Nghiên cứu đặc trưng phát quang của vật liệu phát quang ca2al2sio7 đồng pha tạp sm3 tb3

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÝ PHAN THỊ QUYÊN NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG PHÁT QUANG CỦA VẬT LIỆU PHÁT QUANG Ca2Al2SiO7 ĐỒNG PHA TẠP Sm3+, Tb3+ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đà Nẵng, 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÝ PHAN THỊ QUYÊN NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG PHÁT QUANG CỦA VẬT LIỆU PHÁT QUANG Ca2Al2SiO7 ĐỒNG PHA TẠP Sm3+, Tb3+ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: Sư phạm Vật lý Khóa học: 2015- 2019 Người hướng dẫn: Th.S Lê Văn Thanh Sơn Đà Nẵng, 2019 Luận văn tốt nghiệp Khoa Vật lý LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô giảng viên trường Đại học Sư Phạm – Đại học Đà Nẵng, đặc biệt thầy cô khoa Vật lý tận tình bảo, giúp đỡ em mặt suốt trình em học tập rèn luyện trường Em xin bày tỏ lòng tri ân sâu sắc đến thầy Lê Văn Thanh Sơn thầy Đinh Thanh Khẩn dẫn dắt tận tình, giúp đỡ, giải đáp thắc mắc, tạo điều kiện thuận lợi cho em hồn thành khóa luận tốt nghiệp Tiếp theo, em xin gửi lời cảm ơn hai bạn Mai Phước Đạt, Lương Thu Huyền với em sinh viên đồng hành em, tham gia hỗ trợ em suốt thời gian thực đề tài Mặc dù có nhiều cố gắng để thực đề tài cách hoàn chỉnh lần đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận thực tế hạn chế kiến thức kinh nghiệm nên khơng thể tránh khỏi sai xót định Em mong nhận góp ý q thầy bạn để khóa luận hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn! Ĉj1 ̽ QJQJj\WKiQJ Sinh viên thực Phan Thị Quyên GVHD: Th.S Lê Văn Thanh Sơn I SVTH: Phan Thị Quyên Luận văn tốt nghiệp Khoa Vật lý MỤC LỤC PHẦN I: MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu PHẦN 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG I: THẾ NÀO LÀ SỰ PHÁT QUANG 1.1 Chất phát quang [1] 1.2 Hiện tượng phát quang[1],[3] 1.3 Phân loại dạng phát quang CHƯƠNG II: SỰ PHÁT QUANG CỦA PHOSPHOR TINH THỂ 2.1 Thành phần cấu trúc phosphor tinh thể 2.2 Phổ hấp thụ phosphor tinh thể [3] 2.3 Phổ xạ phosphor tinh thể [3] 10 CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ ION ĐẤT HIẾM Sm3+ VÀ Tb3+ 11 CHƯƠNG IV: CẤU TRÚC TINH THỂ VÀ NHIỄU XẠ TIA X 14 4.1 Các hệ tinh thể[2] 14 4.2 Mối liên hệ khoảng cách mặt mạng với thông số tế bào mạng [2] 15 4.3 Nhiễu xạ tia X [2] 15 CHƯƠNG V : MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA CỦA VẬT LIỆU PHÁT QUANG 18 5.1 Đèn huỳnh quang 18 5.2 Ống tia Cathode 18 5.3 Đèn LED (Light Emiting Diod) 20 5.4 Sơn xây dựng 21 PHẦN 3: THỰC NGHIỆM 24 Chế tạo mẫu 24 1.1 Phương pháp chế tạo 24 GVHD: Th.S Lê Văn Thanh Sơn II SVTH: Phan Thị Quyên Luận văn tốt nghiệp Khoa Vật lý 1.2 Dụng cụ thí nghiệm 24 1.3 Quy trình chế tạo mẫu 24 1.4 Tiền chất sử dụng mẫu tạo thành 25 Kết thảo luận: 27 2.1 Phỗ nhiễu xạ 27 2.2 Phổ kích thích Tb3+ Sm3+ 29 2.3 Hệ mẫu Ca2Al2SiO7 Tb3+ 1% ,Sm3+ x% 30 2.4 Hệ mẫu Ca2Al2SiO7 Sm3+ 1% , Tb3+ x% 32 Kết luận 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO 35 Ý KIẾN CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN 36 GVHD: Th.S Lê Văn Thanh Sơn III SVTH: Phan Thị Quyên Luận văn tốt nghiệp Khoa Vật lý DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU Các chữ viết tắt - CRT : Ống tia Ca-tốt (Cathode Ray Tube) - LED : Đi-ốt phát quang ( Light Emiting Diode) - PL : Quang phát quang (Photoluminescence) - PLE : Phổ kích thích (Photoluminescence Exciation) - RE : Đất (Rare Earth) - RE3+ : Ion đất hóa trị - TL : Nhiệt phát quang (Thermoluminescence) Các ký hiệu - λEM : Bước sóng xạ - λEX : Bước sóng kích thích GVHD: Th.S Lê Văn Thanh Sơn IV SVTH: Phan Thị Quyên Luận văn tốt nghiệp Khoa Vật lý DANH MỤC BẢNG BẢNG NỘI DUNG BẢNG TRANG Bảng1 Các hệ tinh thể Bảng Danh sách tiền chất dùng để chế tạo mẫu Bảng Danh sách mẫu chế tạo 26 Bảng Bảng số mạng 28 14 25 DANH MỤC HÌNH HÌNH NỘI DUNG HÌNH VẼ TRANG Hình I Cơ chế phát quang cưỡng Hình II Phổ xạ phosphor tinh thể 10 Hình III Giản đồ mức lượng Dieke 12 Hình IV.1 Nhiễu xạ mặt tinh thể 16 Hình IV.2 Mơ máy nhiễu xạ tia X 16 Hình V.1 Cấu tạo đèn huỳnh quang 18 Hình V.2 Ống tia cathode 19 Hình V.3 Màn hình CRT 19 Hình V.4 Cấu tạo điốt phát quang 21 Hình V.5 Sơn xây dựng 23 Hình 1.1 Phổ nhiễu xạ hệ mẫu 27 GVHD: Th.S Lê Văn Thanh Sơn V SVTH: Phan Thị Quyên Luận văn tốt nghiệp Khoa Vật lý Hình 1.2 Phổ nhiễu xạ hệ mẫu với mẫu chuẩn 27 Hình 2.1 Phổ PLE Tb3+ (λEm = 543nm) 29 Hình 2.2 Phổ PLE Sm3+ (λEm = 602nm) 29 Hình 3.1 Phổ PL Ca2Al2SiO7 Sm3+ 1% ,Tb3+ x% 30 (λEx=375nm) Hình 3.2 Phổ PL Ca2Al2SiO7 Sm3+ 1% ,Tb3+ x% 30 (λEx=403nm) Sự phụ thuộc cường độ phát quang vào Hình 3.3 nồng độ Sm3+ chuyển dời 31 Sm3+ Hình 4.1 Hình 4.2 Hình 4.3 Phổ PL Ca2Al2SiO7 Sm3+ 1% ,Tb3+ x% (λEx=375nm) Phổ PL Ca2Al2SiO7 Sm3+ 1% ,Tb3+ x% (λEx=403nm) Sự phụ thuộc cường độ phát quang vào nồng độ Tb3+ chuyển dời Tb3+ GVHD: Th.S Lê Văn Thanh Sơn VI 32 32 33 SVTH: Phan Thị Quyên Luận văn tốt nghiệp Khoa Vật lý PHẦN I: MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Vật liệu phát quang ứng dụng rộng rãi khoa học đời sống: kĩ thuật chiếu sáng, kĩ thuật hiển thị cảnh báo, đo xạ ion…Vì việc tìm vật liệu phát quang có phổ phát quang thích hợp với mục đích sử dụng vấn đề nhiều nhóm nghiên cứu tồn giới quan tâm Trong ngành công nghiệp chế tạo đèn LED nay, sản xuất đèn LED trắng với tối thiểu chi phí vấn đề quang trọng để nghiên cứu Để làm điều cần có nghiên cứu cụ thể phát quang chất khác Trên tảng có, kết hợp với điều kiện phịng thí nghiệm chun đề Khoa Vật lý trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng nên chọn đề tài ³Nghiên cͱXÿ ̿ c WU˱QJ phát quang cͯa v̵ t li͏ u phát quang Ca2Al2SiO7 ÿ͛ng pha t̩ p Sm3+, Tb3+´ Đối với vật liệu Ca2Al2SiO7 đồng pha tạp Sm3+ Tb3+ trước hết chúng tơi tìm hiểu phổ kích thích phù hợp, phụ thuộc cường độ phát vào nồng độ Sm3+ Tb3+ , Mục đích nghiên cứu - Chế tạo vật liệu đồng pha tạp ion đất Sm3+ Tb3+ Ca2Al2SiO7 - Xác định cấu trúc mạng mẫu vật vô định hình hay tinh thể để tính số mạng - Tính số mạng tinh thể - Tìm phổ kích thích phù hợp với Sm3+ Tb3+ - Xét phụ thuộc cường độ phát quang vào nồng độ Sm3+ Tb3+ GVHD: Th.S Lê Văn Thanh Sơn SVTH: Phan Thị Quyên Luận văn tốt nghiệp Khoa Vật lý Nhiệm vụ nghiên cứu - Nhiệm vụ 1: Nghiên cứu kiến thức phát quang vật liệu phát quang - Nhiệm vụ 2: Nghiên cứu ion đất Sm3+ Tb3+ - Nhiệm vụ 3: Nghiên cứu cấu trúc tinh thể nhiếu xạ tia X - Nhiệm vụ 4: Nghiên cứu chế tạo vật liệu huỳnh quang đồng pha tạp Sm3+ Tb3+ vật liệu Ca2Al2SiO7 Đối tượng phạm vi nghiên cứu a Ĉ͙LW˱ ͫng nghiên cͱu - Tính chất phát quang vật liệu pha tạp nguyên tố đất Ca2Al2SiO7 - Nồng độ ion Sm3+ Tb3+ ảnh hưởng đến đặc điểm phát quang vật liệu phát quang - Nồng độ pha tạp ảnh hưởng đến số mạng b Ph̩m vi nghiên cͱu - Giới hạn đối tượng nghiên cứu: Các tài liệu mẫu vật liệu Ca2Al2SiO7 pha tạp ion Sm3+ ion Tb3+ - Thời gian nghiên cứu: tháng 11/2018 đến 4/2019 Phương pháp nghiên cứu a Nghiên cͱu lí thuy͇ t - Đọc tài liệu, khóa luận, báo khoa học có liên quan đến đề tài b Nghiên cͱu th͹c nghi͏ m - Nghiên cứu phương pháp chế tạo mẫu chế tạo mẫu - Thực phép đo quang phổ đo nhiễu xạ tia X - Nghiên cứu sử dụng phần mềm Origin để xử lí số liệu GVHD: Th.S Lê Văn Thanh Sơn SVTH: Phan Thị Quyên Luận văn tốt nghiệp Khoa Vật lý Ánh sáng kích thích tạo nên phát quang gồm: ánh sáng tự nhiên (ánh sáng mặt trời) ánh sáng nhân tạo (như đèn nhà, đèn phương tiện giao thông…) Vật liệu phát quang có khả phát sáng trì kéo dài nhiều sau tiếp xúc với ánh sáng mờ dần theo thời gian Trong vật liệu phát quang, trình hấp thụ, phát xạ lặp lặp lại nhiều lần Khi ánh sáng phát bị suy giảm, phát quang phục hồi chiếu sáng Do đó, địa điểm có nguồn ánh sáng kích thích sử dụng vật liệu phát quang Thời gian phát quang định nghĩa khoảng thời gian từ ngừng kích thích đến thời điểm cường độ sáng không nhỏ 0,32mcd/m2 (cao gấp 100 lần so với giới hạn cường độ sáng mà mắt thường nhận biết bóng tối) Các chất phát quang sử dụng để tạo nguồn sáng cho tình tạm thời thiếu ánh sáng không cần tiêu thụ lượng để nuôi như: gắn mặt đồng hồ đeo tay giúp đọc thời gian bóng tối; gắn kim la bàn để xác định phương hướng bóng đêm; gắn cơng tắc đèn điện giúp xác định vị trí cơng tắc đèn Hình IV.5: 6˯Q[k\G ͹ng Năm 2000 , Hiệp hội phòng cháy chữa cháy nhận thấy dẫn thoát hiểm phát quang có tính sử dụng ký hiệu đèn điện thông thường Năm 2006 , Luật tiểu bang New York 26 quy định tất tòa nhà GVHD: Th.S Lê Văn Thanh Sơn 22 SVTH: Phan Thị Quyên Luận văn tốt nghiệp Khoa Vật lý cao từ 75 feet trở lên phải sử dụng hệ thống thoát hiểm phát quang cửa vào dẫn đến cửa cầu thang thoát hiểm GVHD: Th.S Lê Văn Thanh Sơn 23 SVTH: Phan Thị Quyên Luận văn tốt nghiệp Khoa Vật lý PHẦN 3: THỰC NGHIỆM Chế tạo mẫu 1.1 Phương pháp chế tạo Các mẫu vật liệu chế tạo phương pháp pha rắn, phương pháp truyền thống sử dụng phổ biến chế tạo vật liệu 1.2 Dụng cụ thí nghiệm - Cối chày sứ - Cốc sứ - Cân điện tử có độ xác đến 0,001g - Tủ sấy - Lò nung 1.3 - Quy trình chế tạo mẫu Bước 1: Chuẩn bị dung cụ: Cối, chày cốc sứ làm sấy khô tủ sấy nhiệt độ khoảng 500C, sau tráng lại cồn - Bước 2: Xử lý tiền chất: Cân hóa chất theo tỉ lệ tính tốn cân điện tử cho vào cối sứ, sau dùng chày sứ nghiền mịn trộn 3h - Bước 3: Sấy hóa chất: Mang hóa chất nghiền mịn trộn cho vào cốc sứ, sấy khô nhiệt độ 50ºC - Bước 4: Tạo mẫu vật liệu: Nung hóa chất sấy nhiệt độ 1300ºC 2h, gia tốc nhiệt 10ºC/phút, sau để nguội tự nhiên - Bước 5: Các mẫu nguội tách khỏi cốc nung cho vào bì để tiến hành đo phổ GVHD: Th.S Lê Văn Thanh Sơn 24 SVTH: Phan Thị Quyên Luận văn tốt nghiệp 1.4 Khoa Vật lý Tiền chất sử dụng mẫu tạo thành 1.4.1 Danh sách tiền chất dùng chế tạo mẫu Tên tiền chất Khối lượng mol (g/mol) CaCO3 100,0857 Al2O3 101,96 SiO2 60,0835 Sm2O3 348,72 Tb2O3 365,85 H3BO3 61,83 B̫ng 2: Danh sách ti͉ n ch̭ WGQJÿ ͋ch͇t̩o m̳u GVHD: Th.S Lê Văn Thanh Sơn 25 SVTH: Phan Thị Quyên Luận văn tốt nghiệp Khoa Vật lý 1.4.2 Danh sách mẫu chế tạo Tên CaCO3.1% Al2O3.1% SiO2.1% Tb3+.1% Sm3+.1% mẫu (mol) (mol) (mol) (mol) (mol) TS1 1 1% 5% hỗn hợp TS2 1 1% 0,25% 5% hỗn hợp TS3 1 1% 0,5% 5% hỗn hợp TS4 1 1% 0,75% 5% hỗn hợp TS5 1 1% 1% 5% hỗn hợp TS6 1 1% 5% hỗn hợp TS7 1 0,25% 1% 5% hỗn hợp TS8 1 0,5% 1% 5% hỗn hợp TS9 1 0,75% 1% 5% hỗn hợp H3BO3 B̫ng 3: Danh sách m̳u ch͇t̩ Rÿ˱ ͫc GVHD: Th.S Lê Văn Thanh Sơn 26 SVTH: Phan Thị Quyên Luận văn tốt nghiệp Khoa Vật lý Kết thảo luận: 2.1 Phỗ nhiễu xạ 2.1.1 Phổ nhiễu xạ hệ mẫu Hình 1.1: Ph͝nhi͍ u x̩cͯa h͏m̳ u Dựa vào hình 2.1.1a ta nhận thấy phổ nhiễu xạ hệ mẫu đồng dạng chứng tỏ có cấu trúc tinh thể Hình 1.2: Ph͝nhi͍ u x̩cͯa h͏m̳ u vͣi m̳u chu̱ n Phổ nhiễu xạ phổ đơn pha nên vật liệu chế tạo vật liệu đơn pha (pha tứ phương), phù hợp với mẫu chuẩn Ngồi cịn dư tiền chất SiO2 với tỉ lệ 2,4 % GVHD: Th.S Lê Văn Thanh Sơn 27 SVTH: Phan Thị Quyên Luận văn tốt nghiệp Khoa Vật lý 2.1.2 Hằng số mạng Tên mẫu a (Å) c (Å) Ca2Al2SiO7(Sm3+ 1%, Tb3+ 0%) 7.67120 5.05340 Ca2Al2SiO7(Sm3+ 1%, Tb3+ 0,5%) 7.65609 5.05381 Ca2Al2SiO7(Sm3+ 0%, Tb3+ 1%) 7.66465 5.0585 Ca2Al2SiO7(Sm3+ 0,5%, Tb3+ 1%) 7.67007 5.0585 Ca2Al2SiO7(Sm3+ 1%, Tb3+ 1%) 7.66352 5.05023 Ca2Al2SiO7(Mẫu chuẩn) 7.68580 5.06830 B̫ng 4: B̫ng h̹ ng s͙m̩ ng Nh̵n xét: Các số mạng mẫu vật hoàn toàn phù hợp với mẫu chuẩn GVHD: Th.S Lê Văn Thanh Sơn 28 SVTH: Phan Thị Quyên Luận văn tốt nghiệp 2.2 Khoa Vật lý Phổ kích thích Tb3+ Sm3+ 1400000 400000 OEM=543 nm 1200000 OEM=602 nm 1000000 Intenslty [a.u] Intenslty [a.u] 300000 200000 800000 600000 400000 100000 200000 280 300 320 340 360 380 400 420 440 300 460 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 Wavelength (nm) Wavelength (nm) Hình 2.1: Ph͝PLE cͯa Tb3+ (Ȝ Em = Hình 2.2: Ph͝PLE cͯa Sm3+ Ȝ Em = 543nm) 602nm) So sánh phổ kích thích Sm3+ Tb3+, ta nhận thấy dùng bước sóng kích thích 375nm chuyển dời Tb3+, Sm3+ xảy mạnh Từ đó, ta chọn bước sóng 375nm để làm bước sóng kích thích GVHD: Th.S Lê Văn Thanh Sơn 29 SVTH: Phan Thị Quyên Luận văn tốt nghiệp Khoa Vật lý 2.3 Hệ mẫu Ca2Al2SiO7 Tb3+ 1% ,Sm3+ x% 2.3.1 Ph͝phát quang cͯa m̳ u Ca2Al2SiO7 Tb3+ 1% ,Sm3+ x% 400000 350000 300000 200000 300000 3+ 3+ Ca2Al2SiO7 :Tb 1% Sm 0% 150000 CasAl2SiO7 : Tb3+ 1% Sm3+ 0,5% CasAl2SiO7 : Tb3+ 1% Sm3+ 0,75% CasAl2SiO7 : Tb3+ 1% Sm3+ 1% 250000 200000 150000 Intenslty [a.u] Intenslty [a.u] 250000 CasAl2SiO7 : Tb3+ 1% Sm3+ 0,25% 3+ 3+ Ca2Al2SiO7 :Tb 1% Sm 0,25% 3+ 3+ Ca2Al2SiO7 :Tb 1% Sm 0,5% 3+ 3+ Ca2Al2SiO7 :Tb 1% Sm 0,75% 3+ 3+ Ca2Al2SiO7 :Tb 1% Sm 1% 100000 50000 100000 50000 0 -50000 400 450 500 550 600 650 450 700 500 550 600 650 700 Wavelength (nm) Wavelength (nm) Hình 3.1 Ph͝phát quang cͯ a Hình 3.2 Ph͝phát quang cͯ a Ca2Al2SiO7 Tb3+ 1% ,Sm3+ x% Ca2Al2SiO7 Tb3+ 1% ,Sm3+ x% Ȝ Ex=375nm) Ȝ Ex=403nm) Trên hình 3.1 kích thích với bước sóng 375nm xuất đỉnh phổ bước sóng: x Bước sóng 564nm ứng với chuyển dời 4G5/2 Ỉ6H5/2, x Bước sóng 602nm ứng với chuyển dời 4G5/2Ỉ6H7/2 x Bước sóng 647nm ứng với chuyển dời 6G5/2Ỉ6H9/2 Trong đỉnh 602nm vượt trội đỉnh khác Trên hình 3.1 kích thích với bước sóng 375nm cịn có đỉnh phổ lại gồm 413nm, 435nm, 487nm, 542nm, 582nm Tb3+ GVHD: Th.S Lê Văn Thanh Sơn 30 SVTH: Phan Thị Quyên Luận văn tốt nghiệp Khoa Vật lý 2.3.2 S͹phͭthu͡c cͯDF˱ ͥQJÿ ͡phát quang cͯa Sm3+ vào n͛QJÿ ͡Sm3+ ISm 40000 Intenslty [a.u] 35000 30000 25000 20000 15000 10000 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 % Sm Hình 3.3: S͹phͭthu͡c cͯDF˱ ͥQJÿ ͡phát quang vào n͛QJÿ ͡Sm3+ ÿ ͙i vͣi chuy͋ n dͥi cͯ a Sm3+ͧߣா௠ ൌ͸Ͳʹ ݊݉ Đầu tiên quan sát hình 3.1 ta thấy với nồng độ Tb3+ đỉnh phổ Tb3+ có thay đổi cường độ, điều cho thấy có ảnh hưởng lẫn Tiếp theo hình 3.3 nồng độ Sm3+ tăng có tăng cường độ phát quang đỉnh thuộc chuyển dời Sm3+ GVHD: Th.S Lê Văn Thanh Sơn 31 SVTH: Phan Thị Quyên Luận văn tốt nghiệp Khoa Vật lý 2.4 Hệ mẫu Ca2Al2SiO7 Sm3+ 1% , Tb3+ x% 2.4.1 Ph͝phát quang cͯa m̳ u Ca2Al2SiO7 Sm3+ 1% , Tb3+ x% CasAl2SiO7 : Sm3+ 1% Tb3+ 0,25% CasAl2SiO7 : Sm3+ 1% Tb3+ 0,5% 300000 CasAl2SiO7 : Sm CasAl2SiO7 : Sm CasAl2SiO7 : Sm CasAl2SiO7 : Sm 3+ 3+ 3+ 1% Tb 1% Tb 1% Tb 1% Tb 3+ 3+ 3+ 3+ CasAl2SiO7 : Sm3+ 1% Tb3+ 0,75% 1000000 0,25% CasAl2SiO7 : Sm3+ 1% Tb3+ 1% 0,5% 0,75% CasAl2SiO7 : Sm3+ 1% Tb3+ 0% 800000 1% 200000 Intenslty [a.u] Intenslty [a.u] 250000 3+ 150000 100000 50000 600000 400000 200000 0 400 450 500 550 600 650 700 400 450 500 Wavelength 550 600 650 700 Wavelength (nm) Hình 4.1: Ph͝phát quang cͯ a Hình 4.2: Ph͝phát quang cͯ a Ca2Al2SiO7 Sm3+ 1% ,Tb3+ x% Ca2Al2SiO7 Sm3+ 1% ,Tb3+ x% Ȝ Ex=375nm) Ȝ Ex=403nm) Trên hình 2.4.1a kích thích với bước sóng 375nm xuất đỉnh phổ bước sóng: x Bước sóng 413nm ứng với chuyển dời 5D3→7F5 x Bước sóng 435nm ứng với chuyển dời 5D3→7F4 x Bước sóng 487nm ứng với chuyển dời 5D4→7F6 x Bước sóng 542nm ứng với chuyển dời 5D4→7F5 x Bước sóng 582nm ứng với chuyển dời 5D4→7F4 Trên hình 2.4.1a kích thích với bước sóng 375nm cịn có đỉnh phổ cịn lại gồm 564nm, 602nm, 647nm Sm3+ GVHD: Th.S Lê Văn Thanh Sơn 32 SVTH: Phan Thị Quyên Luận văn tốt nghiệp Khoa Vật lý 2.4.2 S͹phͭthu͡c cͯDF˱ ͥQJÿ ͡phát quang vào n͛QJÿ ͡Tb3+ ITb 70000 Intenslty [a.u] 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 % Tb Hình 4.3: S͹phͭthu͡c cͯDF˱ ͥQJÿ ͡phát quang vào n͛QJÿ ͡Tb3+ ÿ ͙i vͣi chuy͋ n dͥi cͯ a Tb3+ ͧߣா௠ൌͷͶ͵ ݊݉ Đầu tiên quan sát hình 2.3.1b ta ta thấy với nồng độ Sm3+ đỉnh phổ Sm3+ có thay đổi cường độ, điều cho thấy có ảnh hưởng lẫn Tiếp theo hình 2.4.2 nồng độ Tb+ tăng có tăng vọt cường độ phát quang đỉnh thuộc chuyển dời Tb3+ đến nồng độ Sm3+ đạt đến giá trị vào khoảng 0,75% - 1% có giảm xuống cường độ phát quang GVHD: Th.S Lê Văn Thanh Sơn 33 SVTH: Phan Thị Quyên Luận văn tốt nghiệp Khoa Vật lý Kết luận Đã chế tạo thành công vật liệu phát quang đồng pha tạp Tb3+ Sm3+ xuất hầu hết chuyển dời Tb3+ Sm3+ Dựa vào phổ nhiễu xạ số mạng, ta khẳng định mẫu vật hoàn toàn phù hợp với mẫu chuẩn Khảo sát phát quang vật liệu đơn pha tạp đồng pha tạp Tb3+ Sm3+ Đồng pha tạp Sm3+ Tb3+ hiệu ứng xảy phức tạp cần nghiên cứu thêm GVHD: Th.S Lê Văn Thanh Sơn 34 SVTH: Phan Thị Quyên Luận văn tốt nghiệp Khoa Vật lý TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phan Văn Thích (1973), Hi͏ QW˱ ͫng huǤ QKTXDQJYjNƭWKX ̵ t phân tích huǤ nh quang, NXB Đại học tổng hợp Hà Nội [2] Giáo sư Phan Văn Tường, V̵ t li͏ XY{F˯ NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 2007 [3] ThS Lê Văn Thanh Sơn(Đại học Sư phạm- Đại học Đà Nẵng) V̵ t lý phát quang (Đà Nẵng 2012) [4] Chaofeng Zhu, Xiaoluan Liang, Yunxia Yang, Guorong Chen 75-76 (2010), Luminesc ence properties of Tb doped and Tm/ Tb/Sm co-doped glass es for LED applications [5] Minhong Li, LiLi Wang, Weiguang Ran, Chunyan Ren, Zeling Song, Jinsheng Shi, Enhancing Sm3+ red emission via energy transfer from Bi3+ => Sm3+ based on terbium bridge mechanism in Ca2Al2SiO7 phosphors GVHD: Th.S Lê Văn Thanh Sơn 35 SVTH: Phan Thị Quyên Luận văn tốt nghiệp Khoa Vật lý Ý KIẾN CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN Nh̵n xét: (Về chất lượng Khóa luận cần) Ý ki͇ n: Đánh dấu (X) vào ô lựa chọn Đồng ý thông qua báo cáo Không đồng ý thông qua báo cáo Đà Nẵng, QJj\WKiQJ NGƯỜI HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ h͕tên) GVHD: Th.S Lê Văn Thanh Sơn 36 SVTH: Phan Thị Quyên ... HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÝ PHAN THỊ QUYÊN NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG PHÁT QUANG CỦA VẬT LIỆU PHÁT QUANG Ca2Al2SiO7 ĐỒNG PHA TẠP Sm3+ , Tb3+ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: Sư phạm Vật lý Khóa học: 2015-... mẫu chuẩn Khảo sát phát quang vật liệu đơn pha tạp đồng pha tạp Tb3+ Sm3+ Đồng pha tạp Sm3+ Tb3+ hiệu ứng xảy phức tạp cần nghiên cứu thêm GVHD: Th.S Lê Văn Thanh Sơn 34 SVTH: Phan Thị Quyên Luận... đến đặc điểm phát quang vật liệu phát quang - Nồng độ pha tạp ảnh hưởng đến số mạng b Ph̩m vi nghiên cͱu - Giới hạn đối tượng nghiên cứu: Các tài liệu mẫu vật liệu Ca2Al2SiO7 pha tạp ion Sm3+