5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
3.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến tính chất quang của bột huỳnh quang
BaMgAl10O17: Cr3+
Nhiệt độ ủ của vật liệu không chỉ ảnh hưởng tới pha tinh thể, hình thái bề mặt, kích thước hạt mà còn ảnh hưởng mạnh đến tính chất quang của vật liệu vì sự tồn tại của các pha và sự hoàn thiện cấu trúc vật liệu thay đổi theo nhiệt độ. Để khảo sát sự phụ thuộc của tính chất quang của vật liệu vào nhiệt độ và xác định điều kiện tối ưu để tổng hợp vật liệu như mong muốn, chúng tôi tiến hành đo phổ huỳnh quang với cùng một tỷ lệ pha tạp nhưng ủ ở các nhiệt độ khác nhau.
Hình 3.5 là phổ huỳnh quang của vật liệu BaMgAl10O17: Cr3+ pha tạp 1% Cr3+ ủ ở nhiệt độ từ 1000 ÷ 1500 oC được đo ở bước sóng kích thích 410nm.
Kết quả cho thấy ở nhiệt độ dưới 1100 oC, huỳnh quang phát xạ của BaMgAl10O17: Cr3+ rất yếu, mặc dù đã xuất hiện đỉnh phát quang khi nung ở 1100 oC. Khi nhiệt độ tăng lên từ 1200÷1400oC thì cường độ huỳnh quang tăng dần và mạnh nhất ở 1400 oC. Nguyên nhân là vì: Khi nhiệt độ ủ tăng lên thì kích thước bề mặt tăng lên, hình thái bề mặt, cấu trúc pha của vật liệu và các pha hoàn thiện dần làm cho quá trình tán xạ ở bề mặt vật liệu giảm, đồng thời, sự bức xạ của các tâm phát quang Cr3+ tăng lên làm cho cường độ huỳnh quang tăng lên. Không chỉ thế, khi nhiệt độ tăng thì ion Cr3+ thay thế vào vị trí
của Al3+ trong mạng nền tốt hơn, làm cho số tâm phát quang tăng lên và dẫn đến cường độ huỳnh quang tăng lên. Khi nhiệt độ lớn hơn 1400 oC thì cường độ huỳnh quang giảm vì khi nhiệt độ ủ cao lên đến 1500 oC, các hạt có thể kết dính với nhau nhiều hơn và có thể hình thành nên các sai hỏng bề mặt hoặc là các sai hỏng của mạng tinh thể phát triển. Chính những lý do trên dẫn đến cường độ huỳnh quang của vật liệu ở nhiệt độ trên 1400 oC giảm. Tuy nhiên nguyên nhân này chưa được đánh giá bằng số liệu thực nghiệm. Đề tài cần thêm thời gian để tiếp tục nghiên cứu và đánh giá và đưa ra nguyên nhân chính xác trong thời gian nghiên cứu tới.
Hình 3.5. Phổ huỳnh quang của mẫu bột BaMgAl10O17: Cr3+ pha tạp 1% Cr3+ ủ ở nhiệt độ từ 1000 ÷ 1500 oC
Như vậy từ kết quả khảo sát cho thấy bột huỳnh quang BaMgAl10O17: Cr3+ pha tạp 1% Cr3+ phát quang mạnh trong cùng ánh sáng đỏ ở nhiệt độ 1400 oC.