KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1.2.2. Sự phụ thuộc tính chất quang vào tỷ lệ pha tạp ion Eu3+
Trên cơ sở vật liệu nung ở 11000C cho phát xạ mạnh nhất, chúng tôi khảo sát sự phụ thuộc tính chất quang của các mẫu nung ở nhiệt độ này vào tỷ lệ pha tạp ion Eu3+.
33
Hình 3.8. Phổ huỳnh quang của bột Sr6P5BO20 thiêu kết ở nhiệt độ 11000C, với tỷ lệ pha tạp từ 1 đến 15% ion Eu3+ , đo ở nhiệt độ phòng.
Hình 3.8 trình bày phổ huỳnh quang của bột Sr6P5BO20 thiêu kết ở nhiệt độ 11000C, với tỷ lệ pha tạp từ 1 đến 15% ion Eu3+ , đo ở nhiệt độ phòng dưới bước sóng kích thích 393 nm. Kết quả cho thấy, với tỷ lệ pha tạp khác nhau phổ huỳnh quang của vật liệu vẫn có các đỉnh phát xạ vùng đỏ tại 570 nm, 582 nm, 605 nm, 645 nm, 677 nm và 695 nm, tương ứng với các bước sóng đặc trưng của ion Eu3+, đỉnh phát xạ mạnh nhất là 605 nm tương ứng với quá trình dịch chuyển mức năng lượng từ 5D0 về 7F2 của ion này. Khi tỷ lệ pha tạp ion Eu3+ tăng lên thì cường độ huỳnh quang tăng lên. Điều này được giải thích là khi lượng Eu tăng lên thì sự thay thế của nguyên tử Eu vào các vị trí của Sr trong mạng nền tinh thể của vật liệu tăng. Khi các tâm phát xạ này tăng lên làm cho cường độ huỳnh quang cũng tăng lên. Nhưng phổ phát xạ của các ion Eu3+ trong các mẫu có nồng độ Eu khác nhau cho thấycường độ phát xạ mạnh nhất không phải ở mẫu có nồng độ Eu cao nhất. Cường độ huỳnh quang mạnh nhất quan sát thấy ở mẫu chứa 5% Eu3+. Mẫu có nồng độ Eu3+cao nhất (15%, đường tím dưới cùng) có cường độ yếu hơn hẳn, thể hiện hiệu ứng dập tắt huỳnh quang bởi nồng độ. Trong quá trình vật liệu đóng rắn ở nhiệt độ cao, các cation Eu3+ có liên kết kém với mạng nền, dễ dẫn đến việc chúng kết tập ở bên trong mạng nền và kết tủa ở dạng các đám Eu2O3. Hiện tượng này tăng khi nồng độ Eu3+ trong mẫu tăng. Sự kết đám này ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất huỳnh quang của vật liệu, nó được gọi là ảnh hưởng của sự kết đám
34
đến huỳnh quang của các ion đất hiếm. Khi các ion đất hiếm tập trung thành đám, hiệu suất huỳnh quang giảm mạnh do sự truyền năng lượng giữa các ion tăng lên.
Như vậy trong nghiên cứu của chúng tôi bột huỳnh quang Sr6P5BO20 pha tạp ion Eu3+ phát quang tốt nhất khi được thiêu kết ở 11000C với tỷ lệ pha tạp 5% ion Eu3+.