Theo lí thuyết, khảnăng hòa tan của ion đất hiếm Er3+ vào mạng tinh thể
SnO2 rất thấp, chỉ đạt khoảng 0.05% (Morais et al. 2002). Do đó, chỉ một phần
nhỏ ion Er3+ trong lượng phần trăm pha tạp là được phân chia vào các tinh thể
nano SnO2, còn lại một lượng lớn là bị kết đám trong mạng nền SiO2. Như vậy,
các đỉnh phổ hấp thụ và phát xạ của vật liệu hoặc chủ yếu là do các ion Er3+được
hòa tan trong tinh thể nano SnO2, chúng được kích thích hiệu quả bằng sự chuyển
mức năng lượng không phát xạ từ lỗ trống của mạng tinh thể nano trong vật liệu, hoặc là do các ion Er3+ kết đám trong mạng nền SiO2 trực tiếp hấp thụ và phát xạ năng lượng từ nguồn kích thích. Tuy nhiên, khi nồng độ pha tạp ion Er3+tăng lên,
thì sự kết đám Er3+ trong mạng nền SiO2 càng tăng, nên sẽ gây ra hiện tượng dập
Trang 49
Hình 2.12: Phổ hấp thụ của vật liệu màng 0.4SnO2-99.6SiO2: 0.5%Er3+ chế tạo bằng phương pháp Sol-Gel với bềdày 1mm được nung ở nhiệt độ 1050oC [7].
Hình 2.13: Phổ PL ở vùng bước sóng 1550nm, kích thích bằng laser có bước sóng 514nm của vật liệu màng 0.4SnO2-99.6SiO2: 0.5%Er3+ chế tạo bằng phương pháp
Trang 50
Hình 2.14: Phổ Raman của vật liệu màng 0.4SnO2-99.6SiO2: 0.5%Er3+ chế tạo bằng
phương pháp Sol-Gel với bề dày 1mm được nung ở nhiệt độ 1050oC [7]. Phổ Raman của vật liệu xSnO2-(100-x)SiO2: Er3+ bao gồm các mode dao
động của cấu trúc tinh thể SiO2 với các đỉnh phổ tại 440, 800 và 1100-1200cm-1 (ứng với các mode dao động ω1, ω3 và ω4). Một đỉnh phổdưới 1000cm-1có cường
độ rất thấp đặc trưng cho mode dao động vsSi-OH, đỉnh phổ này gần như không
còn xuất hiện đối với những vật liệu được nung ở nhiệt độ cao do các gốc –OH đã bị bay hơi hoàn toàn. Ngoài ra còn có hai đỉnh phổ 495 và 605 cm-1 ứng với hai
Trang 51