KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.2.2. Tính chất quang của vật liệu
Hình 3.12 trình bày phổ huỳnh quang của một mẫu Y2O3 pha tạp 8% Eu, thiêu kết ở 10000C. Kết quả cho thấy vật liệu phát xạ mạnh trong vùng ánh sáng đỏ, bước sóng từ 580 nm đến 715 nm. Đây là các đỉnh phát xạ đặc trưng của ion Eu3+ trong trường tinh thể của vật liệu. Các đỉnh phát xạ này được tạo bởi sự dịch chuyển mức năng lượng của ion Eu3+ từ trạng thái kích thích 5D0 về các trạng thái có mức năng lượng thấp hơn 7FJ (j = 0, 1, …6). Trong các đỉnh phát xạ này, đỉnh phát xạ 612 nm có cường độ lớn nhất. Bức xạ này được quy cho sự dịch chuyển mức năng lượng từ trạng thái 5D0 về các trạng thái có mức năng lượng thấp hơn 7F2 của ion Eu3+ trong trường tinh thể của vật liệu.
Hình 3.12. Phổ huỳnh quang của bột huỳnh quang Y2O3 pha tạp 8% Eu, thiêu kết 10000C
Ta nhận thấy rằng đỉnh phát xạ 612 nm tương ứng với quá trình dịch chuyển mức năng lượng 5D0 về 7F2 chiếm ưu thế hoàn toàn đối với các đỉnh phát xạ khác. Điều này được giải thích là mạng nên tinh thể của vật liệu có cấu trúc lập phương nên xác suất tích lũy điện tử ở trạng thái này là trạng thái lưỡng cực điện [25] được tăng cường. Còn các quá trình dịch chuyển về các trạng thái còn lại bị cấm bởi quy tắc chẵn lẻ
37
lượng tử. Đặc biệt các đỉnh phát xạ tương ứng với quá trình dịch chuyển 5D0 về 7F1và
7
F4 tương tương với dịch chuyển lưỡng cực từ bị hạn chế.
So sánh phát xạ của bột huỳnh quang Y2O3 và Sr6B(PO4)5 pha tạp ion Eu3+ có thể thấy rằng các vật liệu đều phát xạ mạnh vùng ánh sáng đỏ với quá trình dịch chuyển đặc trưng của ion Eu3+ từ trạng thái 5D0 về 7Fj (j = 0, 1…6) trong đó đỉnh phát xạ tương ứng với dịch chuyển từ trạng thái 5D0 về 7F2 là lớn nhất. Tuy nhiên, tỉ lệ cường độ các đỉnh còn lại với đỉnh phát xạ này thì khác nhau lớn vì cấu trúc tinh thể của các mạng nền khác nhau thì sẽ làm tăng xác suất tích lũy điện tử ở các trạng thái lưỡng cực điện hay lưỡng cực từ là khác nhau.
Hình 3.13. Phổ kích thích huỳnh quang ứng với bước sóng phát xạ 612 nm
Hình 3.13 trình bày phổ kích thích huỳnh quang ứng với phát xạ 612 nm cho thấy vật liệu hấp thụ mạnh ở bước sóng 393 nm và 467nm. Các đỉnh hấp thụ này là sự dịch chuyển mức năng lượng của ion Eu3+ từ trạng thái cơ bản 7F0 lên trạng thái 5L6 và 5D2
[25]. Để so sánh với phát xạ của ion Eu3+ trong nền Sr6B(PO4)5, chúng tôi cũng tiến hành khảo sát tính chất quang của bột huỳnh quang Y2O3 pha tạp ion Eu3+ dưới bước sóng kích thích 393 nm.