Để khảo sát tính chất quang của vật liệu, chúng tôi tiến hành đo phổ huỳnh
quang (PL) và phổ kích thích huỳnh quang (PLE). Kết quả khảo sát được thể
hiện trên hình 3.5.
Hình 3.5. Phổ huỳnh quang (b) và kích thích huỳnh quang (a) của bột ZnAl2O4 pha tạp ion Ce3+ nung ở nhiệt độ 1100 oC trong khoảng thời gian 2 giờ.
Trên phổ huỳnh quang hình 3.5.b được kích thích bởi bước sóng 310nm
của đèn XE cho thấy một dải phát xạ từ 350-850nm, trong đó có các đỉnh phát
xạ chính 400nm, 500nm, 590nm , 699nm, 760nm. Các đỉnh phát xạ có thể có
nguồn gốc như sau:
1. Đỉnh phát xạ 400nm liên quan đến các chuyển mức phát xạ của mạng nền ZnAl2O4.
2. Đỉnh phát xạ 500nm liên quan đến các mức phát xạ từ 5D0-> 2F5/2 của tạp Ce3+trong mạng nềnZnAl2O4.
3. Đỉnh phát xạ 590nm liên quan đến các mức phát xạ từ 5D0-> 2F7/2 của tạp Ce3+trong mạng nền ZnAl2O4.
4. Đỉnh phát xạ 700nm,760nm do các chuyển mức phát xạ liên quan đến các nút khuyết oxi (các trạng thái ion hóa của oxi).
Trên phổ huỳnh quang hình 3.5.b tại 1100oC với các nồng độ Ce khác nhau
với nồng độ pha tạp thấp 1%thì các phát xạ thu được chủ yếu liên quan đến phát xạ của mạng nền . Khi tăng nồng độ pha tạp thì cường độ phát xạ liên quan đến tạp chất tăng , ngoài ra các phát xạ liên quan đến nút khuyết oxi cũng tăng.
Để tìm hiểu nguồn gốc của các đỉnh phát xạ này, chúng tôi tiến hành đo phổ kích thích huỳnh quang (PLE) . Trên hình 3.5a là phổ PLE đo ở các bước sóng phát xạ khác nhau cho thấy khi kích thích các đỉnh phát xạ khác nhau thì phổ PLE cho khả năng hấp thụ kích thích mạnh nhất ở bước sóng 310nm đối với phát xạ 400nm. Phát xạ 500nm cũng nhận kích thích mạnh nhất ở 310nm. Ngoài ra các phát xạ trong vùng vàng cam 590nm và đỏ xa 699nm thì nhận kích thích ở vùng tử ngoại dưới 250nm.