Cỏc mẫu ZnS:Mn được chế tạo với hàm lượng Mn dựng để thay thế (theo
số mol) cho Zn là 9% ( =9%
Zn Mn
n n
). Với nồng độ mol của cỏc dung dịch muối dựng để tổng hợp mẫu như trờn, ta cú quy tắc dựng để pha trộn tỉ lệ dung dịch 1 và 2 như sau: 1 . 2 100 9 dd dd V V = (2.1)
(Với Vdd1 , Vdd2 lần lượt là thể tớch dung dịch 1 và 2)
Sở dĩ chỳng tụi chọn tỉ lệ Mn thay thế 9% là vỡ theo cỏc nhúm nghiờn cứu , khi thay đổi hàm lượng pha tạp Mn trong bỏn dẫn chủ ZnS chế tạo bằng phương phỏp húa ướt, cỏc tỏc giả đó nhận được mẫu bột ZnS:Mn với hàm lượng 9%Mn cho đỉnh phỏt xạ ở bước súng 600nm mạnh nhất. Kết quả cho thấy vật liệu này cú ứng dụng triển vọng cho cỏc nguồn sỏng phỏt xạ ỏnh sỏng tại bước súng 600nm.
Chỳng tụi điều chỉnh pH của cỏc dung dịch trờn bằng 5 trước khi cho phản ứng xảy ra. Sở dĩ như vậy là vỡ theo nhúm tỏc giả nghiờn cứu sự ảnh hưởng của độ pH đến tớnh chất của mẫu ZnS, kết quả nghiờn cứu cho thấy cỏc mẫu ZnS cú độ pH=5 mẫu kết tinh đơn pha và cho phổ phỏt quang tốt nhất.
Chế tạo mẫu bột ZnS:Mn khụng bọc phủ Polymer
Bước 1: Cỏc dung dịch 1 và 2 được trộn đều vào nhau bằng mỏy khuấy từ ở nhiệt độ phũng với tỉ lệ thớch hợp nhằm tạo ra vật liệu
ZnS:Mn_9%. Sau đú hỗn hợp dung dịch được chỉnh với pH=5 bằng dung dịch Axit axetic (CH3COOH) và Natri axetat (CH3COONa).
Bước 2: Nhỏ từ từ dung dịch 3 (đó điều chỉnh pH=5) vào hỗn hợp trờn.
Thời gian để phản ứng hết dung dịch vào khoảng 30 phỳt. Khi đú trong dung dịch xảy ra phản ứng:
Zn(CH3COO)2 + Na2S → ZnS↓ + 2CH3COONa Mn(CH3COO)2 + Na2S → MnS↓ + 2CH3COONa
Bước 3:Quay ly tõm và rửa kết tủa
Chỳng tụi tỏch kết tủa bằng cỏch cho toàn bộ dung dịch sau phản ứng vào mỏy quay ly tõm, quay khoảng 5 phỳt lại gạn bỏ lớp dung dịch phớa trờn kết tủa, tiếp tục rửa kết tủa bằng dung mụi CH3OH:H2O (1:1) sau vài lần chỳng ta thu được kết tủa sạch.
Buớc 4:Xử lý nhiệt
Kết tủa được sấy ở 50OC bằng tủ sấy chõn khụng. Sản phẩm thu được ở dạng bột mịn màu trắng.
Hỡnh 2.1: Sơ đồ túm tắt quy trỡnh tổng hợp bột nano tinh thể ZnS:Mn
Chế tạo mẫu màng ZnS:Mn khụng bọc phủ polymer
Để chế tạo mẫu màng ZnS:Mn, cỏc kết tủa ZnS:Mn (chưa sấy) được phõn tỏn vào trong dung mụi CH3OH:H2O (tỉ lệ 1:1). Màng được chế tạo bằng phương phỏp quay phủ thụng thường. Quỏ trỡnh quay phủ được thực hiện theo 4 bước: (a) nhỏ dung dịch cần phủ lờn đế, (b) bắt đầu xoay ly tõm, (c) kết thỳc xoay ly tõm, (d) bay hơi dung dịch. Thời gian thực hiện giữa bước (b) và bước (c) khảng 30s. Tốc độ xoay ly tõm là 3000(vũng/phỳt). Đế được sử dụng để tạo màng là lam kớnh thủy tinh Đức với kớch thước 22ì22ì0.25mm3.
Cỏc mẫu bột và màng ZnS:Mn được xử lý ở cỏc nhiệt độ 80oC, 200oC, 300oC và 400oC trong mụi trường khớ Nitơ bằng lũ cú điều khiển nhiệt độ theo
Zn(CH3COO)2.2H2O 0,1M (dd1) Mn(CH3COO)2.4H2O 0,1M (dd2) Na2S.9H2O 0,1M (dd3) pH=5 Khuấy đều, to=300K, 30 phỳt Zn(CH3COO)2 + Na2S → ZnS↓ + 2CH3COONa Mn(CH3COO)2 + Na2S → MnS↓ + 2CH3COONa
Sấy khụ ở ỏp suất thấp (200mbar) to=50oC, 48h
Sấy khụ ở ỏp suất thấp (200mbar) to=50oC, 48h
Tỏch kết tủa bằng mỏy quay li tõm Rửa vài lần với CH3OH:H2O(1:1)
độ là 6oC/phỳt, duy trỡ ở nhiệt độ này trong vũng 1 giờ, sau đú hạ nhiệt độ lũ đến nhiệt độ phũng.
Với quy trỡnh như trờn chỳng tụi đó chế tạo được 8 mẫu (4 mẫu bột và 4
mẫu màng ) với tờn lần lượt cỏc mẫu là: B-80, B-200, B-300, B-400 và M-80,
M-200, M-300, M-400.