89 Yin S, Shinozaki M, and Sato T (2007), Synthesis and characterization of wire-like and near-spherical Eu2O3 doped Y2O3 phosphors by solvothermal reaction, Journal of Luminescence 126, pp 427–433 90 Young H, Rae D, Ho S, Min S, Chan Y and Lee J (2010), Fine size (Y,Gd)BO3:Eu phosphor powders prepared from precursor powders with hollow shape and large size, Journal of Alloys and Compounds 503, pp 260-265 91 Yu J, Guo C, Ren Z and Bai J (2011), Photoluminescence of double-color-emitting phosphor Ca5(PO4)3Cl:Eu2+, Mn2+ for near-UV LED, Optics & Laser Technology 43, pp 762–766 92 Zeng Q, Liang H, Zhang G and Birowosuto M.D (2006), Luminescence of Ce3+ activated fluoro-apatites M5(PO4)3F (M = Ca, Sr, Ba) under VUV–UV and x-ray excitation, Journal of Physics: Condensed Matter 18, pp 9549-9560 93 Zhai S, Liu A, Xue W and Song Y (2011), High-pressure Raman spectroscopic studies on orthophosphates Ba3(PO4)2 and Sr3(PO4)2, Solid State Communications 151, pp 276– 279 94 Zhai S, Xue W, Yamazaki D, Shan S, Ito E, Tomioka N, Shimojuku A and Funakoshi K.I (2011), Compressibility of strontium orthophosphate Sr3(PO4)2 at high pressure, Physic and Chemistry of Minerals 38, pp.357–361 95 Zhang M, Wang J, Ding W, Zhang Q and Su Q (2006), A novel white light-emitting diode (w-LED) fabricated with Sr6BP5O20:Eu2+ phosphor, Applied Physics B 86, pp 647–651 96 Zhang X, Zhang J, Huang J, Tang X and Gong M (2010), Synthesis and luminescence of Eu2+ doped alkaline-earth apatites for application in white LED, Journal of Luminescence 130, pp.554–559 111 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Le Tien Ha, Nguyen Duc Trung Kien, Pham Huy Hoang, Duong Thanh Tung and Pham Thanh Huy (2016), Synthesis and optical properties of Eu2+ and Eu3+ doped SrBP phosphors used for white light-emitting devices prepared via co-precipitation method, Journal of Electronic Materials, Volume 45, Issue 7, pp 3356–3360 Lê Tiến Hà, Chu Đức Anh, Trịnh Xuân Anh, Đỗ Quang Trung, Nguyễn Đức Trung Kiên, Phạm Thành Huy (2015), Nghiên cứu chế tạo tính chất quang bột huỳnh quang Y2O3:Eu phát xạ đỏ, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học Công Nghệ Việt Nam, số 52 (3B) 197-202, ISSN 0866-708X Lê Tiến Hà , Nguyễn Tƣ, Trịnh Xuân Anh, Nguyễn Đức Trung Kiên, Nguyễn Thị Kim Liên Phạm Thành Huy (2015), Ảnh hưởng nhiệt độ tỷ lệ pha tạp Eu lên cấu trúc tính chất bột huỳnh quang Sr5Cl(PO4)3/Sr3(PO4)2 tổng hợp phương pháp đồng kết tủa, Tạp chí hóa học, T.52 (5A), , 291-295, ISSN 0866-7144 Le Tien Ha, Nguyen Van Du, Pham Van Thang, Nguyen Duc Trung Kien, and Pham Thanh Huy (2011), Synthesis and optical properties of Sr6P5BO20:Eu2+phosphor powders prepared by co-precipitation method, Proceedings of the sixth Vietnam – Korea International Joint Symposium on Advanced Materials and Their Processing, ISBN 978064-911-113-6, pp 145-147 Danh mục đăng ký sáng chế: Phƣơng pháp chế tạo bột huỳnh quang phát xạ đỏ xanh lam sử dụng chế tạo đèn chiếu sáng chuyên dụng cho thực vật (Đã đƣợc chấp nhận đơn ngày 25/07/2016) Phƣơng pháp chế tạo bột huỳnh quang phát xạ cam, đỏ, đỏ xa xanh lam ứng dụng chế tạo đèn chiếu sáng cho trồng (Đã đƣợc chấp nhận đơn ngày 25/07/2016) ... chế tạo đƣợc bột huỳnh quang phát xạ đồng thời ánh sáng đỏ xanh lam nền, mở hội cho ứng dụng chế tạo loại đèn chiếu sáng chuyên dụng cho nông nghiệp Với lý trên, lựa chọn đề tài ? ?Nghiên cứu chế. .. quang phát màu đỏ (R), xanh da trời (B) xanh (G) mà chúng tơi trình bày đƣợc nghiên cứu chế tạo ứng dụng phổ biến chế tạo đèn huỳnh quang áp suất thấp nhƣ công nghệ chế tạo hình (PDP) Tuy nhiên, với... việc nghiên cứu chế tạo bột huỳnh quang cho phát xạ xanh lam đƣợc quan tâm nghiên cứu cho ứng dụng đèn huỳnh quang điốt phát xạ ánh sáng trắng Bột huỳnh quang Sr5Cl(PO4)3 đƣợc nhiều nhóm nghiên cứu