Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian ủ lên phố phát quang của nhóm vật liệu mo sio2 b2o3 pha tạp mn

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÝ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đề tài: KHẢO SÁT SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN Ủ LÊN PHỔ PHÁT QUANG CỦA NHÓM VẬT LIỆU MO.SiO2.B2O3 PHA TẠP Mn Người thực Lớp Khóa Ngành Người hướng dẫn : ĐỖ THỊ PHÚC : 11SVL : 2011- 2015 : SƯ PHẠM VẬT LÝ : ThS LÊ VĂN THANH SƠN Đà Nẵng, 04/2015 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận này, xin gửi lời cảm ơn Khoa Vật lý, trường Đại học Sư Phạm – Đại học Đà Nẵng tạo điều kiện cho tơi thực đề tài khóa luận tốt nghiệp Tôi xin cảm ơn quý thầy khoa tận tình giảng dạy, trang bị cho kiến thức vô quý báu suốt thời gian học tập rèn luyện trường Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Lê Văn Thanh Sơn tận tình hướng dẫn, bảo giúp đỡ suốt thời gian thực đề tài khóa luận tốt nghiệp Tơi xin cảm ơn tới bạn nhóm nghiên cứu khóa 2011 giúp tơi nhiều việc hồn thành khóa luận Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân bạn bè ủng hộ, giúp đỡ động viên suốt thời gian học tập thời gian hồn thành khóa luận tốt nghiệp Mặc dù tơi cố gắng hồn thành khóa luận phạm vi khả cho phép chắn không tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận thơng cảm tận tình bảo q thầy bạn Tôi xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, tháng 05 năm 2015 Sinh viên thực Đỗ Thị Phúc MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích, đối tượng, nội dung, nhiệm vụ phương pháp nghiên cứu 2.1 Mục đích nghiên cứu đề tài 2.2 Đối tượng nghiên cứu 2.3 Nội dung nghiên cứu 2.4 Nhiệm vụ nghiên cứu 2.5 Phương pháp nghiên cứu 2.6 Cấu trúc đề tài CHƯƠNG I: HIỆN TƯỢNG PHÁT QUANG 1.1.Vật liệu phát quang 1.2 Định nghĩa tượng phát quang 1.3 Phân loại dạng phát quang 1.3.1 Phân loại theo tính chất động học xảy chất phát quang 1.3.2 Phân loại theo thời gian phát quang kéo dài sau ngừng kích thích 1.3.3 Phân loại theo phương pháp kích thích 1.3.4 Sự khác phổ phát quang tâm bất liên tục phát quang tái hợp 1.3.4.1 Phổ hấp thụ phổ xạ 1.3.4.2 Thời gian kéo dài trạng thái kích thích 1.3.4.3 Định luật tắt dần phát quang 1.3.4.4 Ảnh hưởng nhiệt độ 11 1.3.4.5 Tính chất điện chất phát quang 12 1.4 Những tính chất quang học chất phát quang 12 1.4.1 Phổ hấp thụ phổ phát quang 12 1.4.2 Hiệu suất phát quang 13 1.4.3 Sự tắt dần ánh sáng phát quang 13 1.5 Những định luật phát quang 14 1.5.1 Định luật khơng phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng kích thích 14 1.5.2 Định luật Stock-Lomen 14 1.5.3 Định luật đối xứng gương phổ hấp thụ phổ phát quang 15 CHƯƠNG II: MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU PHÁT QUANG 16 2.1 Đèn huỳnh quang 16 2.2 Đèn LED ( Light Emitting Diod) 17 2.3 Ống tia Cathode 18 2.4 Tấm tăng quang chụp phim X - quang 19 CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ HỢP CHẤT, ION KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP 21 3.1 Một số hợp chất Canxi (Ca) 21 3.1.1 Canxi cacbonat (CaCO3) 21 3.1.2 Canxi Oxit (CaO) 21 3.2 Một số hợp chất Bari (Ba) 21 3.2.1 Bari cacbonat (BaCO3) 21 3.2.2 Bari oxit (BaO) 21 3.3 Một số hợp chất Stronti (Sr) 22 3.3.1 Stronti cacbonat (SrCO3) 22 3.3.2 Stronti oxit (SrO) 22 3.4 Một số hợp chất Bo (Bo) 22 3.4.1 Axít Boric (H3BO3) 22 3.4.2 Bo oxit (B2O3) 22 3.5 Sơ lược kim loại chuyển tiếp 22 3.5.1 Lý thuyết mangan (Mn) 23 3.5.2 Lý thuyết ion Mn2+ 23 PHẦN B: THỰC NGHIỆM 25 1.Chế tạo mẫu 25 1.1.Các bước chế tạo 25 1.2.Các vật liệu chế tạo 25 2.Kết 26 2.1.Phổ phát quang vật liệu chưa tiến hành ủ 26 2.2 Kết phổ phát quang thời gian ủ 27 2.2.1 Kết 12 27 2.2.2 Kết 24 28 2.2.3 Kết 36 29 2.2.4 Kết 48 30 2.2.5 Kết 60 31 2.3 Kết phổ phát quang thay đổi thời gian ủ 32 2.3.1 Vật liệu 1_BaO.SiO2.B2O3:Mn2+ 32 2.3.2 Vật liệu 2_CaO.SiO2.B2O3:Mn2+ 34 2.3.3 Vật liệu 3_SrO.SiO2.B2O3:Mn2+ 36 PHẦN C: KẾT LUẬN 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 DANH MỤC HÌNH Hình Q trình phát quang tâm bất liên tục A; X kích thích; M xạ H dao động nhiệt Hình Quá trình phát quang tâm tái hợp A; X kích thích tâm S; truyền lượng T M xạ tâm A Hình Cơ chế phát quang cưỡng Hình Phát xạ cưỡng Hình Cấu tạo đèn huỳnh quang 16 Hình Cấu tạo đèn LED 17 Hình Tivi hình LED 18 Hình Màn hình CRT (Cathode Ray Tube) chiếu sáng 19 Hình 10 Quá trình chụp phim X quang 20 Hình 11 Giản đồ Tanabe – Sugano cho cấu hình d5 24 Hình 12 Phổ phát quang vật liệu chưa tiến hành ủ 26 Hình 13 Phổ phát quang vật liệu tiến hành ủ 12 27 Hình 14 Phổ phát quang vật liệu tiến hành ủ 24 28 Hình 15 Phổ phát quang vật liệu tiến hành ủ 36 29 Hình 16 Phổ phát quang vật liệu tiến hành ủ 48 giờ………… …….30 Hình 17 Phổ phát quang vật liệu tiến hành ủ 60 ………………31 Hình 18 Phổ phát quang vật liệu 1_BaO.SiO2.B2O3:Mn2+ thay đổi thời gian ủ 32 Hình 19 Đường biễu diễn phụ thuộc cường độ phát quang vật liệu 1_BaO.SiO2.B2O3:Mn2+ thay đổi thời gian ủ 33 Hình 20 Phổ phát quang vật liệu 2_CaO.SiO2.B2O3:Mn2+ thay đổi thời gian ủ 34 Hình 21 Đường biễu diễn phụ thuộc cường độ phát quang vật liệu 2_CaO.SiO2.B2O3:Mn2+ thay đổi thời gian ủ 35 Hình 22 Phổ phát quang vật liệu 3_SrO.SiO2.B2O3:Mn2+ thay đổi thời gian ủ 36 Hình 23 Đường biễu diễn phụ thuộc cường độ phát quang vật liệu 3_SrO.SiO2.B2O3:Mn2+ thay đổi thời gian ủ 37 GVHD: Ths.Lê Văn Thanh Sơn Khóa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong thời đại phát triển nhanh chóng khoa học công nghệ, ngành vật liệu phát quang có nhiều thành tựu đáng kể với nhiều ứng dụng rộng rãi sống chế tạo đèn LED, hình plasma, đồ trang trí, điều trị ung thư, xác định độ tuổi gốm,…Những ứng dụng đóng góp lớn vào việc nâng cao chất lượng sống người Hiện nay, ngành vật liệu phát quang ln giữ vai trị quan trọng trở thành số ngành mũi nhọn điện tử với hình oscilloscope, hình phẳng điện huỳnh quang mới, nhiều phần liên quan tới điện tử hàng không Để đáp ứng nhu cầu ngày cao sống, ngành vật liệu phát quang không ngừng phát triển để đưa nhiều vật liệu khác với đặc tính tốt đáp ứng nhu cầu nhiều lĩnh vực sống Đây lĩnh vực nhà khoa học giới quan tâm nghiên cứu Từ đặc tính phát quang vật liệu, đặc biệt vật liệu phát màu sáng bản: xanh lục, xanh lam, đỏ Lợi dụng đặc tính phát quang vật liệu borate pha tạp Mn vùng ánh sáng đỏ, tiến hành nghiên cứu phổ phát quang thay đổi thời gian ủ vật liệu Với lý trên, đề tài chọn : “ Khảo sát ảnh hưởng thời gian ủ lên phổ phát quang nhóm vật liệu MO.SiO2.B2O3 pha tạp Mn“ Mục đích, đối tượng, nội dung, nhiệm vụ phương pháp nghiên cứu 2.1 Mục đích nghiên cứu đề tài Khảo sát phổ phát quang vật liệu MO.SiO2.B2O3 pha tạp Mn thay đổi thời gian ủ 2.2 Đối tượng nghiên cứu - Lý thuyết phát quang, lý thuyết kim loại chuyển tiếp - Các vật liệu pha tạp Mn 2.3 Nội dung nghiên cứu - Tìm hiểu tổng quan lý thuyết tượng phát quang đặc trưng phổ phát quang Mn2+ khác - Nghiên cứu lý thuyết trường tinh thể, giản đồ Tanabe - Sugano SVTH: Đỗ Thị Phúc Trang Khóa luận tốt nghiệp GVHD: Ths.Lê Văn Thanh Sơn - Tìm hiểu hệ đo quang phổ QE6500 - Khảo sát đặc trưng quang phổ vật liệu chế tạo thông qua phép đo để đưa kết luận ảnh hưởng thời gian ủ đến phổ phát quang vật liệu 2.4 Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt mục đích nội dung nghiên cứu trên, tơi đề nhiệm vụ cần thực sau: - Nghiên cứu tài liệu lý thuyết phát quang, lý thuyết kim loại chuyển tiếp - Xác định phương pháp xây dựng quy trình chế tạo vật liệu - Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cách sử dụng thiết bị phục vụ cho trình chế tạo, ủ vật liệu thực phép đo phổ phát quang - Xử lý số liệu thực nghiệm, viết hoàn chỉnh đề tài 2.5 Phương pháp nghiên cứu - Tiến hành chế tạo vật liệu phương pháp pha rắn - Tiến hành ủ lò nung - Đo phổ phát quang - Sử dụng phần mềm Orgin chuyên dụng để xử lý số liệu 2.6 Cấu trúc đề tài - Phần mở đầu: Gồm trang giới thiệu chung khóa luận - Phần nội dung: Gồm phần Phần A: Tổng quan lý thuyết Chương I: Hiện tượng phát quang Chương II: Một số ứng dụng vật liệu phát quang Chương III: Tìm hiểu số hợp chất, ion kim loại chuyển tiếp Phần B: Thực nghiệm Phần C: Kết luận SVTH: Đỗ Thị Phúc Trang GVHD: Ths.Lê Văn Thanh Sơn Khóa luận tốt nghiệp PHẦN A: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT CHƯƠNG I: HIỆN TƯỢNG PHÁT QUANG 1.1.Vật liệu phát quang Trong tự nhiên nhân tạo, nhiều chất có khả hấp thụ lượng bên ngồi để đưa phân tử lên trạng thái kích thích chuyển trạng thái với xạ ánh sáng Các chất có khả biến đổi dạng lượng khác (quang năng, điện năng, nhiệt năng…) thành quang gọi chất phát quang Dưới dạng tinh thể hay thủy tinh, vật liệu phát quang chuyển đổi dạng lượng thành xạ điện từ xạ nhiệt Mỗi vật liệu phát quang khác có phổ phát quang khác nhau, phát quang kích thích nhiều loại lượng Vật liệu phát quang hệ gồm mạng chủ, ion kích hoạt ion tăng nhậy (nếu có) Các trình hệ xảy sau: xạ kích thích hấp thụ ion kích hoạt, ion tăng nhậy mạng chủ; trường hợp hấp thụ ion kích hoạt ion nâng lên trạng thái kích thích sau quay trạng thái phát xạ xạ; trường hợp hấp thụ ion tăng nhạy hay mạng chủ xảy trình truyền lượng đến ion kích hoạt, sau kích thích ion kích hoạt phát xạ Thực tế, trình phát xạ xạ cạnh tranh với q trình chuyển dời khơng xạ, để tạo vật liệu phát quang hiệu phải loại bỏ q trình khơng xạ Hầu hết nhà nghiên cứu vật liệu phát quang tập trung đến xạ vùng khả kiến, nhiên có trường hợp nghiên cứu phổ quay, phổ dao động phân tử với xạ vùng hồng ngoại (IR) tử ngoại (UV) 1.2 Định nghĩa tượng phát quang Sự xạ quang học phát quang gọi tượng phát quang Thông thường phát quang nằm vùng quang học, nghĩa vùng tử ngoại đến hồng ngoại Tuy nhiên, dùng xạ hạt để kích thích phát quang xạ nằm vùng tử ngoại SVTH: Đỗ Thị Phúc Trang GVHD: Ths.Lê Văn Thanh Sơn Khóa luận tốt nghiệp Trong thiên nhiên, ngồi xạ quang học, cịn có xạ nhiệt vật đen tuyệt đối, ánh sáng phản xạ khuếch tán Các ánh sáng nằm vùng quang học Phát quang dạng xạ riêng để phân biệt với ánh sáng khuếch tán phản xạ Theo Vavilôp, tượng phát quang tượng chất phát quang phát xạ dư xạ nhiệt trường hợp mà xạ cịn dư kéo dài khoảng thời gian 10-16(s) lớn Định nghĩa giúp phân biệt phát quang với dạng xạ khác Ở nhiệt độ phòng, xạ quang học nhiều chất phát quang phát ánh sáng vùng khả kiến vùng tử ngoại; vật đen tuyệt đối xạ nhiệt nhiệt độ phịng thực tế khơng chứa ánh sáng khả kiến hay tử ngoại 1.3 Phân loại dạng phát quang 1.3.1 Phân loại theo tính chất động học xảy chất phát quang Gồm hai loại: - Phát quang tâm bất liên tục: + Định nghĩa: trình từ hấp thụ lượng đến xạ xảy tâm định Tâm phân tử, tập hợp phân tử hay ion X M A H Hình Quá trình phát quang tâm bất liên tục A; X kích thích; M xạ H dao động nhiệt + Đặc điểm phát quang: trình xảy tâm bất liên tục hoàn toàn độc lập với nhau; tương tác tâm liên tục ảnh hưởng môi trường bên ngồi chúng nói chung khơng đáng kể Do đó, khả phát quang trình xảy nội tâm phát quang quy định mà khơng có tham gia tá nhân bên Tác nhân bên nhiều trường hợp có tác dụng làm tắt ánh sáng phát quang quang SVTH: Đỗ Thị Phúc Trang GVHD: Ths.Lê Văn Thanh Sơn Khóa luận tốt nghiệp - Phát quang tái hợp: + Định nghĩa: loại phát quang q trình chuyển hóa lượng kích thích sang xạ quang học có tham gia toàn chất phát quang X M A S T Hình Quá trình phát quang tâm tái hợp A; X kích thích tâm S; truyền lượng T M xạ tâm A + Đặc điểm: Vị trí kích thích khơng trùng với vị trí xạ Sự trao đổi lượng từ vị trí kích thích đến vị trí xạ phải qua trình trung gian Những trình liên quan đến dịch chuyển hạt mang điện (điện tử, lỗ trống hay ion) tiến triển qua số giai đoạn Đầu tiên, kích thích chất phát quang xảy trình phân ly thành thành phần mang điện tích trái dấu Sau đó, thành phần dịch chuyển đoạn đường lớn cuối tái hợp lại với thành phần mang dấu ngược, thường với thành phần thành phần bắt đầu phân ly Trong hai loại phát quang trên, q trình xảy tạo vị trí hay qua nhiều vị trí trung gian cuối chuyển từ trạng thái kích thích trạng thái để phát ánh sáng phát quang Dựa vào tính chất khác chuyển trạng thái bản, Vavilop phân loại sau: - Phát quang tự phát: xảy phân tử trạng thái kích thích chuyển trạng thái tác dụng trường nội phân tử Đặc điểm phát quang tự phát không phụ thuộc vào tác dụng yếu tố bên ngồi - Phát quang cưỡng bức: phát quang xảy tâm xạ chuyển từ trạng thái kích thích trạng thái nhờ tác động từ bên ngồi (ví dụ ánh sáng, nhiệt độ,…) Gồm hai giai đoạn:  Giai đoạn một: chuyển điện tử từ mức siêu bền III lên mức II tác dụng bên SVTH: Đỗ Thị Phúc Trang GVHD: Ths.Lê Văn Thanh Sơn Khóa luận tốt nghiệp PHẦN B: THỰC NGHIỆM Chế tạo mẫu 1.1 Các bước chế tạo Các vật liệu chế tạo phương pháp phản ứng pha rắn Quá trình chế tạo gồm bước sau: Bước 1: Chuẩn bị dụng cụ hóa chất Bước 2: Cân nghiền hóa chất Cân hóa chất thực cân điện tử phịng thí nghiệm chuyên đề với độ xác 0,001 gam Tổng khối lượng hóa chất mẫu vật liệu gam Các chất cân theo tỉ lệ mol: 5MO.5SiO2.90B2O3.2Mn, M: Ca, Ba, Sr Hóa chất sau cân xong để cốc sứ Bước 3: Sấy hóa chất Hóa chất sau cho vào cốc sứ đưa vào sấy khô tủ sấy nhiệt độ khoảng 500 C Bước4: Nung hóa chất Hóa chất sau sấy khơ cho vào lị nung với nhiệt độ 1300o C nung giờ, để nguội Bước 5: Mài xử vật liệu Sau nguội, vật liệu mài để tách khỏi cốc sứ xử lí thành nhiều mảnh nhỏ Bước 6: Tiến hành ủ vật liệu Vật liệu ủ thời gian 12 – 24 – 36 – 48 – 60 Sau thời gian ủ, vật liệu giữ lại tiến hành ủ dự định Sau ủ xong, tiến hành đo phổ phát quang hệ đo phát quang QE6500 trường Đại Học sư phạm Đà Nẵng 1.2 Các vật liệu chế tạo Vật liệu BaO.SiO2.B2O3.Mn2+ Vật liệu CaO.SiO2.B2O3.Mn2+ Vật liệu SrO.SiO2.B2O3.Mn2+ SVTH: Đỗ Thị Phúc Trang 25 GVHD: Ths.Lê Văn Thanh Sơn Khóa luận tốt nghiệp Kết 2.1 Phổ phát quang vật liệu chưa tiến hành ủ 2+ BaO.SiO2.B2O3.Mn 8000 2+ CaO.SiO2.B2O3.Mn 2+ Insensity (cps) SrO.SiO2.B2O3.Mn 6000 4000 540 630 720 Wavelength (nm) Hình 12 Phổ phát quang vật liệu chưa tiến hành ủ Nhận xét: Với chất kích hoạt Mn borate khác phổ phát quang vật liệu khác - Đỉnh phổ vật liệu vật liệu nung điều kiện (1300oC/2 giờ) khoảng 618 nm; vật liệu đỉnh phổ khoảng 614 nm - Độ rộng phổ ba vật liệu gần giống khoảng 106 nm Như vậy, với vật liệu khác phổ phát quang khác tùy vào vật liệu SVTH: Đỗ Thị Phúc Trang 26 GVHD: Ths.Lê Văn Thanh Sơn Khóa luận tốt nghiệp 2.2 Kết phổ phát quang thời gian ủ 2.2.1 Kết 12 2+ BaO.SiO2.B2O3.Mn 2+ CaO.SiO2.B2O3.Mn 2+ SrO.SiO2.B2O3.Mn Insensity (cps) 6000 4000 560 640 Wavelength (nm) Hình 13 Phổ phát quang vật liệu tiến hành ủ 12 Nhận xét: - Các vật liệu ủ 12 phổ phát quang ba vật liệu thay đổi so với phổ phát quang chưa tiến hành ủ Đỉnh phổ phát quang ba vật liệu dịch chuyển gần giống nhau, đỉnh phổ khoảng 605 nm SVTH: Đỗ Thị Phúc Trang 27 GVHD: Ths.Lê Văn Thanh Sơn Khóa luận tốt nghiệp 2.2.2 Kết 24 7000 BaO.SiO2.B2O3.Mn 2+ CaO.SiO2.B2O3.Mn 2+ 2+ SrO.SiO2.B2O3.Mn Insensity (cps) 6000 5000 4000 560 630 Wavelength (nm) Hình 14 Phổ phát quang vật liệu tiến hành ủ 24 Nhận xét: - Đỉnh phổ phát quang ba vật liệu không đổi so với ủ 12 giờ, đỉnh phổ khoảng 605 nm SVTH: Đỗ Thị Phúc Trang 28 GVHD: Ths.Lê Văn Thanh Sơn Khóa luận tốt nghiệp 2.2.3 Kết 36 2+ BaO.SiO2.B2O3.Mn 2+ CaO.SiO2.B2O3.Mn 8000 Insensity (cps) 2+ SrO.SiO2.B2O3.Mn 6000 4000 560 Wavelength (nm) 640 Hình 15 Phổ phát quang vật liệu tiến hành ủ 36 Nhận xét: - Vật liệu vật liệu ủ 36 đỉnh phổ khoảng 605 nm, không thay đổi so với ủ 12 – 24 - Vật liệu ủ 36 giờ, đỉnh phổ dịch chuyển không đáng kể khoảng 611 nm SVTH: Đỗ Thị Phúc Trang 29 GVHD: Ths.Lê Văn Thanh Sơn Khóa luận tốt nghiệp 2.2.4 Kết 48 2+ BaO.SiO2.B2O3.Mn 8000 2+ CaO.SiO2.B2O3.Mn 2+ Insensity (cps) SrO.SiO2.B2O3.Mn 6000 4000 560 630 Wavelength (nm) Hình 16 Phổ phát quang vật liệu tiến hành ủ 48 Nhận xét: - Vật liệu ủ 48 giờ, đỉnh phổ khoảng 605 nm, không thay đổi so với ủ 12 – 24 - 36 - Vật liệu ủ 48 giờ, phổ dịch chuyển so với ủ 36 giờ, đỉnh phổ khoảng 605 nm - Vật liệu ủ 48 giờ, phổ dịch chuyển so với ủ 36 giờ, đỉnh phổ khoảng 611 nm SVTH: Đỗ Thị Phúc Trang 30 GVHD: Ths.Lê Văn Thanh Sơn Khóa luận tốt nghiệp 2.2.5 Kết 60 2+ BaO.SiO2.B2O3.Mn 2+ CaO.SiO2.B2O3.Mn 10000 2+ Insensity (cps) SrO.SiO2.B2O3.Mn 560 630 700 Wavelength (nm) Hình 17 Phổ phát quang vật liệu tiến hành ủ 60 Nhận xét: - Vật liệu vật liệu ủ 60 đỉnh phổ khoảng 605 nm, không thay đổi so với ủ 48 - Vật liệu 3, đỉnh phổ dịch chuyển so với ủ 48 khoảng 614 nm SVTH: Đỗ Thị Phúc Trang 31 GVHD: Ths.Lê Văn Thanh Sơn Khóa luận tốt nghiệp 2.3 Kết phổ phát quang thay đổi thời gian ủ 2.3.1 Vật liệu 1_BaO.SiO2.B2O3:Mn2+ Insensity (cps) 0h 12h 24h 36h 48h 60h 4000 600 700 Wavelength (nm) Hình 18 Phổ phát quang vật liệu 1_BaO.SiO2.B2O3:Mn2+ thay đổi thời gian ủ Nhận xét: Khi thay đổi thời gian ủ từ 12 đến 60 giờ, phổ phát quang vật liệu thay đổi - Đỉnh phổ dịch chuyển so với chưa tiến hành ủ, từ 618 nm 605 nm với ủ 12 Khi thay đổi thời gian ủ đỉnh phổ không thay đổi, giữ khoảng 605 nm ứng với bước sóng vùng đỏ cam - Độ rộng phổ thay đổi so với chưa tiến hành ủ, từ 106 lên 120 nm ủ 12 Khi thay đổi thời gian ủ độ rộng phổ khơng thay đổi, giữ khoảng 120 nm SVTH: Đỗ Thị Phúc Trang 32 GVHD: Ths.Lê Văn Thanh Sơn Khóa luận tốt nghiệp 6000 5800 5600 Insensity (cps) 5400 5200 5000 4800 4600 4400 4200 12h 24h 36h 48h 60h Time (h) Hình 19 Đường biễu diễn phụ thuộc cường độ phát quang vật liệu 1_BaO.SiO2.B2O3:Mn2+ thay đổi thời gian ủ Nhận xét: Khi thay đổi thời gian ủ, cường độ phát quang vật liệu thay đổi Khi tăng thời gian ủ từ 12 đến 48 cường độ phát quang đạt giá trị cao ủ 36 thấp cường độ phổ phát quang chưa tiến hành ủ Tăng thời gian ủ lên 60 cường độ phát quang tăng mạnh, cao so với vật liệu chưa tiến hành ủ SVTH: Đỗ Thị Phúc Trang 33 GVHD: Ths.Lê Văn Thanh Sơn Khóa luận tốt nghiệp 2.3.2 Vật liệu 2_CaO.SiO2.B2O3:Mn2+ Insensity (cps) 0h 12h 24h 36h 48h 60h 6000 600 Wavelength (nm) Hình 20 Phổ phát quang vật liệu 2_CaO.SiO2.B2O3:Mn2+ thay đổi thời gian ủ Nhận xét: Khi thay đổi thời gian ủ từ 12 đến 60 giờ, phổ phát quang vật liệu thay đổi - Đỉnh phổ dịch chuyển so với chưa tiến hành, từ 618 605 nm với ủ 12 Khi thay đổi thời gian ủ đỉnh phổ dịch chuyển Đỉnh phổ 611 nm ứng với ủ 36 giờ, với thời gian ủ lại đỉnh phổ giống khoảng 605 nm SVTH: Đỗ Thị Phúc Trang 34 GVHD: Ths.Lê Văn Thanh Sơn Khóa luận tốt nghiệp - Độ rộng phổ thay đổi so với chưa tiến hành ủ, từ 106 lên 120 nm Khi thay đổi thời gian ủ độ rộng phổ không thay đổi, giữ khoảng 120 nm 7000 Insensity (cps) 6500 6000 5500 5000 4500 12h 24h 36h 48h 60h Time (h) Hình 21 Đường biễu diễn phụ thuộc cường độ phát quang vật liệu 2_CaO.SiO2.B2O3:Mn2+ thay đổi thời gian ủ Nhận xét: Khi thay đổi thời gian ủ, cường độ phát quang vật liệu thay đổi Khi tăng thời gian ủ từ 12 đến 60 cường độ phát quang đạt giá trị cao với vật liệu ủ 48 lớn cường độ phổ phát quang chưa tiến hành ủ SVTH: Đỗ Thị Phúc Trang 35 GVHD: Ths.Lê Văn Thanh Sơn Khóa luận tốt nghiệp 2.3.3 Vật liệu 3_SrO.SiO2.B2O3:Mn2+ 0h 12h 24h 36h 48h 60h Insensity (cps) 6000 4000 630 720 Wavelength (nm) Hình 22 Phổ phát quang vật liệu 3_SrO.SiO2.B2O3:Mn2+ thay đổi thời gian ủ Nhận xét: Khi thay đổi thời gian ủ từ 12 đến 60 giờ, phổ phát quang vật liệu thay đổi Đỉnh phổ độ rộng phổ thay đổi so với phổ phát quang chưa tiến hành ủ đỉnh phổ khoảng 605 nm với 12 giờ, độ rộng 120 nm Khi thay đổi từ 12 đến 36 đỉnh phổ độ rộng phổ không đổi; từ 48 - 60 đỉnh phổ dịch chyển, khoảng 611 nm với 48 giờ, khoảng 614 nm với 60 độ rộng phổ giảm khoảng 100 nm SVTH: Đỗ Thị Phúc Trang 36 GVHD: Ths.Lê Văn Thanh Sơn Khóa luận tốt nghiệp 5800 5600 5400 Insensity (cps) 5200 5000 4800 4600 4400 4200 4000 12h 24h 36h 48h 60h Time (h) Hình 23 Đường biễu diễn phụ thuộc cường độ phát quang vật liệu 3_SrO.SiO2.B2O3:Mn2+ thay đổi thời gian ủ Nhận xét: Khi thay đổi thời gian ủ, cường độ phát quang vật liệu thay đổi Khi tăng thời gian ủ từ 12 đến 60 cường độ phát quang đạt giá trị cao với thời gian ủ 36 giờ, cao so với cường độ phát quang vật liệu chưa tiến hành ủ SVTH: Đỗ Thị Phúc Trang 37 GVHD: Ths.Lê Văn Thanh Sơn Khóa luận tốt nghiệp PHẦN C: KẾT LUẬN Thực theo mục tiêu đề tài, sau thời gian nghiên cứu rút số kết sau: - Tổng quan tượng phát quang - Tìm hiểu phương pháp chế tạo mẫu, nung mẫu phương pháp đo phổ phát quang - Trình bày trình chế tạo mẫu vật liệu phương pháp phản ứng pha rắn - Từ kết thực nghiệm đo ba vật liệu, rút kết luận:  Khi tiến hành ủ ba vật liệu phổ phát quang ba vật liệu thay đổi giống so với phổ phát quang chưa tiến hành ủ : Khi ủ 12 giờ, đỉnh phổ dịch chuyển từ 618 nm 605 nm, độ rộng phổ tăng từ 106 nm lên 120 nm  Khi thay đổi thời gian ủ: độ rộng phổ, đỉnh phổ cường độ phát quang thay đổi khác tùy vào vật liệu Vật liệu 1_BaO.SiO2.B2O3.Mn2+: Đỉnh phổ không thay đổi khoảng 605 nm, độ rộng phổ không thay đổi khoảng 120 nm Trong phạm vi nghiên cứu, thời gian ủ từ 12 đến 60 vật liệu ủ 60 có cường độ phát quang tốt nhất, cao cường độ phát quang vật liệu chưa tiến hành ủ, vấn đề cần nghiên cứu thêm Vật liệu 2_CaO.SiO2.B2O3.Mn2+: Độ rộng phổ không thay đổi khoảng 120 nm, đỉnh phổ thay đổi với mẫu ủ 36 không đáng kể Cường độ phát quang tốt với mẫu ủ 48 Vật liệu 3_SrO.SiO2.B2O3.Mn2+: Đỉnh phổ độ rộng phổ thay đổi, tương ứng với mẫu ủ 48 : 611nm_100nm 60 giờ: 614 nm_100 nm Cường độ phát quang tốt với mẫu ủ 36 Do hạn chế thời gian điều kiện phịng thí nghiệm, tơi chưa thể nghiên cứu thêm phổ phát quang tăng thời gian ủ vật liệu 60 Do đó, tơi hi vọng đề tài tài liệu tham khảo cho bạn sinh viên khảo sát thêm SVTH: Đỗ Thị Phúc Trang 38 GVHD: Ths.Lê Văn Thanh Sơn Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phan Văn Thích, Hiện tượng huỳnh quang kỹ thuật phân tích huỳnh quang, Đại học tổng hợp Hà Nội [2] GS Phan Văn Tường(2007), Vật liệu vô , Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Hà Nội [3] B.N.Figgis (1996), Introduction to Ligand Fields [4] Đình Thành Khẩn (2008), Ảnh hưởng ion Mn2+ lên phổ phát quang vật liệu CaAl2O4, Hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học thành phố Đà Nẵng lần thứ SVTH: Đỗ Thị Phúc Trang 39 ... cứu phổ phát quang thay đổi thời gian ủ vật liệu Với lý trên, đề tài chọn : “ Khảo sát ảnh hưởng thời gian ủ lên phổ phát quang nhóm vật liệu MO. SiO2. B2O3 pha tạp Mn? ?? Mục đích, đối tượng, nội... đề tài Khảo sát phổ phát quang vật liệu MO. SiO2. B2O3 pha tạp Mn thay đổi thời gian ủ 2.2 Đối tượng nghiên cứu - Lý thuyết phát quang, lý thuyết kim loại chuyển tiếp - Các vật liệu pha tạp Mn 2.3... độ phát quang vật liệu 1_BaO .SiO2. B2O3: Mn2 + thay đổi thời gian ủ Nhận xét: Khi thay đổi thời gian ủ, cường độ phát quang vật liệu thay đổi Khi tăng thời gian ủ từ 12 đến 48 cường độ phát quang