Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết trình bày một số kết quả bước đầu về chế tạo, nghiên cứu cấu trúc, vi cấu trúc và tính chất quang của vật liệu gốm đa thành phần (1- x)K0,5Na0,5NbO3 _ xSr(Zn1/3Nb2/3)O3.
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 16, Số (2020) CẤU TRÚC, VI CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA HỆ GỐM KNN-SZN Phan Đình Giớ*, Bùi Thị Bích Hợp Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế *Email: pdg_55@yahoo.com Ngày nhận bài: 5/8/2019; ngày hoàn thành phản biện: 8/8/2019; ngày duyệt đăng: 14/7/2020 TÓM TẮT Hệ gốm (1-x)K0,5Na0,5NbO3-xSr(Zn1/3Nb2/3)O3 (viết tắt KNN_ xSZN) với x = 0,0, 0,02, 0,04, 0,06, 0,08, 0,10, chế tạo theo công nghệ gốm truyền thống Ảnh hưởng nồng độ SZN đến cấu trúc, vi cấu trúc tính chất quang hệ gốm nghiên cứu chi tiết Kết thực nghiệm cho thấy gia tăng nồng độ SZN, cấu trúc hệ gốm biến đổi từ đối xứng trực thoi sang cấu trúc giả lập phương, mật độ gốm gia tăng đạt giá trị cao (4,37 g/cm3) nồng độ x = 0,06 mol, bên cạnh đó, kích thước hạt gốm giảm, vi cấu trúc đồng hơn, hạt xếp chặt, lỗ xốp, đặc biệt nồng độ x = 0,06 mol.Tương ứng với vi cấu trúc dày đặc với hạt nhỏ mịn, độ truyền qua quang học mẫu gốm có nồng độ x = 0,06 mol đạt cao (T = 24,3%) ứng với ánh sáng có bước sóng 680 nm có độ rộng vùng lượng cấm lớn (Eg = 2,98 eV) Từ khóa: Cấu trúc,vi cấu trúc, tính chất quang, KNN_ SZN MỞ ĐẦU Gốm áp điện vật liệu tiên tiến có vai trị quan trọng khoa học kỹ thuật thực tiễn Hầu hết chúng ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực kỹ thuật khác tùy thuộc vào hiệu ứng tồn vật liệu hiệu ứng áp điện, sắt điện, hỏa điện v.v Hơn nửa kỉ qua, hệ gốm áp điện chế tạo ứng dụng chủ yếu hệ gốm sở (Pb,Zr)TiO3 (PZT) [1] Chúng có chứa lượng lớn chì (trên 60% khối lượng), tính độc chì bay cao q trình chế tạo làm ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến sức khỏe người Để bảo vệ môi trường, nhiều quốc gia đưa yêu cầu tất sản phẩm điện tử phải khơng chứa chì [2] Vì cần phát triển gốm áp điện khơng chứa chì với tính chất sắt điện, áp điện hồn hảo để thay gốm sở chì nhiều thiết bị 45 Cấu trúc, vi cấu trúc tính chất quang hệ gốm KNN-SZN khác Do vấn đề cấp thiết mang tính thời giới nghiên cứu tìm kiếm hệ gốm áp điện khơng chứa chì để thay hệ gốm sở PZT Đã có nhiều cơng trình cơng bố, nhiều hệ gốm áp điện khơng chì phát thay PZT phạm vi ứng dụng như: Bari Titanat BaTiO3 (BT) [3], Bismut Natri Titanat (Bi0,5Na0,5)TiO3 (BNT) [4] Kali Natri Niobat (K,Na)NbO3 (KNN) [5, 6] Trong đó, hệ gốm áp điện sở (K,Na)NbO3 (KNN) đem lại số đặc tính áp điện tương đối tốt, đặc biệt lân cận biên pha hình thái học có triển vọng ứng dụng Đồng thời với số biến tính hóa học, hệ gốm cho kết tốt tính chất điện môi, sắt điện áp điện [7, 8] Hiện có nhiều cơng trình nghiên cứu vật liệu tập trung nghiên cứu tính chất điện, cịn tính chất quang vật liệu đề cập Các loại gốm sắt điện khơng chì suốt loại vật liệu chức thân thiện với môi trường Với nhiều ưu điểm vượt trội tính chất quang, chúng có khả vật liệu cho cơng nghệ thơng tin, máy tính điện tử, quốc phòng, ứng dụng quân tương lai *9, 10+ Ngoài ra, hầu hết gốm sắt điện suốt có khả lưu trữ lượng cao độ truyền qua cao Tuy nhiên nước chưa có cơng trình nghiên cứu chi tiết liên quan đến tính chất quang vật liệu gốm sắt điện nói chung hệ gốm sắt điện KNN nói riêng Trong báo chúng tơi trình bày số kết qủa bước đầu chế tạo, nghiên cứu cấu trúc, vi cấu trúc tính chất quang vật liệu gốm đa thành phần (1x)K0,5Na0,5NbO3_ xSr(Zn1/3Nb2/3)O3 THỰC NGHIỆM Các mẫu gốm chế tạo có cơng thức hố học (1-x)K0,5Na0,5NbO3_ xSr(Zn1/3Nb2/3)O3 (viết tắt KNN_ xSZN) với x = 0,0, 0,02, 0,04, 0,06, 0,08, 0,10, tổng hợp từ oxit muối cacbonat K2CO3(99%), Na2CO3 (99%), Nb2O5 (99%), ZnO (99%), SrCO3 (99%) Các thành phần phối liệu ban đầu sấy 150°C Sau đó, chúng cân theo tỷ lệ mong muốn, khuấy từ môi trường ethanol 10 Tiếp theo, nghiền ép áp lực 300 kg/cm2 thành viên có đường kính d = 25 mm, tiến hành nung sơ nhiệt độ 850°C Công đoạn thực hai lần nhằm tạo hợp thức đồng Sau lại tiếp tục nghiền máy nghiền bi 16 Sử dụng máy ép đơn trục, ép hỗn hợp bột thành dạng đĩa có đường kính 12 mm với áp lực 1,5 T/cm2 Các viên ép đem nung thiêu kết với nhiệt độ 1140oC Các mẫu xử lý bề mặt, phủ điện cực tiến hành khảo sát tính chất gốm Các mẫu sử dụng để đo tính chất 46 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 16, Số (2020) quang mài bóng đến độ dày cỡ 0,5 mm, cịn mẫu phủ điện cực sử dụng để đo tính chất điện Mật độ mẫu gốm đo theo phương pháp Archimedes, cấu trúc hệ gốm phân tích máy nhiễu xạ tia X D8 ADVANCE vi cấu trúc hệ gốm chụp kính hiển vi điện tử quét HITACHI S_ 4800 Viện Vật lý Hà Nội Để đo phổ truyền qua hệ gốm, sử dụng phổ kế Genesys 10S UV_ Vis khoa Vật lý, trường Đại học Khoa học, Đại học Huế KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết khảo sát mật độ gốm KNN_ xSZN Trên hình 3.1 kết ác định mật độ gốm mẫu KNN_ xSZN với nồng độ x thay đổi từ đến 0,1 mol (200) (211) (222) (123) (402) (210) 4.20 x = 0.1 C-êng ®é (a.u) MËt ®é gèm D (g/cm ) (110) (100) 4.35 4.05 x = 0.08 x = 0.06 x = 0.04 3.90 x = 0.02 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 x = 0.00 Nång ®é x (mol) 20 30 40 50 60 70 80 90 Gãc 2 (®é) Hình 3.1 Sự phụ thuộc mật độ gốm Hình 3.2 Giản đồ nhiễu tia X hệ gốm KNN_ KNN_ xSZN vào nồng độ SZN xSZN với nồng độ: x = 0,00, 0,02, 0,04, 0,06, 0,08, 0,1 Kết qủa cho thấy tương ứng với nồng độ SZN tăng, mật độ gốm hệ KNN_ xSZN gia tăng mạnh đạt giá trị cực đại (4,37 g/cm3) nồng độ x = 0,06 mol, sau giảm Kết giải thích dựa vào ảnh vi cấu trúc hệ gốm (hình 3.3) 3.2 Cấu trúc hệ gốm Hình 3.2 là giản đồ nhiễu tia X với góc đo 2 nằm khoảng từ 20 đến 80 mẫu KNN_ xSZN pha tạp SZN với nồng độ khác nhau: x = 0,00, 0,02, 0,04, 0,06, 0,08, 0,1 Từ giản đồ cho thấy tất mẫu gốm KNN_ xSZN pha tạp SZN thiêu kết 1140oC có pha perovskite, khơng có pha lạ thứ hai Kết chứng tỏ SZN khuếch tán hoàn toàn vào mạng chủ KNN để tạo nên dung dịch rắn KNN_ xSZN đồng Từ đỉnh đặc trưng lân cận 45,5o, thấy cấu trúc tinh thể gốm KNN_ xSZN thay đổi từ đối xứng trực thoi (x 0.06) sang đối xứng giả lập phương (pseudo-cubic) (x 0.06) có bổ sung thành phần SZN Điều o 47 Cấu trúc, vi cấu trúc tính chất quang hệ gốm KNN-SZN quy cho việc thay Nb5+ (0,64 Å) tâm bát diện ô-xy Zn2+ (0,74 Å), làm mở rộng khối bát diện ô-xy thay K+ (1,64 Å) Na+ (1,39 Å) Sr2+ (1.18 Å) [12] Các kết tương tự biến đổi pha cấu trúc đươc cơng bố gốm KNN biến tính Sr(Al0.5Nb0.5)O3 nhóm tác giả Xumei Zhao [13] Theo nghiên cứu nhóm tác giả Qizhen Chai [14], thành phần gốm có pha đối xứng giả lập phương có tính dị hướng quang thấp nhất, dẫn đến giảm tán xạ ánh sáng tăng độ truyền quang học 3.3 Vi cấu trúc hệ gốm Hình 3.3 ảnh vi cấu trúc mẫu gốm KNN_ xSZN với nồng độ khác chụp kính hiển vi điện tử quét (SEM) Hitachi S_ 4800 Viện Vật lý Hà Nội Để đánh giá cỡ hạt, chúng tơi sử dụng phương pháp cắt tuyến tính (chương trình Lince) để tính kích thước hạt trung bình vật liệu gốm x = 0.0 x = 0.02 x = 0.04 x = 0.06 x = 0.08 x = 0.1 Hình 3.3 Ảnh hiển vi điện tử quét hệ gốm K0,5Na0,5NbO3_ xSr(Zn1/3Nb2/3)O3 với x = 0, 0,02, 0,04, 0,06, 0,08, 0,1 48 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 16, Số (2020) Từ kết qủa hình 3.3 cho thấy tạp SZN ảnh hưởng đến vi cấu trúc vật liệu gốm KNN_ xSZN Với gốm KNN_ xSZN không pha tạp chất (x = 0), vi cấu trúc gốm có nhiều lỗ xốp lớn, kích thước trung bình hạt lớn, cỡ m Tuy nhiên pha SZN vào gốm KNN với nồng độ từ 0,02 đến 0,04 mol, kích thước trung bình hạt ngày giảm ( m 0.8 m, tương ứng), vi cấu trúc gốm gồm hạt tương đối đồng có dạng vng, nhiều lỗ xốp lớn Tiếp tục gia tăng nồng độ SZN đến 0,06 mol, vi cấu trúc gốm đồng hơn, số lỗ xốp giảm số lượng kích thước, cỡ hạt trung bình gốm tiếp tục giảm ( 0,4 m) Tiếp tục gia tăng nồng độ SZN 0.08 mol, kích thước hạt trung bình gốm lại gia tăng ( m), số lỗ xốp xuất nhiều Kết qủa phù hợp với thay đổi mật độ gốm theo nồng độ SZN đạt giá trị cao (4,37 g/cm3) x = 0,06 mol thảo luận phần Kết qủa vi cấu trúc hệ gốm KNN_ xSZN phù hợp với công trình nhóm tác giả Xiaoshuai Zhang [15] 3.4 Độ truyền qua quang học độ rộng vùng lượng cấm hệ gốm Hình 3.4 phổ truyền qua quang học (T%) hệ gốm KNN_ xSZN đo phạm vi bước sóng 400_ 900 nm Từ kết qủa phổ truyền qua, độ truyền qua quang học hệ gốm KNN_ xSZN với ánh sáng có bước sóng 680 nm biểu diễn hình 3.5 Như thấy, với x tăng từ 0,0 đến 0,10 mol, độ truyền qua tăng đạt cực đại 24,3% nồng độ x = 0,06 mol, sau giảm Độ truyền qua lớn mẫu x = 0,06 mol liên quan đến biến đổi cấu trúc pha kích thước hạt nhỏ thảo luận Tuy nhiên, so với số cơng trình khác nghiên cứu gốm suốt sở KNN [13] [14] [16], độ truyền qua quang học đạt cịn thấp, ngun nhân gốm số lượng lỗ xốp nhiều dẫn đến tán xạ ánh sáng xảy lỗ xốp [17], ngồi cơng đoạn mài mẫu chưa tốt, khả nhiều vết ước bề mặt mẫu làm ảnh hưởng lớn đến độ truyền qua ánh sáng 30 35 BỊ dµy mÉu: 0,5mm 25 x = 0.04 20 §é trun qua §o t¹i b-íc sãng 680nm x = 0.08 15 10 15 x = 0.02 10 x = 0.1 x = 0.0 -5 0.00 400 500 600 700 800 900 24,3% 20 x = 0.06 25 T% T (%) 30 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 Nång ®é (mol) 1000 B-íc sãng (nm) Hình 3.4 Phổ truyền qua Hình 3.5 Độ truyền qua hệ gốm KNN– hệ gốm KNN xSZN xSZN ứng với ánh sáng có bước sóng 680 nm _ 49 Cấu trúc, vi cấu trúc tính chất quang hệ gốm KNN-SZN Độ rộng vùng lượng cấm (Eg) quan trọng nghiên cứu đặc trưng quang học, tính từ phổ hấp thụ theo phương trình Wood Tauc [18+ Đối với dịch chuyển trực tiếp, mối quan hệ Eg, (tần số photon), h (4.135710-15 eV, số Planck), A (hằng số) cho phương trình *17]: (αh)2 = A(h-Eg) (3.1) hệ số hấp thụ Độ rộng vùng lượng cấm Eg tính cách vẽ đồ thị (h)2 theo h ngoại suy phần tuyến tính đường cong khơng, hình 3.6 6 -2 2 2 ( h ) (x10 eV cm ) -2 ( h ) (x10 eV cm ) x = 0.04 x = 0.02 x = 0.0 -2 ( h ) (x10 eV cm ) 1 Eg = 2.68eV Eg = 2.78eV 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 1.5 2.0 h (eV) 2.5 3.0 Eg = 2.92eV 1.5 3.5 2.0 2.5 3.0 3.5 h (eV) h (eV) 6 1.2 x = 0.06 -2 ( h ) (x10 eV cm ) 2 0.4 0.6 2 7 0.8 x = 0.1 x = 0.08 -2 ( h ) (x10 eV cm ) 1.0 -2 ( h ) (x10 eV cm ) 2 1 0.2 Eg = 2.98eV 0.0 1.5 2.0 2.5 h (eV) 3.0 3.5 Eg = 2.82eV 1.5 2.0 2.5 h (eV) 3.0 3.5 Eg = 2.72eV 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 h (eV) Hình 3.6 Đồ thị (h)2 theo h giá trị độ rộng vùng lượng cấm Eg hệ gốm KNN_ xSZN Từ kết qủa ác định độ rộng vùng lượng cấm Eg gốm KNN_ xSZN hình 3.6, phụ thuộc độ rộng vùng lượng cấm Eg vào nồng độ x thành phần SZN biểu diễn hình 3.7 50 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 16, Số (2020) 3.0 E g (eV) 2.9 2.8 2.7 2.6 2.5 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 Nång ®é x (mol) Hình 3.7 Sự phụ thuộc độ rộng vùng lượng cấm Eg vào nồng độ x của hệ gốm KNN_ xSZN Như thấy, nồng độ x tăng từ đến 0,1 mol, độ rộng vùng lượng cấm Eg gia tăng từ 2,68 eV (tại x = 0) đến giá trị lớn 2,98 eV (x = 0.06), sau giảm, chứng tỏ tạp SZN ảnh hưởng đến độ rộng vùng lượng cấm hệ gốm Rõ ràng cường độ vùng lượng quang học Eg gắn liền với độ truyền qua quang học Thông thường hệ vật liệu giống nhau, giá trị Eg lớn hơn, độ suốt lớn Kết qủa phù hợp với độ truyền qua mẫu gốm có nồng độ x = 0.06 mol đạt giá trị lớn Lý giải thích electron kích thích từ vùng hóa trị tới vùng dẫn ánh sáng có đủ lượng Trong trình này, phần ánh sáng sử dụng để dịch chuyển điện tử, phần cịn lại truyền tải, tiêu tán v.v Giá trị Eg lớn làm gia tăng khó khăn điện tử nhảy vào vùng dẫn Nếu nguồn ánh sáng khơng đủ để kích thích q trình dịch chuyển điện tử, lượng lượng lớn sử dụng để truyền dẫn, dẫn đến độ suốt cao hơn, tổn hao ánh sáng tương đối nhỏ [16] KẾT LUẬN Các kết nghiên cứu đạt sau: - Đã chế tạo thành công hệ gốm (1-x)K0,5Na0,5NbO3_ xSr(Zn1/3Nb2/3)O3, với x = 0, 0,02, 0,04, 0,06, 0,08, 0,10, phương pháp truyền thống, thiêu kết nhiệt độ 1140oC Kết nghiên cứu cho thấy mật độ gốm tăng nồng độ SZN tăng đạt giá trị cao (4,37 g/cm3) nồng độ x = 0,06 mol - Kết phân tích cấu trúc cho thấy nồng độ x SZN ảnh hưởng mạnh đến cấu trúc hệ gốm Tất mẫu có cấu trúc perovskit, có biến đổi pha cấu trúc nồng độ x thay đổi Tại nồng độ x 0,04 mol, gốm có cấu trúc đối xứng trực thoi, gia tăng nồng độ x 0,06 mol, gốm lại tồn pha gỉa lập phương 51 Cấu trúc, vi cấu trúc tính chất quang hệ gốm KNN-SZN - Kết phân tích ảnh SEM cho thấy nồng độ x ảnh hưởng mạnh đến vi cấu trúc hệ gốm Khi nồng độ tăng kích thước hạt giảm, vi cấu trúc đồng đều, hạt xếp chặt với biên hạt rõ ràng, đặc biệt nồng độ x = 0,06 mol Tuy nhiên với nồng độ x 0.08 mol, khích thước hạt trung bình gốm lại gia tăng ( m), số lỗ xốp xuất nhiều - Đã ác định ảnh hưởng nồng độ x đến độ truyền qua quang học hệ gốm KNN_ xSZN Mẫu gốm ứng với nồng độ x = 0,06 mol có độ truyền qua quang học cao (T = 24,3%) tương ứng với ánh sáng có bước sóng 680 nm có độ rộng vùng lượng cấm cao (Eg = 2,98 eV) TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bingyue Qu, Hongliang Du, Zetian Yang (2016), Lead Free Relaxor Ferroelectric Ceramics with High Optical Transparency and Energy Storage Ability, Journal of Materials Chemistry C, (9), 1795_ 1803 [2] Jaffe B., Cook W R., Jaffe H (1971), Piezoelectric Ceramics, Academic Pres London [3] Moulson A J and Herbert J M (2003), Electroceramics: Materials, Properties and Applications John Wiley & Sons Ltd, New York [4] Damjanovic Dragan, et al (2010), What Can Be Expected From Lead – Free Piezoelectric Materials? Functional Materials Letters, Vol.3, No.1, pp 5-13 [5] Ro”del Ju”rgen, et al (2009) Perpective on the Development of Lead free Piezoceramics J Am Ceram Soc 92, pp 1153_ 1177 [6] Ro”del Ju”rgen, et al (2008) Perspective on a Roadmap for Ceramics: 2010–2025 J Eur Ceram Soc 92, pp 23 _ 33 [7] Yasuyoshi Saito, Hisaaki Takao, Toshihiko Tani, Tatsuhiko Nonoyama, Kazumasa Takatori,Takahiko Homma, Toshiatsu Nagaya & Masaya Nakamura (2004), Lead-free piezoceramics, Nature 432, 84_ 87 [8] Qizhen Chai, Dong Yang, Xumei Zhao, Xiaolian Chao, Zupei Yang (2018), Lead-free (K,Na)NbO3-based Ceramics with High Optical Transparency and Large Energy Storage Ability, Journal of the American Ceramic Society, Volume 101, Issue 6, pp 2321_ 2329 [9] Qizhen Chai, Xumei Zhao, Xiaolian Chao and Zupei Yang (2017), Enhanced transmittance and piezoelectricity of transparent K0.5Na0.5NbO3 ceramics with Ca(Zn 1/3Nb2/3)O3 additives, RSC Adv., 7, 28428 [10] Zhenyu Yang, Xiaoshuai Zhang, Dong Yang, Bian Yang, Xiaolian Chao, Lingling Wei, and Zupei Yang (2016), Excellent Transmittance Induced Phase Transition and Grain Size Modulation in Lead-Free (1–x)(K0.5Na0.5)NbO3–xLaBiO3, Ceramics, J Am Ceram Soc., 99 [6] 2055–2062 [11] Xiaoshuai Zhang, Dong Yang, Zhenyu Yang, Xumei Zhao, Qizhen Chai, Xiaolian Chao, Lingling Wei, Zupei Yang (2016), Transparency of K 0.5N0.5NbO3_ Sr(Mg1/3Nb2/3)O3 lead-free 52 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 16, Số (2020) ceramics modulated by relaxor behavior and grain size, Ceramics International, http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.07.069 [12] Dong Yang, Chao Ma, Zupei Yang, Lingling Wei, Xiaolian Chao, Zhenyu Yang, Jinglun Yang (2015), Optical and electrical properties of pressureless sintered transparent (K0.37Na0.63)NbO3-based ceramics, Ceramics International, http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2015.11.032 [13] Xumei Zhao, Qizhen Chai, Bi Chen, Xiaolian Chao, Zupei Yang (2018), Improved transmittance and ferroelectric properties realized in KNN ceramics via SAN modification, Journal of the American Ceramic Society, vol 101, Issue 11, 5127_ 5137, doi:10.1111/jace.15725 [14] Qizhen Chai, Dong Yang, Xumei Zhao, Xiaolian Chao, Zupei Yang (2018), Lead-free (K,Na)NbO3-based Ceramics with High Optical Transparency and Large Energy Storage Ability, Journal of the American Ceramic Society, Volume 101, Issue 6, pp 2321_ 2329 [15] Xiaoshuai Zhang, Dong Yang, Zhenyu Yang, Xumei Zhao, Qizhen Chai, Xiaolian Chao, Lingling Wei, Zupei Yang (2016), Transparency of K0.5N0.5NbO3_ Sr(Mg1/3Nb2/3)O3 leadfree ceramics modulated by relaxor behavior and grain size, Ceramics International, http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.07.069 [16] Qizhen Chai, Xumei Zhao, Xiaolian Chao and Zupei Yang (2017), Enhanced transmittance and piezoelectricity of transparent K0.5Na0.5NbO3 ceramics with Ca(Zn1/3Nb2/3)O3 additives, RSC Adv., 7, 28428 [17] Qizhen Chai, Dong Yang, Xumei Zhao, Xiaolian Chao, Zupei Yang (2018), Lead-free (K,Na)NbO3-based Ceramics with High Optical Transparency and Large Energy Storage Ability, Journal of the American Ceramic Society, Volume 101, Issue 6, pp 2321_ 2329 [18] J Tauc and D L Wood (1972), Weak Absorption Tails in Amorphous Semiconductors, PHYSICA L REVIEW B, VOL 5, N 8, pp 3144_ 3151 53 Cấu trúc, vi cấu trúc tính chất quang hệ gốm KNN-SZN STRUCTURE, MICROSRUCTURE AND OPICAL PROPERTIES OF KNN-SZN CERAMICS Phan Dinh Gio*, Bui Thi Bich Hop Faculty of Physics, University of Sciences, Hue University *Email: pdg_55@yahoo.com ABTRACT (1-x)K0.5Na0.5NbO3-xSr(Zn1/3Nb2/3)O3 ceramic system (abbreviated KNN_ xSZN) with x = 0.0, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.10, has been fabricated by the conventional solid-state reaction method The effect of Sr(Zn1/3Nb2/3)O3 content on the structure, microstructure and optical properties was studied in detail The experimental results showed that the crystal structure of ceramics gradually transformed from orthorhombic phase into pseudo-cubic phase with doping of Sr(Zn1/3Nb2/3)O3 With the increase of the SZN concentration, the ceramic density increased and reached the highest value (4.37 g/cm3) at x = 0.06 mol; besides, the grain size of the ceramics decreased, the microstructure is more uniform, the particles are packed with clear grain boundaries, less pores, especially at x = 0.06 mol With the dense microstructure and small particles, the optical transmission of the ceramics is strong, the ceramic sample with x = 0.06 mol exhibits stably high transmittance above 24% at the wavelength of 680 nm and has the largest optical band gap energy (Eg = 2.98 eV) Keywords: KNN –SZN, optical properties, microstructure, structure Phan Đình Giớ sinh ngày 2/4/1955 Thừa Thiên Huế Ông tốt nghiệp cử nhân ngành Vật lý năm 1977 thạc sĩ chuyên ngành Vật lý chất rắn trường Đại học Tổng hơp Huế năm 1995 Ông nhận học vị tiến sĩ năm 2007 trường Đại học Khoa học, Đại học Huế phong học hàm phó giáo sư năm 2012 Từ năm 1978 đến nay, ông công tác Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế Lĩnh vực nghiên cứu: Vật liệu gốm điện tử Bùi Thị Bích Hợp sinh ngày 13 /11 /1979 Quảng Ngãi Năm 2002 bà tốt nghiệp cử nhân ngành Vật lý Trường Đại học Sư phạm, ĐH Huế Năm 2019, bà tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành Quang học trường Đại học Khoa học, Đại học Huế Hiện nay, bà giảng dạy trường THPT Trần Quốc Tuấn, Quảng Ngãi Lĩnh vực nghiên cứu: Vật liệu gốm điện tử 54 ... x 0,06 mol, gốm lại tồn pha gỉa lập phương 51 Cấu trúc, vi cấu trúc tính chất quang hệ gốm KNN-SZN - Kết phân tích ảnh SEM cho thấy nồng độ x ảnh hưởng mạnh đến vi cấu trúc hệ gốm Khi nồng độ... qua hệ gốm KNN– hệ gốm KNN xSZN xSZN ứng với ánh sáng có bước sóng 680 nm _ 49 Cấu trúc, vi cấu trúc tính chất quang hệ gốm KNN-SZN Độ rộng vùng lượng cấm (Eg) quan trọng nghiên cứu đặc trưng quang. . .Cấu trúc, vi cấu trúc tính chất quang hệ gốm KNN-SZN khác Do vấn đề cấp thiết mang tính thời giới nghiên cứu tìm kiếm hệ gốm áp điện khơng chứa chì để thay hệ gốm sở PZT Đã có