Phổ hấp thụ của vật liệu SnO2:Er3+( với 3% mol Er3+) bao gồm 10 đỉnh phổ hấp thụ riêng biệt tại các bước sóng: 1536.6, 981.4, 811.5, 674.5, 530.8, 518.3, 491.6, 450.8, 443.6 và 417.8 nm, ứng với các mức dịch chuyển từ trạng
thái cơ bản 4I15/2 lên các trạng thái kích thích 4I13/2, 4I11/2, 4I9/2, 4F9/2, 4S3/2, 2H11/2,
4
F7/2, 4F5/2, 4F3/2 và 2G9/2. Năng lượng mà các ion Er3+ hấp thụ được truyền đến từ
các tinh thể nano SnO2; năng lượng này hoặc được truyền trực tiếp từ các sai hỏng của cấu trúc mạng, hoặc được truyền gián tiếp qua sự kết hợp của các lỗ trống với các ion Er3+. [8]
Trang 46
Bảng 2.4: Giá trị trung bình của các bước sóng trong phổ hấp thụ của vật liệu
Er3+ -doped SnO2 ở nhiệt độ 300K [8].
Ở nhiệt độ phòng, khi được kích thích bằng laser có bước sóng 798nm, thì các ion Er3+ trong vật liệu nền SnO2 đã nhận năng lượng từ các tinh thể nano SnO2 truyền đến và phát xạ chuyển mức với 3 dãy bước sóng riêng biệt:
+ Dãy bước sóng lục ở 518 nm và 545 nm ứng với mức dịch chuyển 2H11/2 và 4S3/2 xuống mức 4I15/2.
+ Dãy bước sóng đỏ ở 648 nm ứng với mức dịch chuyển 4F9/2 xuống mức
4
I15/2.
Phổ phát quang trong vùng hồng ngoại của vật liệu màng SnO2: Er3+ bao gồm 3 đỉnh phổ riêng biệt ở các bước sóng 814, 983 và 1541 nm ứng với các mức
dịch chuyển từ 4I9/2, 4I11/2 và 4I13/2 xuống 4I15/2, sau khi ion Er3+ hòa tan trong tinh thể SnO2 nhận được năng lượng từ các hạt tinh thể nano SnO2 truyền đến.
Trang 47
Hình 2.10: Phổ quang phát quang trong vùng khả kiến của ion Er3+ -doped trong vật liệu nền SnO2 chế tạo bằng phương pháp Sol-Gel được kích thích ở bước
sóng 798 nm [8].
Hình 2.11: Phổ quang phát quang trong vùng hồng ngoại của ion Er3+ -doped trong vật
Trang 48
Bảng 2.5: Giá trị trung bình của các bước sóng phát xạ của ion Er3+ -doped trong vật
liệu nền SnO2 chế tạo bằng phương pháp Sol-Gel [8].
2.3.4. Một số đặc tính quang phổ của ion Er3+ doped trong vật liệu nền xSnO2-(100-x)SiO2 chế tạo bằng phương pháp Sol-Gel.