Phổ phát quang này gồm 2 đám: đám xanh lam với cực đại ở khoảng 437 nm do các tâm sai hỏng tự kích hoạt hình thành bởi các nút khuyết của kẽm bên trong mạng tinh thể ZnS và đám da cam – vàng với cực đại khoảng 600 nm đặc trưng dịch chuyển bức xạ từ 4
T16
A1 trong lớp vỏ điện tử 3d5 của các ion Mn2+ [17]. Hai đám này nằm ở hai vùng khá xa nhau. Khi tăng dần nồng độ Mn thì cường độ của đám xanh lam tăng chậm còn cường độ của đám da cam – vàng tăng nhanh. Ở đây chưa quan sát thấy sự giảm cường độ phát quang khi tăng nồng độ của Mn2+ như trong các tài liệu [16-19], điều này là do nồng độ Mn2+
CHƢƠNG 2
MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP CHẾ TẠO, BỌC PHỦ CHẤT HOẠT HÓA BỀ MẶT VẬT LIỆU NANO ZnS:Mn VÀ THIẾT BỊ THỰC NGHIỆM 2.1. Một số phƣơng pháp chế tạo vật liệu nano ZnS:Mn.
2.1.1. Phƣơng pháp thủy nhiệt.
Phương pháp thủy nhiệt là phương pháp trong ngành hóa vật liệu dùng để thu các vật liệu vơ cơ có cấu trúc nano tinh thể. Tổng hợp thủy nhiệt là q trình tổng hợp có nước tham gia với vai trị của chất xúc tác, xảy ra ở nhiệt độ cao (lớn hơn 1000C) và áp suất lớn (lớn hơn vài atm). Trong phương pháp này người ta sử dụng khả năng hòa tan trong nước của hầu hết các chất vô cơ ở nhiệt độ cao, áp suất lớn và sự tinh thể hóa của chất lỏng vật liệu hòa tan.
Dựa vào các kết quả thực nghiệm, ta thấy khoảng nhiệt độ được dùng trong quá trình thủy nhiệt từ 1000C đến 18000C, áp suất khoảng 15 atm đến 104
atm. Các thí nghiệm dùng phương pháp thủy nhiệt được giữ ổn định, tránh rung động ở nhiệt độ và áp suất không đổi.
I IIp1,2 IIIp1 IIIp2 P2 > P1 Dạng lỏng và tinh thể Dạng lỏng Chất lỏng quá bão hòa ở áp suất p2 P1 Kết tinh tự phát S ự kế t t inh Nhiệt độ
Đầu tiên, chất lỏng thủy nhiệt chỉ bao gồm nước và các tiền chất (điểm I trên đồ thị). Các tiền chất này liên tục bị hòa tan, khiến cho nồng độ của chúng trong hỗn hợp lỏng ngày càng tăng lên. Thậm chí, khi vượt qua điểm giới hạn bão hòa (điểm quá bão hịa – điểm II) thì vật liệu tiền chất vẫn tiếp tục bị hòa tan. Do cùng điều kiện thì tiền chất thủy tinh sẽ bị tan nhanh hơn là các tiền chất kết tinh. Độ rộng vùng quá bão hòa phụ thuộc vào áp suất (tăng khi áp suất tăng) và độ rộng của tiền chất thủy tinh cũng lớn hơn so với tiền chất là tinh thể. Các phần tử cấu thành nên dung dịch ở giai đoạn này có kích thước nhỏ bé, do các phần tử có kích thước to hơn đã bị thủy phân hoặc khơng bền trong điều kiện áp suất cao, nhiệt độ lớn. Tại một điểm quá bão hòa nhất định (điểm III) xảy ra quá trình kết tinh tự phát, nồng độ chất trong dung dịch giảm và ta thu được sản phẩm. Nhiệt độ, áp suất nước và thời gian phản ứng là ba thơng số chính trong phương pháp thủy nhiệt. Nhiệt độ đóng vai trị quan trọng cho sự hình thành sản phẩm cũng như ổn định nhiệt động học của các pha sản phẩm. Áp suất cần thiết cho sự hòa tan, khoảng quá bão hòa tạo ra sự tinh thể hóa cũng như góp phần tạo ra sự ổn định nhiệt động học của pha sản phẩm. Thời gian cũng là một thông số quan trọng bởi vì các pha ổn định diễn ra trong thời gian ngắn, còn các pha cân bằng nhiệt động học lại có xu hướng hình thành sau một khoảng thời gian dài.
Ưu điểm:
+ Có khả năng điều chỉnh kích thước hạt bằng nhiệt độ thủy nhiệt. + Có khả năng điều chỉnh hình dạng các hạt bằng các vật liệu ban đầu.
+ Thu được sản phẩm chất lượng cao từ các vật liệu không tinh khiết ban đầu. + Có thể dùng các nguyên liệu rẻ tiền để tạo các sản phẩm có giá trị.
+ Có thể sử dụng nhiều nguyên liệu vào khác nhau.
+ Là phương pháp đơn giản chế tạo tinh thể dưới nhiệt độ và áp suất cao.