KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1.2.1. Sự phụ thuộc tính chất quang của bột huỳnh quang Sr6P5BO20 pha tạp ion Eu3+ vào nhiệt độ thiêu kết
Eu3+ vào nhiệt độ thiêu kết
Hình 3.6. trình bày phổ huỳnh quang của vật liệu với nhiệt độ thiêu kết từ 6000C đến 13000C và có tỷ lệ pha tạp 2 % ion Eu3+ được đo ở nhiệt độ phòng với bước sóng kích thích 393 nm. Kết quả cho thấy vật liệu phát xạ mạnh vùng bức xạ màu đỏ với các bức xạ đặc trưng của ion Eu3+ trong mạng nền tinh thể của vật liệu. Trong đó đỉnh bức xạ 605 nm vẫn là đỉnh phát xạ mạnh nhất. Khi nhiệt độ thiêu kết tăng từ 6000C đến 11000C thì cường độ huỳnh quang của vật liệu có xu hướng tăng lên, khi nhiệt độ thiêu kết vật liệu đạt đến 11000C thì cường độ huỳnh quang của vật liệu là lớn nhất.
Điều này được giải thích là, khi nhiệt độ thiêu kết tăng, vật liệu kết tinh tốt hơn, cấu trúc tinh thể thái ổn định hơn, đồng thời sự thế chỗ của các tâm phát xạ ion Eu3+ vào vị trí của ion Sr3+ trong mạng nền cũng tăng lên dẫn đến cường độ phát xạ huỳnh quang của vật liệu tăng lên. Ngoài ra, các nhóm hydroxit trong vật liệu cũng là tác nhân làm giảm huỳnh quang, các nhóm này có mức năng lượng phonon cao dẫn đến xác suất hồi phục không bức xạ là cao, khi nhiệt độ thiêu kết tăng làm giảm sự có mặt
32
của các nhóm này, dẫn đến huỳnh quang của vật liệu tăng. Lượng các nhóm hydroxit trong bột bị giảm đi khi nhiệt độ nung tăng lên là do bốc hơi. Như vậy sự nung thiêu kết ở nhiệt độ cao là cần thiết để làm giảm một cách có hiệu quả các nhóm hydroxyt, làm tăng hiệu suất huỳnh quang. Lúc này cấu trúc tinh thể bị phá vỡ, dẫn đến trường tinh thể thay đổi, đồng thời vị trí của các tâm phát xạ bị thay đổi, các ion Eu3+ có thể bị kết đám lại với nhau, dẫn đến hiệu suất huỳnh quang giảm.
Hình 3.6. Phổ huỳnh quang của bột Sr6P5BO20 pha tạp 2 % ion Eu3+ , thiêu kết từ 6000C đến 13000C đo ở nhiệt độ phòng (trái) và vạch phát xạ tại 605 nm trong các phổ tương ứng (phải)
Hình 3.7. Phụ thuộc cường độ huỳnh quang của đỉnh phát xạ 580 nm; 605 nm; 695 nm vào nhiệt độ thiêu kết.
Qua thực nghiệm chế tạo chúng tôi thấy rằng nhiệt độ nung phù hợp hơn cả đối với bột huỳnh quang Sr6P5BO20 pha tạpion Eu là 11000C. Hình 3.7. trình bày sự phụ thuộc của cường độ huỳnh quang của vật liệu vào nhiệt độ thiêu kết. Tất cả các đỉnh phát xạ tương ứng đều có cường độ lớn nhất đối với mẫu nung ở 11000C.