- Chế tạo thành công 3 nhóm hệ vật liệu: Zn2SiO4 và Zn2SiO4: Mn2+; Zn2SnO4 và Zn2SnO4: Mn2+; Zn2SnO4: Cr3+ và Zn2SnO4: Cr3+,Al3+ bằng phương pháp nghiền bi hành tinh kết hợp với ủ nhiệt ở nhiệt độ thấp hơn 200-300 C so với phương pháp pha rắn thông thường.
- Vật liệu Zn2SiO4 phát xạ dạng phổ rộng trong vùng hồng ngoại (cực đại ở 735 nm) do sự chồng chập của hai dải phát xạ có cực đại tương ứng ở bước sóng 730 và 760 nm. Nguồn gốc của hai đỉnh phát xạ này được giải thích là do
24
các khuyết tật oxi không cầu nối của điện tử ở obitan 2px và 2py trong mạng nền Zn2SiO4. Vật liệu Zn2SiO4: 5%Mn2+ phát xạ màu xanh lục với cường độ mạnh và cực đại ở 525 nm. Đường cong nhiệt phát quang tích phân của Vật liệu Zn2SiO4: 5%Mn2+ cho đỉnh phát quang mạnh ở nhiệt độ 158 C và một vai ở nhiệt độ 235 C. Ngoài ra, Vật liệu Zn2SiO4: 5%Mn2 còn thể hiện khả năng ứng dụng trong đo liều bức xạ khi cường độ nhiệt huỳnh quang tại 525 nm tăng tuyến tính theo thời gian chiếu xạ. Khả năng ứng dụng của vật liệu Zn2SiO4: 5%Mn2+ đã được khảo sát bằng cách phủ bột Zn2SiO4: 5%Mn2+ lên chip UV LED 270 nm cho kết quả LED phát xạ màu xanh lục với tọa độ màu (0,2477; 0,6829) và độ tinh khiết màu ~85%.
- Vật liệu Zn2SnO4 có phổ phát xạ xuất hiện đỉnh phát xạ mới với cực đại tại bước sóng 684 nm. Nguồn gốc của đỉnh phát xạ theo chúng tôi (1) là sự tái hợp điện tử ở mức bẫy của khuyết tật thiếu oxi ở trạng thái kích thích (Vo*) với các lỗ trống của các khuyết tật khuyết kẽm hoặc thiếc (VZn/VSn) hoặc (2) là sự tái hợp lỗ trống của khuyết thiếu oxi bị kích thích VO++ với các điện tử của khuyết tật khuyết tật thiếc/kẽm điền kẽ (Zni/Sni). Khi pha tạp ion Mn2+ vào mạng nền Zn2SnO4, vật liệu Zn2SnO4: Mn2+ lần đầu tiên được chế tạo, có phổ phát quang màu xanh lục với cực đại phát xạ tại bước sóng 523 nm. Phổ kích thích phát quang (PLE) của mẫu Zn2SnO4: Mn2+cho thấy phổ kích thích có đỉnh hấp thụ mạnh đặc trưng của ion Mn2+ tại 445 nm do đó có tiềm năng ứng dụng cao trong chế tạo LED xanh lục và LED trắng sử dụng chip LED xanh lam. Kết quả khảo sát tính ổn định nhiệt của vật liệu cho kết quả tốt, ở 200 C, cường độ phát quang của vật liệu còn 62% so với cường độ của vật liệu ở 25 C. Ngoài ra, hiệu suất lượng tử của vật liệu cũng được khảo sát và cho kết quả hiệu suất đạt 40%. Khả năng ứng dụng của vật liệu này được khảo sát bằng việc phủ bột huỳnh quang Zn2SnO4: 5%Mn2+ lên chip LED xanh lam (450 nm, SemiLEDs) cho kết quả LED có tọa độ màu (x
= 0.2419; y = 0.3953). Bên cạnh đó, khi sử dụng bột Zn2SnO4: 5%Mn2+ trộn với bột đỏ Zn2SnO4: 3%Cr3+,0.6%Al3+ và phủ lên chip LED xanh lam 450 nm cho kết quả LED trắng có tọa độ màu x=0.3783 and y=0.3520, nhiệt độ màu là 3858 K và chỉ số hoàn màu là 91.
- Vật liệu Zn2SnO4: 3%Cr3+ có phổ kích thích cho hấp thụ mạnh trong vùng ánh sáng xanh lam với cực đại hấp thụ tại 460 nm và phổ phát xạ hồng ngoại với cực đại phát xạ ở 740 nm. Đối với vật liệu Zn2SnO4: 3%Cr3+, Al3+ thì phổ kích thích và phổ phát xạ của vật liệu này cho hấp thụ mạnh trong vùng ánh sáng xanh lam với cực đại hấp thụ tại 450 nm và phát xạ trong vùng đỏ xa với cực đại phát xạ tại 730 nm. Phổ phát xạ của vật liệu này bị dịch về phía bước sóng ngắn 10 nm so với đỉnh phát xạ của vật liệu Zn2SnO4: 3%Cr3+. LED chế tạo bởi Chip LED xanh lục phủ bột huỳnh quang Zn2SnO4: Cr3+ hoặc bột huỳnh quang Zn2SnO4: Cr3+, Al3+ có hiệu suất tương ứng là 6.6% và 16.3%.
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
1. L.T.T. Vien, Nguyen Tu, Manh Trung Tran, Nguyen Van Du, D.H. Nguyen, D. X. Viet, N.V. Quang, D.Q. Trung, P.T. Huy D.H. Nguyen, D. X. Viet, N.V. Quang, D.Q. Trung, P.T. Huy (2020), “A new far-red emission from Zn2SnO4 powder synthesized by modified solid state reaction method”, Optical materials, vol. 100, 109670, pp. 1-9.
2. L. T. T. Vien, N. Tu, D. X. Viet, D. D. Anh, D. H. Nguyen and P. T. Huy, (2020), “Mn2+-doped Zn2SnO4 green phosphor and P. T. Huy, (2020), “Mn2+-doped Zn2SnO4 green phosphor for WLED applications”, Journal of Luminescence, vol 227, 117522, pp. 1-9.
3. L.T.T Vien, Nguyen Tu, T.T. Phuong, N.T. Tuan, N.V. Quang, H. Van Bui, Anh-Tuan Duong, D.Q. Trung and P.T Quang, H. Van Bui, Anh-Tuan Duong, D.Q. Trung and P.T Huy (2019), “Facile synthesis of single phase α- Zn2SiO4:Mn2+ phosphor via high-energy planetary ball
milling and post-annealing method”, Journal of
Luminescence, vol. 215, 116612,pp. 1-8.
4. L.T.T Vien, Nguyen Tu, N.Tri Tuan, N.D Hung, D.X Viet, N.T Khoi and P.T Huy (2018), “Near infrared-emitting N.T Khoi and P.T Huy (2018), “Near infrared-emitting Zn2SiO4 powders produced by high-energy planetary ball milling technique”, Vietnam Journal of Science and Technology, vol. 56, pp. 212-218.
5. L.T.T. Viễn, T.T. Phương, N. Tư, N.T Tuấn, N.T Khôi và P.T. Huy (2017), “Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất P.T. Huy (2017), “Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất quang của vật liệu Zn2SiO4 không pha tạp và pha tạp Mn2+ chế tạo bằng phương pháp nghiền bi hành tinh năng lượng cao”, Proceeding of the tenth national conference on solid state physics and material sciences (SPMS-2017), pp. 594- 598.
6. L.T.T. Viễn, N.V. Quang, N. T, N.T. Tuấn, N.T Khôi và P.T. Huy (2017), “Khảo sát tính chất quang của vật liệu tổ hợp Huy (2017), “Khảo sát tính chất quang của vật liệu tổ hợp ZnO-SnO2 chế tạo bằng phương pháp nghiền bi hành tinh năng lượng cao”, Proceeding of the tenth national conference on solid state physics and material sciences (SPMS-2017), pp. 88-593.