Quá trình hình thành các loại bẫy trong một số vật liệu phát quang

Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Văn Thanh Sơn ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA VẬT LÝ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: Q TRÌNH HÌNH THÀNH CÁC LOẠI BẪY TRONG MỘT SỐ VẬT LIỆU PHÁT QUANG Chuyên ngành : VẬT LÝ HỌC Sinh viên thực : LÊ VŨ TRƢỜNG SƠN Lớp : 12 CVL Giảng viên hƣớng dẫn : Th.S LÊ VĂN THANH SƠN Đà Nẵng, Tháng năm 2016 SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Trang i Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Văn Thanh Sơn sf LỜI CẢM ƠN Lời xin gởi đến Cha Mẹ Cha Mẹ sinh thành con, khơng quản ngại khó khăn, gian khổ mà nuôi nấng con, an ủi động viên suốt đời Cơng ơn nặng tựa Thái Sơn xin khắc ghi lòng Tiếp đến em xin cảm ơn tất quý Thầy Cô bao năm qua dạy dỗ, truyền đạt cho em kiến thức hữu ích để em bước vào đời Đặc biệt em xin cảm ơn quý Thầy Cô Khoa Vật Lý, người tận tụy dạy bảo suốt bốn năm học Đại học Em xin gởi lời cảm ơn chân tình đến Thầy Lê Văn Thanh Sơn, Thầy giáo hướng dẫn tận tình giúp đỡ em hồn thành tốt khóa luận Cuối muốn cảm ơn tất người bạn lớp 12CVL thành viên Nhóm Hand In Hand người gần gũi, động viên chia sẻ năm tháng Đại học Mặc dù em cố gắng hoàn thành đề tài phạm vi khả cho phép chắn khơng tránh thiếu sót Em kính mong nhận cảm thơng tận tình bảo quý Thầy Cô bạn Xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, tháng 05 năm 2016 SVTH Lê Vũ Trƣờng Sơn SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Trang ii Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Văn Thanh Sơn MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu đề tài Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Xây dựng giả thiết khoa học Cấu trúc đề tài TỔNG QUAN LÝ THUYẾT CHƢƠNG I: HIỆN TƢỢNG NHIỆT PHÁT QUANG 1.1.Lý thuyết sở trình nhiệt phát quang 1.2.Một số trình quang học liên quan 18 CHƢƠNG II: PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐƢỜNG CONG NHIỆT PHÁT QUANG 22 2.1.Mục đích ý nghĩa phương pháp 22 2.2.Các phương pháp phân tích đường cong nhiệt phát quang thực nghiệm 22 PHẦN II: THỰC NGHIỆM 32 Chế tạo mẫu 32 1.1.Các bước chế tạo mẫu 32 1.2.Các mẫu chế tạo 34 1.3.Các phương pháp đo 34 Kết thảo luận 36 2.1 Mẫu vật liệu BaO.Al2O3 36 2.2 Mẫu vật liệu CaO.Al2O3 38 2.3 Mẫu vật liệu SrO.Al2O3 40 2.4 Mẫu vật liệu ZnO.Al2O3 42 KẾT LUẬN 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Trang iii Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Văn Thanh Sơn DANH MỤC HÌNH Tên hình ảnh Trang Đường cong suy giảm tượng lân quang kéo dài Sm3+ pha STT Hình 1.1 tạp yttrium oxysulfide (Sm3+:2%mol) Đường cong suy giảm phát xạ dư 413 nm sau chiếu Hình 1.2 xạ 30 phút bởi:(a) Ánh sáng chưa lọc từ đèn Xe UV (b) Ánh sáng lọc (λ > 320 nm) từ đèn Xe UV Mơ hình vùng lượng ứng với hai mức đơn: (a) trình tạo thành điện tử lỗ trống; (b) trình bắt điện tử lỗ trống; Hình 1.3 (c) giải phóng điện tử cưỡng nhiệt; (d) tái hợp Các hình trịn đặc điện tử , hình trịn rỗng lỗ trống Mức T bẫy điện tử, mức R tâm tái hợp Ef mức Fermi Đặc trưng phương trình TL động học bậc thay đổi : (a) theo Hình 1.4 13 n0; (b) theo E; (c) theo β Tất hình vẽ chuẩn hóa theo đơn vị cường độ ứng với E = 1eV s = 1012s-1, n0 = N = cm-3 β = 1K/s Đặc trưng phương trình TL động học bậc hai thay đổi: (a) Hình 1.5 14 theo n0; (b) theo E; (c) theo β Tất hình vẽ chuẩn hóa theo đơn vị cường độ ứng với E = 1eV s = 1012s-1, n0 = N = cm-3 β = 1K/s So sánh đỉnh TL động học bậc (b=1), bậc hai (2) bậc Hình 1.6 16 tổng quát (b = 1.3, b = 1.6), với E = 1eV, s = 1012s-1, n0 = N = 1cm-3, β = 1K/s Tất hình vẽ chuẩn hóa theo đơn vị cường độ đỉnh bậc Hình 1.7a Biểu diễn phụ thuộc xác suất bẫy theo nhiệt độ 17 Hình 1.7b Biểu diễn phân bố điện tích bẫy 18 Hình 1.7c Biểu diễn phụ thuộc đường cong nhiệt phát quang theo 18 nhiệt độ SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Trang iv Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Văn Thanh Sơn Hình 1.8 Mơ hình q trình PTTL 20 Hình 2.1 Đồ thị cường độ TL theo phương pháp vùng tăng ban đầu 24 Hình 2 Các tham số đỉnh đơn:  =T2- T1;  = Tm - T1; = T2- Tm 24 Hình Cân điện tử cối sứ 33 Hình Tủ sấy 33 Hình Lị nung điện 34 Hình Mẫu sau xử cất vỏ nhựa 34 Hình Máy nhiễu xạ tia X D5000 hãng Simens 36 Hình Hệ đo cường cong tích phân nhiệt phát quang 36 Hình Kết nhiễu xạ tia X mẫu vật liệu BaAl2O4 37 Đường cong nhiệt phát quang mẫu BaAl2O4:1% Eu, 0.5% Dy 38 Hình Hình Hình 10 Hình 11 Hình 12 Hình 13 Hình 14 Hình 15 Sau chiếu xạ tia β, tốc độ gia tốc nhiệt 0C.s-1 Kết nhiễu xạ tia X mẫu vật liệu CaAl2O4 39 Đường cong nhiệt phát quang mẫu CaAl2O4 :1% Eu, 0.5% Dy 40 Sau chiếu xạ tia β, tốc độ gia tốc nhiệt 0C.s-1 Kết nhiễu xạ tia X mẫu vật liệu SrAl2O4 41 Đường cong nhiệt phát quang mẫu SrAl2O4:1% Eu, 0.5% Dy 42 Sau chiếu xạ tia β, tốc độ gia tốc nhiệt 0C.s-1 Kết nhiễu xạ tia X mẫu vật liệu ZnAl2O4 43 Đường cong nhiệt phát quang mẫu ZnAl2O4: 1% Eu, 0.5% Dy 44 Sau chiếu xạ tia β, tốc độ gia tốc nhiệt 0C.s-1 Đường cong TL hai vật liệu ZnAl2O4 SrAl2O4(:1% Eu, 0.5% 45 Dy) Sau chiếu xạ tia β, tốc độ gia tốc nhiệt 0C.s-1 SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Trang v Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Văn Thanh Sơn DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang Bảng Giá trị số Cx bx 25 Bảng Nhóm vật liệu Aluminate pha tạp ion Eu2+ Dy3+ 35 Bảng Giá trị độ sâu bẫy tương ứng với đỉnh TL 38 Bảng Giá trị độ sâu bẫy tương ứng với đỉnh TL 40 Bảng Giá trị độ sâu bẫy tương ứng với đỉnh TL 42 Bảng Giá trị độ sâu bẫy tương ứng với đỉnh TL 45 Bảng Giá trị độ sâu bẫy mẫu 45 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt TL PTTL Từ tiếng anh Thermoluminescence Phototransferred Thermoluminescence SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Nghĩa tiếng việt Nhiệt phát quang Nhiệt phát quang dịch chuyển quang Trang vi Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Văn Thanh Sơn MỞ ĐẦU Khoa học công nghệ nano lĩnh vực đại liên ngành vật lý, hóa học, sinh học Các vật liệu cấu trúc nano có kích thước từ 1nm đến 100nm, có vai trị hàng đầu khoa học công nghệ nano Cho đến nay, giới Việt Nam có nhiều nghiên cứu vật liệu nano nói chung vật liệu nano phát quang nói riêng Ưu điểm trội vật liệu phát quang kích thước nano có độ mịn cao, lại có cường độ phát quang mạnh với độ sắc nét cao Các ion đất ý lĩnh vực khoa học công nghệ cao, đặc biệt lĩnh vực quang học tính phát quang mạnh, vạch hẹp, thời gian sống phát quang dài, bền Đây đặc trưng quan trọng khác biệt với vật liệu phát quang khác chất màu hữu cơ, vật liệu bột phát quang với ion kích hoạt ion kim loại chuyển tiếp, hay vật liệu phát quang bán dẫn Lý chọn đề tài Vật liệu phát quang đã, nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật đời sống như: kỹ thuật quang học, công nghệ chiếu sáng, ống tia Cathode, công nghệ hiển thị tín hiệu diode phát quang,…Bên cạnh đó, vật liệu lân quang vật liệu phát quang kéo dài sau ngưng kích thích nhiệt độ phịng ln quan tâm Năm 1930, Urbach đưa kết luận phụ thuộc nhiệt độ đỉnh TL có liên quan đến độ sâu bẫy electron, chìa khóa để ứng dụng tượng nhiệt phát quang nghiên cứu phân bố độ sâu bẫy Việc nghiên cứu vai trò khuyết tật, tâm, bẫy vật liệu lân quang, tác động công nghệ chế tạo vật liệu ảnh hưởng ion pha tạp đến khuyết tật, nhằm nâng cao hiệu suất phát quang vấn đề cần thiết có ý nghĩa khoa học lớn nghiên cứu ứng dụng Với lý trên, chọn đề tài khóa luận là: “ Q trình hình thành loại bẫy số vật liệu phát quang” Mục tiêu đề tài Tính độ sâu bẫy ion đất Aluminate SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Trang Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Văn Thanh Sơn Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu vấn đề lý luận phát quang, tượng nhiệt phát quang - Nghiên cứu chế tạo vật liệu phát quang - Tiến hành đo nhiệt phát quang tính tốn độ sâu bẫy Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: vật liệu aluminate ion kim loại đất - Phạm vi nghiên cứu: khảo sát tượng nhiệt phát quang tìm hiểu trình hình thành loại bẫy số vật liệu phát quang Phƣơng pháp nghiên cứu - Phương pháp phân tích tổng hợp lý thuyết - Phương pháp thực nghiệm Xây dựng giả thiết khoa học - Hiệu suất phát quang chất phát quang phụ thuộc vào loại bẫy Cấu trúc đề tài Mở đầu Phần I: Tổng quan lý thuyết Chương I: Hiện tượng nhiệt phát quang Chương II: Phương pháp phân tích đường cong nhiệt phát quang Phần II: Thực nghiệm Chế tạo mẫu Kết thảo luận Kết luận Tài liệu tham khảo SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Trang Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Văn Thanh Sơn TỔNG QUAN LÝ THUYẾT CHƢƠNG I: HIỆN TƢỢNG NHIỆT PHÁT QUANG 1.1 Lý thuyết sở trình nhiệt phát quang [3,4] Theo tổng kết Horowitz, số vài nghìn vật liệu tự nhiên phát hiện, có hai phần ba số vật liệu có hiệu ứng nhiệt phát quang (TL – Thermoluminescence ) Có thể nói, tượng thường gặp phổ biến nhiều vật liệu Sự kiện quan sát ghi nhận khoa học tượng TL thực vào năm 1663 Robert Boyle tiến hành kim cương Năm 1895 lần Wiedemann Schmidt ghi nhận TL nhiều vật liệu sau chiếu xạ với tia X nghiên cứu có tính hệ thống vật liệu TL Từ đến TL tượng thu nhiều thành công ứng dụng thực tiễn Đó thành cơng lĩnh vực: nghiên cứu cấu trúc khuyết tật vật liệu, định tuổi đo liều xạ… Nhiệt phát quang dạng phát quang xuất đốt nóng chất điện mơi bán dẫn trƣớc đƣợc chiếu xạ xạ ion hóa Các xạ ion hóa thường dùng chùm ánh sáng tử ngoại, tia X, tia γ … Cường độ TL nói chung yếu, nhiên số trường hợp đặc biệt đủ mạnh để phát mắt thường Sự phụ thuộc cường độ ánh sáng xạ từ tinh thể vật rắn theo nhiệt độ gọi đường cong TL tích phân Thơng thường tốc độ gia nhiệt khơng đổi, đường cong TL thường gặp nhiều tài liệu cho thấy cường độ TL hàm thời gian thay nhiệt độ Hiện tượng TL giải thích dựa sở lý thuyết vùng lượng Sau đây, tơi trình bày tóm tắt lý thuyết sở số mơ hình nhằm phức tạp tượng TL SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Trang Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Văn Thanh Sơn 1.1.1 Bẫy điện tử lỗ trống Người ta biết từ lâu tượng lân quang dài bẫy khử bẫy điện tử hay lỗ trống bẫy Thông thường, bẫy chia thành nhóm, bẫy điện tử bẫy lỗ trống Có nhiều loại bẫy tìm thấy, chẳng hạn bẫy khuyết tật, bẫy liên quan đến khuyết tật,… chất chúng dần hiểu 1.1.1.1 Các tâm bẫy khuyết tật tâm bẫy liên quan đến khuyết tật Một số bẫy tâm khuyết tật vật liệu mạng chủ, chẳng hạn tâm F tâm V+ Các tâm khuyết tật thường tạo có khuyết tật mà khuyết tật gây không bù điện tích Bẫy khuyết tật đơi khơng tâm khuyết tật Vì vậy, số bẫy mà có liên quan tới khuyết tật gọi bẫy liên quan khuyết tật Bẫy khuyết tật bẫy liên quan khuyết tật dễ dàng tạo cách rộng rãi vật liệu có cấu trúc tinh thể phức tạp Bên cạnh bù điện tích, chênh lệch kích thước ion tạo số lượng lớn bẫy cách làm lệch ion mạng 1.1.1.2 Các tâm bẫy đồng pha tạp Một trạng thái ion nửa bền chẳng hạn Tm2+ CaS:Eu2+, Tm3+ Dy4+ SrAl2O4:Eu2+, Dy3+ sử dụng bẫy Khi trạng thái ion nửa bền đóng vai trị bẫy mạng chủ, chúng khác so với trạng thái ion bền với hóa trị mạng chủ Khi ion Tm3+ Dy3+ pha tạp vào mạng chủ, chúng tạo trạng thái ion hóa trị ba liên kết ổn định Điều có nghĩa chúng ba điện tử tạo ba liên kết ion với ion oxi xung quanh Một có điện tử (hoặc lỗ trống) di chuyển đến gần chúng, điện tử (hoặc lỗ trống) rơi vào chúng tạo thành tương tự với ion Tm2+ (hoặc Dy4+) Vì điện tử (hoặc lỗ trống) khơng làm thay đổi vị trí liên kết ion, trạng thái bị khử (hoặc bị oxi hóa) khơng có thật khơng ổn định, phần lớn thời gian, chúng gán cho Tm2+* (hoặc Dy4+*) điều có nghĩa điện tử (hoặc lỗ trống) khơng làm thay đổi ion Tm hóa trị ba thành ion Tm hóa trị hai (hoặc thay đổi ion Dy hóa trị ba thành ion Dy hóa trị 4) SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Trang Khóa luận tốt nghiệp 1.2 Th.S Lê Văn Thanh Sơn Các mẫu chế tạo Bảng Nhóm vật liệu Aluminate pha tạp ion Eu2+ Dy3+ Mẫu Tiền chất ban đầu BaCO3, Al2O3, Eu2O3, Dy2O3, H3BO3, tinh bột CaCO3, Al2O3, Eu2O3, Dy2O3, H3BO3, tinh bột SrCO3, Al2O3, Eu2O3, Dy2O3, H3BO3, tinh bột Tỉ lệ mol % Nồng độ chất Eu2+ 1:1,1 1:1,1 1:1,1 1% 1% 1% Dy3+ 0.5% 0.5% 0.5% Thời gian nghiền tiếng tiếng tiếng Zn(CH3COO)2.2H2O, Al2O3, Eu2O3, Dy2O3, 1:1,1 1% 0.5% tiếng H3BO3, tinh bột 1.3 Điều kiện nung 13000C/5 100/ phút 13000C/5 100/ phút 13000C/5 100/ phút 13000C/5 100/ phút Các phƣơng pháp đo 1.3.1 Nhiễu xạ tia X Phép nhiễu xạ tia X dùng để xác định cấu trúc tinh thể loại vật liệu, thực phép nhiễu xạ để xác định mẫu chế tạo có phải chất mong muốn hay không Giản đồ nhiễu xạ tia X ghi máy D5000 hãng Simens viện khoa học vật liệu Hà Nội Hình Máy nhiễu xạ tia X D5000 hãng Simens SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Trang 34 Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Văn Thanh Sơn 1.3.2 Nhiệt phát quang Mẫu chiếu xạ tia β phút nhiệt độ phòng sau đốt nóng đến 4000C với tốc độ gia nhiệt 20C/s máy Harshaw 3500 Bức xạ phát từ vật liệu q trình đốt nóng xạ nhiệt phát quang nhân quang điện thu biến đổi thành tín hiệu điện, sau đọc máy tính Phép đo thực Viện khoa học Vật liệu – Hà Nội Hình Hệ đo cường cong tích phân nhiệt phát quang SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Trang 35 Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Văn Thanh Sơn Kết thảo luận 2.1 Mẫu vật liệu BaO.Al2O3 Hình Kết nhiễu xạ tia X mẫu vật liệu BaO.Al2O3 Nhận xét: Dựa vào phổ nhiễu xạ ta thấy đỉnh đặc trưng BaO.Al2O3 tương ứng với góc nhiễu xạ sau: khoảng 200, 290, 350, 400 mẫu thu đơn pha SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Trang 36 Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Văn Thanh Sơn Hình Đường cong nhiệt phát quang mẫu BaO.Al2O3:1% Eu, 0.5% Dy Sau chiếu xạ tia β, tốc độ gia tốc nhiệt 0C.s-1 Bảng 3: Giá trị độ sâu bẫy tƣơng ứng với đỉnh TL STT đỉnh Giá trị độ sâu bẫy E (eV) Nhiệt độ đỉnh TL (0C) Phƣơng pháp Ubrach Phƣơng pháp R Chen 192 0.93 1.262 289 1.124 1.476 329 1.204 1.675 Nhận xét: - Đường cong nhiệt phát quang xuất đỉnh, đỉnh vùng nhiệt độ 192 C có cường độ nhiệt phát quang nhỏ đỉnh nhiệt độ 329 0C có cường độ nhiệt phát quang lớn - Độ sâu bẫy lớn lượng cưỡng nhiệt cao ( tương ứng với nhiệt độ cao trục nhiệt độ theo đường cong TL) SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Trang 37 Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Văn Thanh Sơn 2.2 Mẫu vật liệu CaO.Al2O3 Hình Kết nhiễu xạ tia X mẫu vật liệu CaO.Al2O3 Nhận xét: Dựa vào phổ nhiễu xạ ta thấy đỉnh đặc trưng CaO.Al2O3 tương ứng với góc nhiễu xạ sau: khoảng 200, 260, 350 mẫu thu đơn pha SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Trang 38 Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Văn Thanh Sơn Hình 10 Đường cong nhiệt phát quang mẫu CaO.Al2O3 :1% Eu, 0.5% Dy Sau chiếu xạ tia β, tốc độ gia tốc nhiệt 0C.s-1 Bảng 4: Giá trị độ sâu bẫy tƣơng ứng với đỉnh TL STT đỉnh Nhiệt độ đỉnh Giá trị độ sâu bẫy E (eV) TL (0C) Phƣơng pháp Ubrach Phƣơng pháp R Chen 71 0.688 1.351 Nhận xét: - Đường cong nhiệt phát quang xuất đỉnh, đỉnh vùng nhiệt độ 710C Có giá trị độ sâu bẫy 0.688 eV (theo phương pháp Ubrach), 1.351 eV (theo phương pháp R Chen) SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Trang 39 Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Văn Thanh Sơn 2.3 Mẫu vật liệu SrO.Al2O3 Hình 11 Kết nhiễu xạ tia X mẫu vật liệu SrO.Al2O3 Nhận xét: Mẫu thu xuất nhiều pha Mẫu cần phải nghiên cứu thêm SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Trang 40 Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Văn Thanh Sơn Hình 12 Đường cong nhiệt phát quang mẫu SrO.Al2O3:1% Eu, 0.5% Dy Sau chiếu xạ tia β, tốc độ gia tốc nhiệt 0C.s-1 Bảng 5: Giá trị độ sâu bẫy tƣơng ứng với đỉnh TL STT đỉnh Nhiệt độ đỉnh Giá trị độ sâu bẫy E (eV) TL (0C) Phƣơng pháp Ubrach Phƣơng pháp R Chen 71 0.688 1.141 157 0.860 1.587 362 1.270 2.003 Nhận xét: - Đường cong nhiệt phát quang xuất đỉnh, đỉnh vùng nhiệt độ 710C có cường độ nhiệt phát quang lớn đỉnh nhiệt độ 3620C có cường độ nhiệt phát quang nhỏ - Độ sâu bẫy lớn lượng cưỡng nhiệt cao (tương ứng với nhiệt độ cao trục nhiệt độ theo đường cong TL) SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Trang 41 Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Văn Thanh Sơn 2.4 Mẫu vật liệu ZnO.Al2O3 Hình 13 Kết nhiễu xạ tia X mẫu vật liệu ZnO.Al2O3 Nhận xét: Dựa vào phổ nhiễu xạ ta thấy đỉnh đặc trưng ZnO.Al2O3 tương ứng với góc nhiễu xạ sau: khoảng 310, 370, 600, 650 mẫu thu đơn pha SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Trang 42 Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Văn Thanh Sơn Hình 14 Đường cong nhiệt phát quang mẫu ZnO.Al2O3: 1% Eu, 0.5% Dy Sau chiếu xạ tia β, tốc độ gia tốc nhiệt 0C.s-1 Bảng 6: Giá trị độ sâu bẫy tƣơng ứng với đỉnh TL STT đỉnh Giá trị độ sâu bẫy E (eV) Nhiệt độ đỉnh TL (0C) Phƣơng pháp Ubrach Phƣơng pháp R Chen 195 0.936 1.251 268 1.082 1.652 358 1.262 1.987 Nhận xét: - Đường cong nhiệt phát quang xuất đỉnh, đỉnh vùng nhiệt độ 2680C có cường độ nhiệt phát quang lớn đỉnh nhiệt độ 3580C có cường độ nhiệt phát quang nhỏ - Độ sâu bẫy lớn lượng cưỡng nhiệt cao (tương ứng với nhiệt độ cao trục nhiệt độ theo đường cong TL) SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Trang 43 Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Văn Thanh Sơn Bảng : Giá trị độ sâu bẫy mẫu Tên mẫu BaO.Al2O3 CaO.Al2O3 SrO.Al2O3 ZnO.Al2O3 STT đỉnh Nhiệt độ đỉnh TL (0C) Giá trị độ sâu bẫy E (eV) Phƣơng pháp Phƣơng pháp Ubrach R Chen 192 0.93 1.262 289 1.124 1.476 329 1.204 1.675 71 0.688 1.351 71 0.688 1.141 157 0.860 1.587 362 1.270 2.003 195 0.936 1.251 268 1.082 1.652 358 1.262 1.987 Nhận xét: - Với chất khác độ sâu bẫy có giá trị khác SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Trang 44 Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Văn Thanh Sơn 2.5 Đƣờng cong TL hai vật liệu Hình 15: Đường cong TL hai vật liệu ZnO.Al2O3 SrO.Al2O3(:1% Eu, 0.5% Dy) Sau chiếu xạ tia β, tốc độ gia tốc nhiệt 0C.s-1 Nhận xét: - Đối với vật liệu nhiệt phát quang, chất khác đường cong nhiệt phát quang không giống SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Trang 45 Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Văn Thanh Sơn KẾT LUẬN Qua khảo sát tính tốn độ sâu bẫy nhóm vật liệu Aluminate pha tạp ion đất Eu2+, Dy3+ tác giả đưa số kết luận sau: - Đối với vật liệu nhiệt phát quang, chất khác đường cong nhiệt phát quang không giống độ sâu bẫy có giá trị khác - Độ sâu bẫy lớn lượng cưỡng nhiệt cao (tương ứng với nhiệt độ cao trục nhiệt độ theo đường cong TL) - Các bẫy nằm vùng từ 0.8 – eV đỉnh nhiệt phát quang có nhiệt độ nằm vùng từ 900C – 1100C có khả làm tăng hiệu ứng kéo dài thời gian phát quang - Các loại bẫy hình thành vật liệu nghiên cứu có nhiều nguyên nhân (do khuyết tật mạng, ion kích hoạt,…) Để tìm hiểu cụ thể có nhiều phép đo (phép đo phổ nhiệt phát quang, tán xạ Raman,…) SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Trang 46 Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Văn Thanh Sơn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Quang Thành (2006), Luận án tiến sĩ, Viện khoa học vật liệu Hà Nội [2] Vũ Thị Thái Hà (2010), Luận án tiến sĩ, Viện khoa học vật liệu Hà Nội [3] S.W.S McKEEVER , Thermoluminescence of solids , Cambridge University Press (1985) [4] G Blasse, B.C Grabmaier , Luminescent Materials, University Utrecht SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Trang 47 Khóa luận tốt nghiệp Th.S Lê Văn Thanh Sơn ĐÁNH GIÁ VÀ NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Đà Nẵng, ngày tháng năm 2016 Giảng viên phản biện SVTH: Lê Vũ Trƣờng Sơn Trang 48 ... lĩnh vực quang học tính phát quang mạnh, vạch hẹp, thời gian sống phát quang dài, bền Đây đặc trưng quan trọng khác biệt với vật liệu phát quang khác chất màu hữu cơ, vật liệu bột phát quang với... TƢỢNG NHIỆT PHÁT QUANG 1.1 Lý thuyết sở trình nhiệt phát quang [3,4] Theo tổng kết Horowitz, số vài nghìn vật liệu tự nhiên phát hiện, có hai phần ba số vật liệu có hiệu ứng nhiệt phát quang (TL... nghiên cứu vật liệu nano nói chung vật liệu nano phát quang nói riêng Ưu điểm trội vật liệu phát quang kích thước nano có độ mịn cao, lại có cường độ phát quang mạnh với độ sắc nét cao Các ion đất