Nghiên cứu tính chất quang của thủy tinh oxit pha tạp nguyên tố đất hiếm ứng dụng trong chiếu sáng

ĈҤ,+Ӑ&Ĉ¬1Ҹ1* 75ѬӠ1*ĈҤ,+Ӑ&6Ѭ3+Ҥ0 +2$9Ұ7/é 75Ҫ1 7+ӎ/$11+, NGHIÊN CӬU TÍNH CHҨT QUANG CӪA THӪY TINH OXIT PHA TҤP NGUYÊN TӔĈҨT HIӂM ӬNG DӨNG TRONG CHIӂU SÁNG +Ï$/8Ұ17Ӕ71*+, Ĉj1 ҹng ±1ăP ĈҤ,+Ӑ&Ĉ¬1Ҹ1* 75ѬӠ1*ĈҤ,+Ӑ&6Ѭ3 +Ҥ0 +2$9Ұ7/é 75Ҫ1 7+ӎ/$11+, NGHIÊN CӬU TÍNH CHҨT QUANG CӪA THӪY TINH OXIT PHA TҤP NGUYÊN TӔĈҨT HIӂM ӬNG DӨNG TRONG CHIӂU SÁNG +Ï$/8Ұ17Ӕ71*+, Chuyên ngành: Vұt lý hӑc Khóa hӑc: 2016- 2020 1Jѭ ӡLKѭ ӟng dүn: TS Trҫn ThӏHӗng Ĉj1 ҹng ±1ăP 2020 LӠI CҦ0Ѫ1 Trong suӕt trình hӑc tұ p hồn thành luұ QYăQQj\W{L nhұ Qÿѭ ӧc sӵKѭ ӟng dү QJL~Sÿ ӣquý báu cӫ a thҫ y cô, anh chӏ bҥ n Vӟi lịng kính trӑ ng biӃ WѫQVkXV ҳ c tӕL[LQÿѭ ӧc bày tӓlӡi cҧ PѫQFKkQWKjQK tӟi: Các thҫ y, cô giáo Khoa Vұ t Lý - 7Uѭ ӡQJĈ ҥ i hӑF6ѭ3K ҥ m - Ĉҥ i hӑ FĈj1 ҹ QJÿmW ҥ o mӑLÿL Ӆ u kiӋ n thuұ n lӧLJL~Sÿ ӣtơi tồn bӝq trình hӑ c tұ p TiӃ QVƭ7U ҫ n ThӏHӗ ng, mӝWQJѭ ӡLF{ÿiQJNtQKWURQJ Ӌ c FNJQJ QKѭ ӝ c sӕ WURQJ QJ &{ ӝ FX ng viêQ ÿmJL~S ÿ ӣvà dҥ yÿ bҧ o, Kѭ ӟng dү n cho rҩ t nhiӅ Xÿ ӇKRjQWKjQKÿѭ ӧc luұ QYăQQj\ *LD ÿuQK ӏvàFiF bҥ Q DQK WURQJ FK KRD ӣ ӝ ng ÿÿm JL~S viên hӛtrӧvӅmӑ i mһ t Xin chân thành cҧ PѫQ Ĉj1 ҹ QJWKiQJQăP Sinh viên TRҪN THӎLAN NHI MӨC LӨC PHҪN MӢĈҪU Lý chӑ Qÿ Ӆtài Mө c tiêu nghiên cӭu .8 NhiӋ m vөnghiên cӭu Ĉӕ LWѭ ӧng phҥ m vi nghiên cӭu 4.1 Ĉӕ LWѭ ӧng nghiên cӭu 4.2 Phҥ m vi nghiên cӭu .9 3KѭѫQJSKiSQJKLrQF ӭu PHҪN NӜI DUNG 10 &+ѬѪ1* :TӘNG QUAN LÝ THUYӂT 10 &ѫV ӣlý thuyӃ t cӫa hiӋ QWѭ ӧng phát quang 10 1.1.1 Khái niӋ m phát quang .10 &ѫFK Ӄquá trình phát quang .11 1.&ѫV ӣlý thuyӃ t thӫ\WLQKYjÿ ҩ t hiӃ m 12 1.2.1 Khái niӋ m vӅthӫy tinh .12 1.2.2 Phân loҥ i thӫ y tinh 13 1.3 Lý thuyӃ t vӅnguyên tӕÿҩ t hiӃ m 15 1.36ѫOѭ ӧc vӅcác nguyên tӕÿҩ t hiӃ m 15 1.3.2 Lý thuyӃ t vӅnguyên tӕÿҩ t hiӃ m Ce 19 1.3.3 Lý thuyӃ t vӅnguyên tӕÿҩ t hiӃ m Tb 20 1.3.4 Lý thuyӃ t vӅnguyên tӕÿҩ t hiӃ m Sm 22 &+ѬѪ1* :THӴC NGHIӊM VÀ CÁC KӂT QUҦTHҦO LUҰN 25 2.1 Quy trình chӃtҥ o mү u 25 2.2 Phân tích cҩ u trúc cӫa vұ t liӋ u 27 2.3 Phәphát quang phәkích thích phát quang 27 2.3.1 Phәkích thích phát quang phәphát quang cӫa mү u M1Ce 27 2.3.2 Phәkích thích phát quang phәphát quang cӫa mү u M1Tb 29 2.3.3 Phәkích thích phát quang phәphát quang cӫa mү u M1Sm 32 2.3.4 Phәphát quang cӫ a mү u M050505 35 2.3.5 Phәphát quang cӫ a mү u M10505 38 2.3.6 Phәphát quang cӫ a mү u M05105 41 2.3.7 Phәphát quang cӫ a mү u M05051 45 KӂT LUҰN VÀ KIӂN NGHӎ 49 TÀI LIӊU THAM KHҦO 50 DANH MӨC HÌNH ҦNH STT Hình 1.1 TÊN HÌNH Các chuyӇ n dӡLQăQJOѭ ӧng trình huǤnh quang lân quang TRANG 11 Sӵsҳ p xӃ p nguyên tӱtrong mҥ ng ngү u nhiên liên tөc cӫ a vұ t liӋ u tinh thӇthҥ ch anh SiO2 (phҧ i) thӫy Hình 1.2 tinh silica SiO2 (trái), chҩ m nhӓlà nguyên tӱkim 13 loҥ i, chҩ m to nguyên tӱôxy Mҥ QJÿѭ ӧc biӇ u diӉ n hai chiӅ u Hình 1.3 Hình 1.4 Mӝt sӕhình ҧ nh vӅthӫy tinh Các nguyên tӕÿ ҩ t hiӃ m (bên trái) mӝt quһ QJÿ ҩ t hiӃ m (bên phҧ i) 15 16 Hình 1.5 Giҧ Qÿ ӗcác mӭFQăQJOѭ ӧng Dieke 18 Hình 1.6 Xeri 19 Hình 1.7 6ѫÿ ӗmӭFQăQJOѭ ӧQJÿѭ ӧc giҧ n hóa cӫa ion Ce3+ 19 Hình 1.8 Hình 1.9 Hình 1.10 Hình 2.1 &iFYzQJWUzQÿL Ӌ n tӱTb (bên trái) mӝt mү u quһ ng có chӭa Tb (bên phҧ i) 21 6ѫÿ ӗtách mӭFQăQJOѭ ӧng cӫa ion Tb3+ GRWѭѫQJWiF 22 Các vòng tròn cҩ XKuQKÿL Ӌ n tӱSm mӝ t mү u quһ ng có chӭa Sm Mӝt sӕhình ҧ nh mү u thӫ\WLQKÿmÿѭ ӧc chӃtҥ o 23 26 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 Hình2.12a Hình2.12b Giҧ Qÿ ӗnhiӉ u xҥtia X cӫ a mү u thӫy tinh M1Ce Phәkích thích phát quang cӫa mү u thӫy tinh pha tҥ p Ce3+ ӭng vӟi bӭc xҥȜ em = 400 nm TӑDÿ ӝmàu cӫ a mү u thӫy tinh pha tҥ p Ce3+ ÿѭ ӧc kích thích bӣLEѭ ӟFVyQJȜ ex= 350 nm Phәphát quang cӫ a mү u M1Ce kích thích ӣEѭ ӟc VyQJȜ ex=350 nm Phәkích thích phát quang cӫa mү u thӫy tinh pha tҥ p Tb3+ ӭng vӟi bӭc xҥȜ em= 543 nm TӑDÿ ӝmàu cӫ a mү u thӫy tinh pha tҥ p Tb3+ ÿѭ ӧc kích thích bӣLEѭ ӟFVyQJȜ ex= 379 nm Phәphát quang cӫ a mү u M1Ce kích thích ӣEѭ ӟc VyQJȜ ex =350 nm Phәkích thích cӫ a mү u thӫy tinh pha tҥ p Sm3+ ӭng vӟi bӭc xҥȜ em =601 nm TӑDÿ ӝmàu cӫ a mү u thӫy tinh pha tҥ p Sm3+ ÿѭ ӧc kích thích bӣLEѭ ӟFVyQJȜ ex= 400 nm Phәphát quang cӫ a mү u M1Sm kích thích ӣEѭ ӟc VyQJȜ ex= 400 nm Phәphát quang cӫ a mү u M050505 kích thích ӣ Ȝ ex=335 nm Phәphát quang cӫ a mү u M050505 kích thích ӣȜ ex= 27 28 28 29 30 31 32 33 33 34 35 35 350 nm Hình2.12c Hình2.12d Phәphát quang cӫ a mү u M050505 kích thích ӣȜ ex= 375 nm Phәphá tquang cӫ a mү u M050505 kích thích ӣȜ ex= 400 nm 35 35 Hình 2.13a TӑDÿ ӝmàu cӫ a mү u M050505kích thích bӣLȜ ex= 335 nm 36 Hình2.13b TӑDÿ ӝmàu cӫ a mү u M050505 kích thích bӣi Ȝ ex= 350 nm 36 Hình 2.13c TӑDÿ ӝmàu cӫ a mү u M050505 kích thích bӣi Ȝ ex= 375 nm 37 Hình 2.13d Hình 2.14a Hình 2.14b Hình 2.14c Hình 2.14d TӑDÿ ӝmàu cӫ a mү u M050505 kích thích bӣi Ȝ ex = 400 nm Phәphát quang cӫ a mү u M10505 kích thích ӣȜ ex= 335 nm Phәphát quang cӫ a mү u M10505 kích thích ӣȜ ex= 350 nm Phәphát quang cӫ a mү u M10505 kích thích ӣȜ ex= 375 nm Phәphát quang cӫ a mү u M10505 kích thích ӣȜ ex= 400 nm 37 38 38 39 39 Hình 2.15a TӑDÿ ӝmàu cӫ a mү u M10505 kích thích bӣLȜ ex= 335 nm 39 Hình 2.15b TӑDÿ ӝmàu cӫ a mү u M10505 kích thích bӣi Ȝ ex= 350 nm 40 Hình 2.15c TӑDÿ ӝmàu cӫ a mү u M10505 kích thích bӣi Ȝ ex= 375 nm 40 Hình 2.15d TӑDÿ ӝmàu cӫ a mү u M10505 kích thích bӣi Ȝ ex= 400 nm 41 Hình 2.16a Hình 2.16b Hình 2.16c Hình 2.16d Phәphát quang cӫ a mү u M05105 kích thích ӣȜ ex= 335nm Phәphát quang cӫ a mү u M05105 kích thích ӣȜ ex= 350 nm Phәphát quang cӫ a mү u M05105 kích thích ӣȜ ex= 375 nm Phәphát quang cӫ a mү u M05105 kích thích ӣȜ ex= 400 nm 42 42 42 42 Hình 2.17a TӑDÿ ӝmàu cӫ a mү u M05105 kích thích bӣi Ȝ ex= 335 nm 43 Hình 2.17b TӑDÿ ӝmàu cӫ a mү u M05105 kích thích bӣi Ȝ ex= 350 nm 43 Hình 2.17c TӑDÿ ӝmàu cӫ a mү u M05105 kích thích bӣi Ȝ ex= 375 nm 44 Hình 2.17d TӑDÿ ӝmàu cӫ a mү u M05105 kích thích bӣi Ȝ ex= 400 nm 44 Hình 2.18a Hình 2.18b Hình 2.18c Phәphát quang cӫ a mү u M05051 kích thích ӣȜ ex= 335 nm Phәphát quang cӫ a mү u M05051 kích thích ӣȜ ex= 350 nm Phәphát quang cӫ a mү u M05051 kích thích ӣȜ ex= 375 nm 45 45 46 Hình 2.18d Phәphát quang cӫ a mү u M05051 kích thích ӣȜ ex= 400 nm 46 Hình 2.19a TӑDÿ ӝmàu cӫ a mү u M05051 kích thích bӣi Ȝ ex= 335nm 46 Hình 2.19b TӑDÿ ӝmàu cӫ a mү u M05051 kích thích bӣi Ȝ ex= 350 nm 47 Hình 2.19c TӑDÿ ӝmàu cӫ a mү u M05051 kích thích bӣi Ȝ ex= 375nm 47 Hình 2.19d TӑDÿ ӝmàu cӫ a mү u M05051 kích thích bӣi Ȝ ex= 400 nm 48 YjD[LWFORKLÿULF һ c (khi khơng có oxi) - Muӕ i sunfat Sm2(SO4)3 NpPWDQKѫQQKL Ӆ u so vӟi SmCl3 Sm (NO3)3 chúng tan nhiӅ XKѫQWURQJQѭ ӟc lҥ QKYjFNJQJFyNK ҧQăQJW ҥ o thành sunfat kép vӟi kim loҥ i kiӅ P Gѭ ӟi dҥ ng Sm2(SO4)3 M2SO4 nH2O (M 1D  ӡng làQ 8) WKѭ 24 &+ѬѪ1* 7+Ӵ&1*+,ӊ09¬&È&.ӂ748Ҧ7+Ҧ2/8 4X\WUuQKFKӃWҥRPүX ChӃtҥ o vұ t liӋ u dҥ ng thuӹtinh bҵ QJSKѭѫQJSKiSQyQJFK ҧ y Tӯcác hóa chҩ WEDQÿ ҫ u: H3BO3, TeO2, ZnO, Na2CO3, CeO2, Tb4O7, Sm2O3 Các chҩ Wÿѭ ӧc chӃtҥ o theo tӍlӋsau kí hiӋ u mү XQKѭVDX M1Ce : 60H3BO3.20TeO2.10ZnO.10Na2CO3.1CeO2 M1Tb : 60H3BO3.20TeO2.10ZnO.10Na2CO3.1Tb4O7 M1Sm : 60H3BO3.20TeO2.10ZnO.10Na2CO3 1Sm2O3 M050505 : 60H3BO3.20TeO2.10ZnO.10Na2CO3.0,5CeO2.0,5Tb4O7.0.5Sm2O3 M10505 : 60H3BO3.20TeO2.10ZnO.10Na2CO3.1CeO2.0,5Tb4O7.0,5Sm2O3 M05105 : 60H3BO3.20TeO2.10ZnO.10Na2CO3.0,5CeO2.1Tb4O7.0,5Sm2O3 M05051 : 60H3BO3.20TeO2.10ZnO.10Na2CO3.0,5CeO2.0,5Tb4O7.1Sm2O3 Bѭӟc Chuҭ n bӏkhuôn Khuôn cӕ c sӭ Rӱa sҥ ch khuôn bҵ QJQѭ ӟc cҩ t cho vào tӫsҩ y %ѭ ӟc NghiӅ n trӝn hoá chҩ t Các mү u hoá chҩ t ÿѭ ӧc cân vӟLӧng Oѭ vӯD ӫÿ WKHRӍ ÿ~QJ lӋ  6DX ÿѭ Wӧc ÿy nghiӅ n trӝn thұ WNƭY ӟi rӗLÿ әvào cӕc sӭ %ѭ ӟc Sҩy hoá chҩ t Do thành phҫ n cӫ a hố chҩ t có H3BO3 chҩ t hút ҭ PYjÿ Ӈÿҧ m bҧ o hoá chҩ t cịn lҥ i khơng bӏҭ PQrQWUѭ ӟc nung thӵc hiӋ QF{QJÿR ҥ n sҩ y hố chҩ t Q trình sҩ y sӁÿѭ ӧc tiӃ n hành 3h, nhiӋ Wÿ ӝsҩ y khoҧ ng 50oC 25 %ѭ ӟc Nung hoá chҩt Ĉk\OjEѭ ӟc quan trӑ ng quy trình chӃtҥ o vұ t liӋ u Hoá chҩ t cho vào cӕc sӭYjÿѭ ӧFÿѭDYjROzÿL Ӌ QQXQJVDXÿyWăQJQKL Ӌ Wÿ ӝtӯnhiӋ Wÿ ӝSKzQJOrQÿ Ӄ n nhiӋ t ÿӝ1300oC, giӳӣnhiӋ Wÿ ӝnày giӡ30 phút, tӕFÿ ӝgia nhiӋ WOjÿ ӝ/phút, sau ÿyÿ Ӈnguӝi tӵnhiên tҥ i phịng thí nghiӋ PFKX\rQÿ Ӆ- Khoa Vұ t Lý - 7Uѭ ӡnJĈ ҥ i hӑc 6ѭ3K ҥ m ±Ĉҥ i hӑFĈj1 ҹ ng %ѭ ӟF0jLYjÿiQKEyQJP үu Các mү X VDX NKL ӧc màiQXQJ nhҹ Q Yj ÿѭ ÿiQK ӟc khiEyQJ tiӃ n hành WUѭ SKpSÿRTXDQJK ӑc %ѭ ӟc Ӫmү u Mү XVDXNKLÿѭ ӧFPjLYjÿiQKEyQJV ӁÿHPÿL ӫӣnhiӋ Wÿ ӝ350oC, giӳnhiӋ Wÿ ӝ 10 giӡÿӇWăQJFѭ ӡQJÿ ӝәQÿ ӏ nh liên kӃ t cҩ u trúc mү u Hình 2.1 M͡t s͙hình ̫nh m̳u thͯ\WLQKÿmÿ˱ ͫc ch͇t̩ o 26 2.2 3KkQWtFKFҩXWU~FFӫDYұWOLӋX Sӱdөng phép nhiӉ u xҥWLD;ÿ Ӈ[iFÿ ӏ nh cҩ u trúc tinh thӇcӫ a mү u vұ t liӋ u Mө FÿtFKÿ Ӈ[iFÿ ӏ nh mү u có phҧ i thӫ\WLQKKD\NK{QJWUѭ ӟc tiӃ n hành khҧ o sát tính chҩ t quang hӑ c cӫ a vұ t liӋ XÿmFK Ӄtҥ o Các mү Xӧ ÿѭ c kiӇ m tra cҩ u trúc máy D8 Advance Eco ±Hãng sҧ n xuҩ t Bruker ±Ĉӭc, Tҥ i Khoa Vұ t lý ±7Uѭ ӡQJĈ ҥ i hӑF6ѭ3K ҥ m ±Ĉҥ i hӑFĈj1 ҹ ng KӃ t quҧnhiӉ u xҥcӫ a mү u M1Ce hình 2.2 cho thҩ y chҩ WEDQÿ ҫ XÿmQyQJ chҧ y hoàn toàn, sҧ n phҭ PWKXÿѭ ӧc có dҥ ng thӫy tinh, mһ c dù giҧ Qÿ ӗnhiӉ u xҥ FNJQJFKRWK ҩ \ÿmFyP ӝt sӕpha tinh thӇ ĈL Ӆ u theo chúng tơi có thӇsau chӃ tҥ o mү u, tiӃ n hành ӫӣ3500C/10h pha tinh thӇÿmKuQKWKjQK ҩ Qÿ Ӆ sӁtiӃ p tөc nghiên cӭXVkXKѫQWURQJWK ӡi gian sҳ p tӟi Hình 2.2 Gi̫ Qÿ ͛nhi͍ u x̩tia X cͯa m̳u thͯy tinh M1Ce 2.3 Phәphát quang phәkích thích phát quang Phәphát quang kích thích phát quang cӫa mү u thӫy tinhpha tҥ S ҩ tÿ hiӃ m ÿѭ ӧF ÿR ӣnhiӋ W ӝphòng ÿ hӋÿR -22 )/ tҥ i phòng quang phә- Khoa Vұ t Lý 7Uѭ ӡQJĈ ҥ i hӑ F6ѭ3K ҥ m ±Ĉҥ i hӑFĈj1 ҹ ng 2.3.1 Phәkích thích phát quang phәphát quang cӫa mүu M1Ce Hình 2.3 trình bày phәkích thích phát quang cӫa mү u M1Ce ӭng vӟi bӭc xҥ 400nm Phәkích thích phát quang cӫa ion Ce3+ mү u M1Ce ÿѭ ӧc thӵc hiӋ n bҵ ng 27 cách ghi lҥ i sӵWKD\ÿ ә LFѭ ӡQJÿ ӝbӭc xҥQPÿk\OjP ӝ t vùng rӝng tӯÿ Ӄ n 375 nm, vùng kích thích chӫyӃ u sӵÿyQJJySE ӣi chuyӇ n dӡLÿL Ӌ n tӱcӫa ion Ce3+ tӯIĺG Hình 2.3 Ph͝kích thích phát quang cͯa m̳u thͯy tinh pha t̩p Ce3+ ͱng vͣi bͱc x̩Ȝ em= 400 nm Phәphát quang cӫ a mү u M1Ce kích thích bӣLEѭ ӟc sóng kích thích 350 nm ÿѭ ӧc trình bày hình 2.4 Hình 2.4 Ph͝phát quang cͯa m̳u M1Ce kích thích ͧȜ ex= 350 nm Phәphát quang cӫa ion Ce3+ mү u thӫy tinh M1Ce sӱdө ng Eѭ ӟc sóng kích thích 350 nm dҧ i phát xҥÿһ FWUѭQJF ӫa ion Ce3+ gӗm mӝt dҧ i rӝng tӯÿ Ӄ n 500 nm có cӵFÿ ҥ i khoҧ ng 400 nm Dҧ i bӭc xҥQj\WѭѫQJ ӭng vӟLQăQJOѭ ӧQJÿѭ ӧc 28 giҧ i phóng bӣi trình phө c hӗ i cӫ DÿL Ӌ n tӱtӯmӭFQăQJOѭ ӧng thҩ p nhҩ t cӫa trҥ ng thái 5d xuӕng mӭFQăQJOѭ ӧng cӫa trҥ ng thái 4f cӫa ion Ce3+ [4],[6],[7] TӯkӃ t quҧÿRSK әphát quang tiӃ QKjQK[iFÿ ӏ nh tӑDÿ ӝmàu (X,Y,Z) cӫ a mү u M1Ce kích thích bӣLEѭ ӟc sóng 350 nm hình 2.4 (0.1543438, 0.0634156, 0.7822406) ӭng vӟLPjX[DQKGѭѫQJ Hình 2.5 T͕ Dÿ ͡màu cͯa m̳u thͯy tinh pha t̩p Ce3+ ÿ˱ ͫc kích thích bͧLE˱ ͣc sóng Ȝ ex= 350 nm 1Kѭ ұ y, Y tӯcác kӃ t quҧÿR әSK phát quang kích thích phát quang cӫa ion Ce3+ mү u thӫ y tinh M1Ce cho thҩ y vұ t liӋ u thӫy tinh pha tҥ p Ce3+ phát quang màu xanh da trӡi có thӇӭng dөng làm vұ t liӋ u chӃtҥ o Led phát quang ánh sáng màu xanh da trӡi 2.3.2 Phәkích thích phát quang phәphát quang cӫa mүu M1Tb Hình 2.6 trình bày phәkích thích phát quang cӫa mү u M1Tb ÿѭ ӧFÿRW ҥ i nhiӋ Wÿ ӝ phòng cӫ a mү u thӫ y tinh pha tҥ p ion Tb3+ ÿѭ ӧc ghi tӯtín hiӋ u phát quang 543 nm ӭng vӟi chuyӇ n dӡi 5D4ĺ7F5 Và bҵ ng kӻthuұ WWK{QJWKѭ ӡng cӫa hӋFL3-22 ta có thӇdӉ GjQJTXDQViWÿѭ ӧc trӵc tiӃ p dҧ i kích thích KӃ t quҧÿRSK әNtFKWKtFKSKiWTXDQJÿѭ ӧc trình bày hình 2.6 29 Hình 2.6 Ph͝kích thích phát quang cͯa m̳u thͯy tinh pha t̩p Tb3+ ͱng vͣi bͱc x̩Ȝ em= 543 nm Phәkích thích phát quang cӫa ion Tb3+ mү u M1Tb ÿѭ ӧc thӵc hiӋ n bҵ ng cách ghi sӵWKD\ÿ ә LFѭ ӡQJÿ ӝbӭc xҥ543 nm ӭng vӟi chuyӇ n dӡi 5D4ĺ7F5 cӫ a ion Tb3+ NKLWKD\ÿ әLQăQJOѭ ӧng kích thích dҧ i tӯQPÿ Ӄ n 525 nm KӃ t quҧnày cho thҩ y phәgӗ m vҥ FKNtFKWKtFKÿ һ FWUѭQJF ӫa chuyӇ n dӡi f-f cӫ a ion Tb3+ &iFÿ Ӎ QKNtFKWKtFKTXDQViWÿѭ ӧc chӫyӃ u sӵÿyQJJySE ӣi chuyӇ n dӡLÿL Ӌ n tӱ tӯmӭc 7F6 lên mӭFQăQJOѭ ӧQJFDRKѫQFiFG ӏ ch chuyӇ QQj\WѭѫQJ ӭng là: F6ĺ L8: 341 nm F6ĺ L9: 352 nm 7 F6ĺ G5: 359 nm F6ĺ L10 :369 nm F6ĺ G6: 379 nm F6ĺ D4: 488 nm Các mӭFQăQJOѭ ӧng sӁcho phép ta hiӇ u vӅtính chҩ t cӫa chuyӇ n dӡi phát xҥvà không phát xҥcӫ a vұ t liӋ X&ѭ ӡQJÿ ӝvҥ FKNtFKWKtFKWѭѫQJ ӭng vӟi chuyӇ n dӡi 7F6ĺ G6 (379 nm) mҥ nh hҽ p, chuyӇ n dӡi lҥ LFyFѭ ӡng ÿӝyӃ XKѫQ 30 Hình 2.7 Ph͝phát quang cͯa m̳u M1Tb kích thích ͧE˱ ͣc sóng Ȝ ex=379 nm Hình 2.7 trình bày kӃ t quҧÿRSK әphát quang sӱdөQJEѭ ӟc sóng 379 nm ÿӇ kích thích phәphát quang cӫ a mү u M1Tb gӗm dҧ i phát xҥÿһ F WUѭQJ ӫa ion F Tb3+ có cӵFÿ ҥ i khoҧ ng 488 nm, 543 nm, 586 nm 621 nm Các dҧ i phát xҥ Qj\WѭѫQJ ӭng vӟLQăQJOѭ ӧQJÿѭ ӧc giҧ i phóng bӣi trình phөc hӗi cӫ DÿL Ӌ n tӱtӯ mӭc 5D4 xuӕ ng mӭc 7FJ, cөthӇQKѭVDX D4ĺ7F6 : 488 nm D4ĺ7F5: 543 nm D4ĺ7F4 : 586 nm D4ĺ7F3 : 621 nm Trong sӕcác chuyӇ n dӡi phát quang chuyӇ n dӡi 5D4ĺ7F5 FyFѭ ӡQJÿ ӝ mҥ nh nhҩ t, chuyӇ n dӡi 5D4ĺ7F3 FyFѭ ӡQJÿ ӝyӃ u Các kӃ t quҧnày phù hӧp vӟi công bӕ[3], [12] TӯkӃ t quҧÿRSK әphát quang tiӃ QKjQK[iFÿ ӏ nh tӑDÿ ӝmàu (X,Y,Z) cӫ a mү u M1Tb kích thích bӣLӟ Eѭ c sóng 379 nm hình 2.6 (0.3003816, 0.5964540, 0.1031644) ӭng vӟi màu xanh 31 Hình 2.8 T͕ Dÿ ͡màu cͯa m̳ u thͯy tinh pha t̩ p Tb3+ÿ˱ ͫc kích thích bͧLE˱ ͣc sóng Ȝ ex = 379 nm 1KѭY ұ y, kӃ t quҧÿRSK әphát quang kích thích phát quang cӫa ion Tb3+ mү u thӫy tinh M1Tb cho thҩ y vұ t liӋ u thӫy tinh pha tҥ p Tb3+ phát quang màu xanh có thӇӭng dөng làm vұ t liӋ u chӃtҥ o Led phát quang ánh sáng màu xanh 2.3.3 Phәkích thích phát quang phәphát quang cӫa mүu M1Sm Hình 2.9 trình bày phәkích thích phát quang cӫa mү u M1Sm ÿѭ ӧc thӵc hiӋ n bҵ ng cách ghi sӵWKD\ÿ ә LFѭ ӡQJÿ ӝbӭc xҥ601 nm cӫa chuyӇ n dӡi 4G5/2ĺ6H7/2 cӫ a ion Sm3+NKLWKD\ÿ әLQăQJOѭ ӧng kích thích dҧ Lÿ Ӄ n 500 nm Giӕ QJQKѭ WUѭ ӡng hӧp cӫ a ion Tb3+, hình 2.11 cho thҩ y phәgӗm vҥ FKNtFKWKtFK һ FWUѭQJ cӫ a chuyӇ n dӡi f ±f cӫ a ion Sm3+&iFÿ Ӎ QKNtFKWKtFKTXDQVi ӧc chӫyӃ u sӵÿyQJJySE ӣi chuyӇ n dӡLÿL Ӌ n tӱtӯmӭc 6H5/2 lên mӭFQăQJOѭ ӧQJFDRKѫ cӫ a ion Sm3+ Theo công bӕ[7], [8], [11], [14], [17] dӏ ch chuyӇ QQj\WѭѫQ ӭng: H5/2ĺ4D3/2: 362 nm H5/2ĺ6P7/2: 375 nm H5/2ĺ4F7/2: 400 nm H5/2ĺ6P5/2: 417 nm H5/2ĺ4G9/2: 439 nm 32 H5/2ĺ4I9/2, 11/2, 13/2: 476 nm Các mӭFQăQJOѭ ӧng sӁcho phép ta hiӇ u vӅtính chҩ t cӫa chuyӇ n dӡi phát xҥvà không phát xҥcӫ a vұ t liӋ u Hình 2.9 Ph͝kích thích phát quang cͯa m̳u thͯy tinh pha t̩p Sm3+ ͱng vͣi bͱc x̩Ȝ em = 601 nm Phәphát quang cӫ a mү u M1Sm kích thích bӣLEѭ ӟc sóng kích thích 400 nm ÿѭ ӧc trình bày hình 2.10 Hình 2.10 Ph͝phát quangcͯa m̳u M1Sm kích thích ͧE˱ ͣc sóng Ȝ ex= 400 nm Hình 2.9 trình bày kӃ t quҧÿRSK әphát quang cӫa mү u M1Sm sӱdө QJEѭ ӟc VyQJNtFKWKtFKQPÿ Ӈkích thích cho mү u M1Sm, phәphát quang gӗm dҧ i phát 33 xҥÿ һ FWUѭQJF ӫ a ion Sm3+ FyFiFÿ Ӎ nh phát xҥtrong khoҧ ng 562 nm, 601 nm, 645 nm 710 nm Các dҧ i phát xҥQj\WѭѫQJ ӭng vӟLQăQJOѭ ӧQJÿѭ ӧc giҧ i phóng bӣi q trình hӗi phөc cӫDÿL Ӌ n tӱtӯmӭc 4G5/2 xuӕng mӭc 6HJ, cөthӇ : G5/2ĺ6H5/2: 562 nm G5/2ĺ6H7/2: 601 nm 4 G5/2ĺ6H9/2 : 645 nm G5/2ĺ6H11/2 : 710 nm Trong sӕcác chuyӇ n dӡi phát quang chuyӇ n dӡi 4G5/2ĺ6H7/2 FyFѭ ӡng ÿӝmҥ nh nhҩ t, chuyӇ n dӡi 4G5/2ĺ6H11/2 cyFѭ ӡQJÿ ӝyӃ u Các kӃ t quҧnày phù hӧp vӟi công bӕ [1],[2], [5], [8], [11] TӯkӃ t quҧÿRSK әphát quang tiӃ QKjQK[iFÿ ӏ nh tӑDÿ ӝmàu ( X,Y,Z) cӫ a mү u M1Sm kích thích bӣLӟ Eѭ c sóng 400 nm ӣhình 2.11 (0.5887759, 0.4103163, 0.0009077) ӭng vӟLPjXÿ ӓcam Hình 2.11 T͕Dÿ ͡màu cͯa m̳u thͯy tinh pha t̩ p Sm3+ ÿ˱ ͫc kích thích bͧi E˱ ͣc VyQJȜ ex= 400 nm 34 1KѭY ұ y, kӃ t quҧÿRSK әphát quang kích thích phát quang cӫa ion Sm3+ mү u thӫy tinh M1Sm cho thҩ y vұ t liӋ u thӫy tinh pha tҥ p 35 ... ³1*+,Ç1& ӬU TÍNH CHҨT QUANG CӪA THӪY TINH OXIT PHA TҤP NGUYÊN TӔ ĈҨT HIӂM ӬNG DӨNG TRONG CHIӂ86È1*´ Mөc tiêu nghiên cӭu x Nghiên cӭu mү u vұ t liӋ u thӫy tinh pha tҥ p x Khҧ RViWÿ һ c tính quang. .. Các mү u thӫ y tinh Oxit pha tҥ p nguyên tӕÿҩ t hiӃ m 4.2 Phҥ m vi nghiên cӭu Các tính chҩ t phát quang cӫa thӫy tinh pha tҥ p nguyên tӕÿҩ t hiӃ m Tӑ Dÿ ӝmàu cӫa thӫy tinh pha tҥ p nguyên tӕÿҩ... di tích lӏ ch sӱ Trong phҥ m vi nghiên cӭu cӫ D Ӆÿ tài, chӑn nghiên cӭu tính chҩ t quang cӫa thӫ y tinh oxit pha tҥ p nguyên tӕÿҩ t hiӃ m (Ce3+, Sm3+ Tb3+) ӭng dөng chiӃ u sáng Hình 1.5 Gi̫