III. Kết quả và biện luận
1. Sự phụ thuộc của phô phátq uang của luminophor ZnS vào nh iêt đô n u n g và th ờ i g ia n nung.
H ình 1 là phổ p h á t quang của luminophor ZnS (QL1) ở 300 K khi kích thích bằng bước sóng bước sóng 365 nm của đèn thuỷ ngân HBO-502. Phổ phát quang của các mẫu được nung ơ cac nhiệt độ khác nhau trong thòi gian 15 phút có câu trúc phổ tương tự nhau: gồm nhiều đám rộng trong vùng bước sóng từ 410 nm đến 620 nm. Trong đó đám m àu xanh da tròi ở khoảng (482 nm - 487 nm) có cường độ lớn và đám xanh lá cây ỏ khoảng 550 nm có cường độ nhỏ hơn.
ffauj 482 nm 1 6x10"* 1 3 850 c 1.4x104 A . / V b 920ec 7 / í^ \ \ c 960 *c 1.2x104 / / \ \ d 980'c Ị Ị \ \ e 1000’C 1 0 x 1 0 4 Ị It v \ f 1050 Bc ỉ ỉ w 9 1100 °c 8.0x10's - / / / r - J t u V l 6 .0 x 1 0 5- / / ¥ Ị Ị ĩ 4.0x10 s H ữ /s ' \ ỊỊf r \ . 2 0x10'4 / / / 0.0 Hình 1: Phổ p h át quang của lum inophor ZnS (QLl) ỏ 300 K khi kích thích bằng bước sóng 365 nm của đèn thuỷ ngân HBO-502 .
l(BUl
Hình 2: Phổ p hát quang của luminophor ZnS (QL2) ở 300 K khi kích thích bàng bước sóng 365 nm của đèn thuỷ ngân HBO-502 .
Phổ p h á t quang của tin h th ể ZnS có hai đám cơ bản [1,1,3]: đám m àu xanh lam ở 466 nm và đám m àu xanh da tròi ở 496 nm liên quan đến sự tái hợp bức xạ của các cập donor-acceptor. Trong đó, các donor là kẽm nằm xen kẽ giữa các n ú t mạng, các nút khuyết của lưu huỳnh hoặc clo th ay th ế lưu huỳnh (do ZnS là chất hấp thụ clo mạnh), còn các acceptor là các n ú t khuyết của kẽm. Chúng tôi xem rằng do hai đám này khá rộng và gần n h a u nên khi cường độ mỗi đám lân, chúng hoà vào nhau tạo nên đám ở khoảng (482 nm - 487 nm). Đám màu xanh lá cây có th ể liên quan đến sự dịch chuyển bức xạ của một tâm tạp chất nào đó không kiểm tra được có trong bột nguyên liệu ZnS hoặc trong quá trìn h nung m ẫu. Tạp chất này có thể là đồng hay phức chất của nhôm và n a tri [2,3].
Khi tăn g n h iệt độ nung m ẫu từ 850°c đến 1100°c, vị trí cực đại của đám màu xanh da tròi dịch chuyển chậm về phía có năng lượng lớn từ 487 nm đến 482 nm (khoảng 26.4 meV). Các m ẫu được nung ở nhiệt độ cao có cường độ phát quang lớn hơn các m ẫu được nung ỏ n h iệt độ th ấp vì khi nhiệt độ nung tăng sẽ làm tăng khố: lượng ZnS kêt tin h và sô" cặp donor-acceptor (hình 3).
H ình 2 là phổ p hát quang của luminophor ZnS (QL2) ở 300 K khi kích thích bằng bước sóng 365 nm của đèn thuỷ ngân HBO-502. Phổ phát quang của các mẫu được nung ở các khoảng thòi gian khác nhau ở 920 °c trong không khí có cấu trúc tương tự nhau và giông như phổ của m ẫu Q Ll. Tuy nhiên, vị trí của các đám phát quang gần như không th ay đôi, còn cường độ phát quang lại tăng vì thời gian nung mẫu càng dài làm khôi lượng ZnS kêt tin h và sô' cặp donor-acceptor càng tăng (hình 4)
H ình 3: sự phụ thuộc cường độ phát quang của đám m àu xanh da trài ở 300 K vào nhiệt độ nung mẫu.
Hình 4: sự phụ thuộc cường độ phát quang của đám màu xanh da trời ở 300 K vào thòi gian nung mẫu .
= 333 nm - 350 nm = 365 nm