Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của các vật liệu nano Ln3PO7 (Ln=La, Gd) pha tạp ion Eu3+ - Luận án tiến sĩ
"Nghiên cứu chế tạo và tính chất quang của vật liệu nano Ln3Po7LnLaGd pha tạp ion Eu3. Nghiên cứu nhằm cải thiện tính chất quang của vật liệu nano."
Luan An
Luận án tiến sĩ
Năm xuất bản
Số trang
131
Thời gian đọc
20 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
40 Point
Tổng quan nhanh
- Chủ đề:
- 1. Chế tạo vật liệu nano Ln3PO7:Eu3+ & phương pháp đặc trưng
- Số trang:
- 131 trang
- Trường:
- Học viện Khoa học và Công nghệ
- Chuyên ngành:
- Vật liệu quang học, quang điện tử và quang tử
- Tác giả:
- Ngô Khắc Không Minh
- Năm:
- 2024
Tóm tắt nội dung luận án
I. Chế tạo vật liệu nano Ln3PO7 Eu3 phương pháp đặc trưng
Nghiên cứu tập trung vào việc chế tạo và đặc trưng hóa các vật liệu nano phát quang tiên tiến. Các vật liệu này thuộc hệ Ln3PO7 (Ln=La, Gd) pha tạp ion đất hiếm Eu3+. Mục tiêu là khám phá tiềm năng của chúng trong các ứng dụng quang học. Phương pháp chế tạo được lựa chọn cần đảm bảo chất lượng và hiệu suất. Đồng thời, quá trình đặc trưng hóa cung cấp hiểu biết sâu sắc về cấu trúc và tính chất. Kết quả giúp tối ưu hóa vật liệu cho các mục đích cụ thể, đặc biệt là trong lĩnh vực quang điện tử.
1.1. Phương pháp chế tạo tiên tiến Phản ứng nổ
Phương pháp phản ứng nổ được ứng dụng để tổng hợp vật liệu nano Ln3PO7 (Ln=La, Gd) pha tạp ion đất hiếm Eu3+. Phương pháp này cho phép kiểm soát kích thước hạt hiệu quả, đảm bảo tính đồng nhất. Quy trình chuẩn bị dung dịch tiền chất được thực hiện cẩn thận. Nồng độ ion đất hiếm được chuẩn độ chính xác, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất quang học. Vật liệu nano thu được có cấu trúc tinh thể tốt, kích thước hạt nhỏ và phân bố đều. Điều này rất quan trọng đối với các tính chất quang của chúng.
1.2. Đặc trưng cấu trúc hình thái vật liệu nano
Cấu trúc tinh thể và hình thái học của vật liệu nano được xác định bằng nhiều kỹ thuật. Phân tích nhiệt (TG/DTA) cung cấp thông tin về quá trình hình thành pha. Phổ hồng ngoại (FTIR) khẳng định sự có mặt của các nhóm chức photphat. Nhiễu xạ tia X (XRD) xác định cấu trúc mạng nền photphat kim loại đất hiếm Ln3PO7 và độ tinh khiết. Kích thước hạt, hình dạng vật liệu nano được quan sát bằng hiển vi điện tử quét (SEM) và hiển vi điện tử truyền qua (TEM). Các phương pháp này đảm bảo vật liệu đạt chất lượng như mong muốn.
II. Đặc trưng quang huỳnh quang vật liệu nano Eu3 phát xạ
Nghiên cứu chuyên sâu về các đặc trưng quang huỳnh quang của vật liệu nano. Trọng tâm là phổ kích thích và phổ phát xạ của ion đất hiếm Eu3+. Việc phân tích chi tiết các dải chuyển dời quang học cung cấp cái nhìn về cơ chế phát quang. Các thông số liên quan đến hiệu suất phát quang được đánh giá. Phép đo quang huỳnh quang là chìa khóa để hiểu rõ tiềm năng ứng dụng của vật liệu. Từ đó, có thể điều chỉnh cấu trúc để đạt được tính chất mong muốn.
2.1. Phổ kích thích phổ phát xạ đặc trưng
Vật liệu nano phát quang hiển thị phổ kích thích huỳnh quang (PLE) rõ ràng. Dải kích thích rộng, mạnh xuất hiện trong vùng UV. Đây là dải chuyển điện tích (CTB - charge transfer band) từ oxy của mạng nền đến ion Eu3+. Các đỉnh hẹp hơn cũng được quan sát, tương ứng với chuyển dời hấp thụ nội 4f của ion đất hiếm Eu3+. Phổ phát xạ (PL) đặc trưng cho ion Eu3+. Phổ này bao gồm các đỉnh sắc nét, thể hiện chuyển dời quang học 5D0 -> 7FJ của Eu3+. Cường độ các đỉnh phát xạ thay đổi theo điều kiện tổng hợp.
2.2. Phân tích cường độ phát xạ 5D0 7FJ
Chuyển dời quang học 5D0 -> 7F2 là chuyển dời điện lưỡng cực. Nó nhạy cảm với môi trường tinh thể xung quanh ion Eu3+. Chuyển dời 5D0 -> 7F1 là chuyển dời lưỡng cực từ. Nó ít nhạy cảm hơn với môi trường tinh thể. Tỷ lệ cường độ giữa hai chuyển dời này cung cấp thông tin về tính đối xứng tại vị trí của ion Eu3+ trong mạng nền photphat kim loại đất hiếm Ln3PO7. Cường độ phát xạ là một chỉ số quan trọng về hiệu suất phát quang. Phân tích này đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế vật liệu mới.
III. Tối ưu hóa tính chất quang vật liệu nano Ln3PO7 Eu3
Việc tối ưu hóa các tính chất quang của vật liệu nano phát quang là yếu tố then chốt. Điều này đảm bảo hiệu suất cao nhất cho các ứng dụng thực tế. Nghiên cứu tập trung vào ảnh hưởng của các yếu tố tổng hợp như nhiệt độ và nồng độ pha tạp. Hiểu rõ mối quan hệ giữa các thông số này và quang huỳnh quang giúp điều chỉnh quy trình. Từ đó, có thể tạo ra vật liệu có cường độ phát xạ mạnh nhất và ổn định nhất. Hiện tượng dập tắt nồng độ cũng được kiểm soát.
3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ tổng hợp đến quang học
Nhiệt độ nung đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành cấu trúc tinh thể. Nhiệt độ nung tối ưu giúp vật liệu đạt độ kết tinh cao nhất. Điều này cải thiện hiệu quả phát quang của vật liệu nano Ln3PO7 pha tạp Eu3+. Cường độ phát xạ quang huỳnh quang tăng lên đáng kể khi đạt nhiệt độ nung lý tưởng. Sau đó, cường độ có thể giảm nếu nhiệt độ quá cao, gây ra sự phát triển hạt không mong muốn. Tối ưu hóa nhiệt độ là cần thiết để đạt cường độ phát xạ cực đại.
3.2. Ảnh hưởng nồng độ ion Eu3 và dập tắt
Nồng độ ion đất hiếm Eu3+ ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ quang huỳnh quang. Có một nồng độ pha tạp tối ưu cho vật liệu nano phát quang. Ở nồng độ thấp, cường độ phát xạ tăng theo nồng độ Eu3+. Tuy nhiên, khi nồng độ Eu3+ vượt quá giới hạn, hiện tượng dập tắt nồng độ (concentration quenching) xảy ra. Hiện tượng này làm giảm cường độ phát xạ. Các cơ chế như truyền năng lượng giữa các ion Eu3+ lân cận hoặc truyền năng lượng mạng nền - ion kích hoạt quá mức có thể gây ra dập tắt. Kiểm soát nồng độ là chìa khóa để duy trì hiệu suất.
IV. Cơ chế phát xạ quang dập tắt nồng độ ion Eu3
Việc nghiên cứu cơ chế phát xạ và các yếu tố gây dập tắt nồng độ là cốt lõi để phát triển vật liệu huỳnh quang hiệu quả. Phân tích lý thuyết Judd-Ofelt cung cấp các thông số định lượng về cường độ quang học. Đồng thời, tìm hiểu các con đường truyền năng lượng giữa các ion kích hoạt và mạng nền. Sự hiểu biết này giúp kiểm soát hiện tượng dập tắt nồng độ. Từ đó, thiết kế vật liệu có thời gian sống huỳnh quang dài và cường độ phát xạ ổn định. Đây là mục tiêu quan trọng trong nghiên cứu vật liệu nano phát quang.
4.1. Lý thuyết Judd Ofelt thông số phát xạ
Lý thuyết Judd-Ofelt được áp dụng để đánh giá các thông số cường độ quang học của ion Eu3+. Các thông số cường độ Ωλ (Ω2, Ω4, Ω6) được xác định từ phổ phát xạ. Giá trị của Ω2 đặc trưng cho tính đối xứng của môi trường tinh thể quanh ion Eu3+. Giá trị của Ω4 và Ω6 liên quan đến độ cứng của mạng nền và độ cộng hóa trị của liên kết. Các thông số này giúp dự đoán hiệu suất phát quang. Chúng cũng cung cấp thông tin về môi trường vi mô của ion kích hoạt, rất hữu ích cho thiết kế vật liệu.
4.2. Cơ chế truyền năng lượng dập tắt nồng độ
Hiện tượng dập tắt nồng độ xảy ra do các tương tác giữa các ion Eu3+ khi khoảng cách giữa chúng giảm. Cơ chế truyền năng lượng mạng nền - ion kích hoạt cũng đóng vai trò quan trọng. Khi nồng độ Eu3+ tăng, khả năng truyền năng lượng không bức xạ giữa các ion tăng lên. Điều này dẫn đến sự suy giảm thời gian sống huỳnh quang và cường độ phát xạ. Việc phân tích thời gian sống huỳnh quang cung cấp bằng chứng cụ thể về các cơ chế này. Hiểu rõ cơ chế giúp ngăn chặn hiện tượng dập tắt.
V. Ảnh hưởng mạng nền đến quang học vật liệu đất hiếm
Mạng nền photphat kim loại đất hiếm đóng vai trò quyết định đối với tính chất quang của vật liệu. Sự lựa chọn ion đất hiếm trong mạng nền (như La hay Gd) có thể thay đổi đáng kể môi trường tinh thể. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả phát xạ của ion Eu3+ pha tạp. Nghiên cứu so sánh giữa các mạng nền khác nhau giúp hiểu rõ hơn về mối quan hệ cấu trúc-tính chất. Từ đó, có thể chọn lọc hoặc thiết kế mạng nền lý tưởng để tối ưu hóa vật liệu nano phát quang cho các ứng dụng cụ thể. Sự tương tác giữa mạng nền và ion kích hoạt là chìa khóa.
5.1. So sánh mạng nền La3PO7 và Gd3PO7
Mạng nền photphat kim loại đất hiếm Ln3PO7 ảnh hưởng mạnh mẽ đến tính chất quang của ion Eu3+. Sự thay đổi ion đất hiếm trong mạng nền (La so với Gd) có thể làm thay đổi môi trường tinh thể xung quanh Eu3+. Điều này ảnh hưởng đến các chuyển dời quang học và cường độ phát xạ. Ví dụ, sự khác biệt về bán kính ion và cấu trúc điện tử của La và Gd có thể tác động đến trường tinh thể tại vị trí của Eu3+. Vật liệu nano Gd3PO7:Eu3+ và La3PO7:Eu3+ thể hiện các đặc tính quang huỳnh quang riêng biệt, với tiềm năng phát xạ mạnh mẽ. Các nghiên cứu chỉ ra rằng mạng nền Gd3PO7 có thể hỗ trợ truyền năng lượng hiệu quả hơn trong một số trường hợp.
5.2. Tối ưu hóa tính chất vật liệu phát quang
Việc lựa chọn mạng nền phù hợp là rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất quang. Mạng nền tốt cần có độ truyền sáng cao. Nó cần ít hấp thụ ở bước sóng kích thích và phát xạ của Eu3+. Đồng thời, mạng nền cũng cần tạo ra môi trường tinh thể thuận lợi. Môi trường này giúp tăng cường các chuyển dời quang học của ion đất hiếm Eu3+. Sự ổn định hóa học và nhiệt cũng là yếu tố cần xem xét. Một mạng nền được lựa chọn kỹ càng sẽ mang lại vật liệu phát quang vượt trội.
VI. Ứng dụng tiềm năng của vật liệu nano phát quang
Vật liệu nano phát quang pha tạp ion đất hiếm Eu3+ mang lại nhiều hứa hẹn cho các ứng dụng công nghệ cao. Khả năng phát xạ đỏ sắc nét và ổn định của Eu3+ là một lợi thế lớn. Các nghiên cứu mở ra nhiều hướng phát triển mới trong các lĩnh vực khác nhau. Từ công nghiệp chiếu sáng đến y sinh học, vật liệu này có thể đóng vai trò quan trọng. Tiềm năng ứng dụng của chúng rất rộng, thúc đẩy sự đổi mới trong khoa học vật liệu.
6.1. Tiềm năng trong chiếu sáng hiển thị
Các vật liệu nano phát quang pha tạp ion đất hiếm Eu3+ có nhiều ứng dụng tiềm năng. Chúng có thể được sử dụng trong các thiết bị chiếu sáng LED trắng. Khả năng phát xạ đỏ mạnh, sắc nét của Eu3+ rất phù hợp để tạo ra ánh sáng trắng chất lượng cao. Vật liệu này cũng thích hợp cho màn hình hiển thị chất lượng cao. Chúng cung cấp màu sắc trung thực, độ sáng ổn định và tuổi thọ lâu dài. Đây là những yếu tố quan trọng trong công nghệ hiển thị hiện đại.
6.2. Ứng dụng trong y sinh cảm biến quang học
Ngoài ra, vật liệu nano phát quang còn có ứng dụng trong lĩnh vực y sinh. Chúng có thể dùng làm tác nhân hình ảnh sinh học. Khả năng phát xạ trong vùng nhìn thấy của Eu3+ giúp dễ dàng phát hiện. Vật liệu này cũng có thể phát triển thành cảm biến quang học. Chúng phản ứng với các tác nhân môi trường khác nhau, mở ra nhiều hướng nghiên cứu mới. Độ nhạy và tính chọn lọc cao là ưu điểm của các vật liệu này trong ứng dụng cảm biến.
Mục lục chi tiết luận án
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (131 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bội BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- NGÔ KHẮC KHÔNG MINH CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC VẬT LIỆU NANO Ln3PO7 (Ln=La, Gd) PHA TẠP ION Eu3+ LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LIỆU QUANG HỌC, QUANG ĐIỆN TỬ VÀ QUANG TỬ Hà Nội, 2024 ii BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- NGÔ KHẮC KHÔNG MINH CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC VẬT LIỆU NANO Ln3PO7 (Ln=La, Gd) PHA TẠP ION Eu3+ LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LIỆU QUANG HỌC, QUANG ĐIỆN TỬ VÀ QUANG TỬ Mã số: 9 44 01 27 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. Lâm Thị Kiều Giang Hà Nội, 2024 iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đây công trình này là nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Vũ và TS. Lâm Thị Kiều Giang.
Các kết quả nghiên cứu trong luận án hoàn toàn trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả Ngô Khắc Không Minh iv LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Vũ và TS. Lâm Thị Kiều Giang, những người Thầy đã luôn luôn động viên, giúp đỡ tôi rất tận tình trong toàn bộ quá trình thực hiện luận án.
Tôi cũng chân thành cảm ơn tất cả quý thầy cô ở Học viện Khoa học và Công nghệ, cán bộ phòng Quang hóa điện tử, Viện Khoa học vật liệu đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn TS. Nguyễn Trọng Thành, PGS.TS Phan Văn Độ đã có những góp ý sâu sắc trong quá trình thực hiện luận án. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn TS.
Nguyễn Thanh Hường, TS. Hoàng Thị Khuyên, TS. Trần Thu Hương. Phạm Thị Liên, TS.
Ngô Quốc Luân đã động viên, khích lệ, cho tôi những lời khuyên hữu ích trong quá trình thực hiện luận án. Sau cùng, tôi xin cảm ơn NCS Thái Thị Diệu Hiền, thầy Trần Quốc Sử và tất cả đồng nghiệp, bạn bè và người thân trong gia đình đã luôn động viên, giúp đỡ cho tôi rất nhiều trong quá trình học tập và nghiên cứu. Hà Nội, ngày 24 tháng 6 năm 2024 Tác giả Ngô Khắc Không Minh v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. iv MỤC LỤC.
v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT. ix DANH MỤC CÁC HÌNH. x DANH MỤC CÁC BẢNG. xiii MỞ ĐẦU.
5 TỔNG QUAN VẬT LIỆU NANO CHỨA ION ĐẤT HIẾM PHÁT QUANG TRÊN NỀN Ln3PO7. Vật liệu nano. Vật liệu huỳnh quang. Vật liệu nano phát quang chứa ion đất hiếm.
Cấu tạo vỏ điện tử và tính chất quang của ion đất hiếm hóa trị ba .2 Sơ lược về mức năng lượng 4f.3 Chuyển dời hấp thụ quang học trong vùng năng lượng của các mức 4f. Sự dập tắt huỳnh quang do nồng độ ion pha tạp .4 Lý thuyết Judd-Ofelt. Xác định thông số cường độ Ωλ các chuyển dời quang học của ion Eu3+ .2 Ý nghĩa các thông số cường độ (Ωλ).3 Xác định các thông số phát xạ theo lý thuyết Judd - Ofelt. Tổng quan về vật liệu Ln3PO7.
Ảnh hưởng của mạng chủ lên tính chất huỳnh quang của ion Eu3+. Các công trình nghiên cứu vật liệu Ln3PO7. 22 vi CHƯƠNG 2. 25 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM .1 Phương pháp chế tạo vật liệu Ln3PO7:Eu3+ (Ln=La, Ga) .1 Phương pháp phản ứng pha rắn .2 Phương pháp Sol-gel.3 Phương pháp thủy nhiệt .4 Phương pháp phản ứng nổ .2 Chế tạo vật liệu Ln3PO7:Eu3+ (Ln=La, Gd) bằng phương pháp phản ứng nổ .2 Pha các dung dịch muối tiền chất .3 Chuẩn độ xác định nồng độ ion đất hiếm .3 Các phương pháp xác định cấu trúc, vi hình thái và tính chất quang của vật liệu.1 Phương pháp phân tích nhiệt .2 Phương pháp phổ hồng ngoại .3 Phương pháp nhiễu xạ tia X.4 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) .5 Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM) .6 Phương pháp phổ huỳnh quang .7 Phương pháp xác định thời gian sống huỳnh quang.
39 NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA VẬT LIỆU NANO Gd3PO7:Eu3+. Cấu trúc, hình thái của vật liệu Gd3PO7:Eu3+ .1 Kết quả phân tích nhiệt. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến cấu trúc của vật liệu .3 Ảnh hưởng của nồng độ ion pha tạp Eu3+ đến cấu trúc của vật liệu .4 Kết quả phân tích EDX .5 Kết quả phân tích phổ hồng ngoại .6 Kết quả phân tích ảnh SEM và HR-TEM. Tính chất quang của vật liệu Gd3PO7:Eu3+ .1 Phổ kích thích huỳnh quang của vật liệu Gd3PO7:5%Eu3+.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ tổng hợp đến tính chất quang của vật liệu Gd3PO7:5%Eu3+ .3 Ảnh hưởng của nồng độ ion pha tạp đến tính chất quang của vật liệu Gd3PO7:Eu3+.
Thời gian sống huỳnh quang của vật liệu Gd3PO7:Eu3+. Tính chất quang của các vật liệu Gd2O3:Eu3+, GdPO4:5%Eu3+ và GdP3O9:5%Eu3+ .1 Phổ kích thích huỳnh quang của các vật liệu Gd2O3:5%Eu3+, GdPO4:5%Eu3+ và GdP3O9:5%Eu3+ .2 Phổ huỳnh quang của các vật liệu Gd2O3:5%Eu3+, GdPO4:5%Eu3+ và GdP3O9:5%Eu3+ .3 Thời gian sống huỳnh quang của các mẫu Gd2O3:5%Eu3+, GdPO4:5%Eu3+ và GdP3O9:5%Eu3+. Các thông số cường độ Judd-Ofelt và thông số phát xạ của hệ vật liệu Gd2O3-P2O5 pha tạp ion Eu3+. Ảnh hưởng của ion Bi3+ đến tính chất quang của vật liệu Gd3PO7:Eu3+.
66 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3. 76 NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA VẬT LIỆU NANO La3PO7:Eu3+. Cấu trúc, hình thái của vật liệu La3PO7:Eu3+ .1 Kết quả phân tích nhiệt .2 Ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến cấu trúc của vật liệu .3 Ảnh hưởng của nồng độ ion pha tạp Eu3+ đến cấu trúc của vật liệu .4 Kết quả phân tích EDX .5 Kết quả phân tích phổ hồng ngoại .6 Kết quả phân tích SEM và HR-TEM .2 Nghiên cứu cấu trúc và hình thái của các vật liệu La2O3:5%Eu, LaPO4:5%Eu và LaP3O9:5%Eu. Tính chất quang của vật liệu La3PO7:Eu3+ .1 Phổ kích thích huỳnh quang và phonon sideband của vật liệu La3PO7:5%Eu3+ .2 Ảnh hưởng của nhiệt độ tổng hợp đến tính chất quang của vật liệu La3PO7:5%Eu3+ .3 Ảnh hưởng của nồng độ ion pha tạp đến tính chất quang của vật liệu La3PO7:5%Eu3+ .4 Thời gian sống huỳnh quang của vật liệu La3PO7:Eu3+.
Tính chất quang của các vật liệu La2O3:Eu3+, LaPO4:5%Eu3+ và LaP3O9:5%Eu3+ .1 Phổ kích thích huỳnh quang của các vật liệu La2O3:5%Eu3+, LaPO4:5%Eu3+ và LaP3O9:5%Eu3+ .2 Phổ huỳnh quang của các vật liệu La2O3:5%Eu3+, LaPO4:5%Eu3+ và LaP3O9:5%Eu3+ .3 Thời gian sống huỳnh quang của các loại vật liệu La2O3:5%Eu3+, LaPO4:5%Eu3+ và LaP3O9:5%Eu3+. Các thông số cường độ Judd-Ofelt và thông số phát xạ của hệ vật liệu La2O3-P2O5 pha tạp ion Eu3+. Ảnh hưởng của ion Bi3+ đến tính chất quang của vật liệu La3PO7:Eu3+. 104 KẾT LUẬN CHƯƠNG 4.
109 KẾT LUẬN CỦA LUẬN ÁN. 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 111 ix DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tên đầy đủ FT-IR Fourier Transform-Infrared Spectroscopy Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier PL Photoluminescence Huỳnh quang PLE Photoluminescence Excitation Kích thích huỳnh quang SEM Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét HR-TEM High resolution Transmission electron microscopy Kính hiển vi điện tử truyền qua có độ phân giải cao TG Thermogravimetry Phân tích nhiệt trọng lượng DTA Differential Thermal Analysis Phân tích nhiệt vi sai EXC Excitation wavelength Bước sóng kích thích EM Emission wavelength Bước sóng phát xạ NR Non radiation Chuyển dời không phát xạ XRD Xray diffraction x Nhiễu xạ tia X DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1. Sơ đồ của quá trình huỳnh quang: A là trạng thái cơ bản, A* là trạng thái kích thích, R là hồi phục bức xạ, NR là hồi phục không bức xạ.
Quá trình truyền năng lượng khi có mặt ion tăng nhạy. 3 Sơ đồ truyền năng lượng của ion Gd3+ sang Eu3+ [27]. 4 Giản đồ các mức năng lượng của các ion RE3+ (Dieke) [27]. 5 Sơ đồ cấu trúc năng lượng của ion Eu3+.
6 Sơ đồ cơ chế dập tắt huỳnh quang do sự di trú năng lượng. 7 Sự phục hồi chéo giữa các cặp tâm. 8 Sơ đồ chuyển dời quang học. 9 Phổ huỳnh quang của Eu3+ trong các vật liệu LaPO4:Eu3+ (trái) [10] và La3PO7:Eu3+ (phải) [55].
10 Cấu trúc tinh thể Ln3PO7 [56]. 1 Sơ đồ tổng hợp vật liệu nano phát quang Ln3PO7:Eu bằng phương pháp phản ứng nổ. 2 Hệ HR-TEM (JEM 2100, HSX: Jeol, Japan). 3 Sơ đồ khối một hệ đo huỳnh quang thông thường.
1 Giản đồ phân tích nhiệt mẫu tiền chất của vật liệu Gd3PO7:Eu3+. Giản đồ nhiễu xạ tia X của Gd3PO7:5% Eu3+ được tổng hợp ở các nhiệt độ khác nhau: 500ºC(a), 600ºC(b), 700ºC(d), 800ºC(d), 900ºC(e). Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu Gd3PO7: x% Eu3+ ở 900ºC (x=0,1(a), 1(b), 3(c), 5(d), 7(e), 9(f)). 4 Kết quả phân tích EDX của vật liệu Gd3PO7:5%Eu3+.
5 Phổ hồng ngoại của vật liệu Gd3PO7: 5% Eu3+. 6 Ảnh SEM của vật liệu Gd3PO7:5%Eu3+ nung ở 500ºC(a) và 900ºC(b). 7 Ảnh HR-TEM của vật liệu Gd3PO7:5%Eu3+ được nung ở 900ºC. 8 Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu vật liệu Gd2O3:5%Eu, GdPO4:5%Eu và GdP3O9:5%Eu.
9 Phổ kích thích huỳnh quang của vật liệu Gd3PO7:5%Eu3+. 10 Sơ đồ mức năng lượng của vật liệu Gd3PO7:5%Eu3+ với các cơ chế kích thích, truyền năng lượng và chuyển dời phát xạ .11 Phổ huỳnh quang của các mẫu Gd3PO7:5%Eu3+ được tổng hợp ở các nhiệt độ khác nhau. 12 Phổ huỳnh quang ứng với các chuyển dời 5D0 – 7F0 (A) và 5D0 – 7F1 (B) của vật liệu Gd3PO7 :5%Eu3+ .13 Phổ huỳnh quang của các mẫu Gd3PO7:x%Eu3+ nung ở 900ºC. 14 Sự phụ thuộc của log(I/x) theo logx của vật liệu Gd3PO7:x%Eu3+ .15 Đường cong suy giảm huỳnh quang của các vật liệu Gd3PO7:5%Eu3+ nung ở nhiệt độ khác nhau .16 Đường cong suy giảm huỳnh quang của vật liệu Gd3PO7:x%Eu3+ .17 Phổ kích thích huỳnh quang của các vật liệu Gd2O3:5%Eu3+, GdPO4:5%Eu3+ và GdP3O9:5%Eu3+.
18 Phổ huỳnh quang chuẩn hóa của Gd2O3:5%Eu3+, GdPO4:5%Eu3+ và GdP3O9:5%Eu3+. 19 Đường cong suy giảm huỳnh quang của vật liệu Gd2O3:5%Eu3+ GdPO4:5%Eu3+ và GdP3O9:5%Eu3+.20 Giản đồ nhiễu xạ tia X của vật liệu Gd3PO7:5%Eu (a) và Gd3PO7:5%Eu,3%Bi(b) 67 Hình 3.21 Phổ kích thích huỳnh quang của vật liệu Gd3PO7:5%Eu (a) và Gd3PO7:5%Eu,3%Bi(b). 22 Phổ huỳnh quang của vật liệu Gd3PO7:5%Eu (a) và Gd3PO7:5%Eu,3%Bi (b). 23 Sơ đồ truyền năng lượng của vật liệu Gd3PO7:Eu,Bi.
24 Phổ huỳnh quang của vật liệu Gd3PO7:5%Eu, x%Bi. 25 Sự phụ thuộc của log(I/C) theo logC của vật liệu Gd3PO7:5%Eu3+,x%Bi3+. 26 Đường cong suy giảm huỳnh quang của vật liệu Gd3PO7:5%Eu,x%Bi (x=0, 3). 1 Giản đồ phân tích nhiệt vật liệu La3PO7:Eu3+.
2 Giản đồ nhiễu xạ tia X của La3PO7: 5% Eu3+ được tổng hợp ở các nhiệt độ khác nhau. 3 Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu La3PO7: x% Eu3+ ở 800ºC.
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Trích dẫn luận án này
Ngô Khắc Không Minh (2024). Nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nano Ln3PO7 pha tạp Eu3+ [Luận án tiến sĩ, Học viện Khoa học và Công nghệ]. LuanAn.net. https://luanan.net/vat-ly/vat-ly-chat-ran/che-tao-va-nghien-cuu-tinh-chat-quang-cua-cac-vat-lieu-nano-ln-3-po-7-ln-la-gd
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nano Ln3PO7 pha tạp Eu3+" nghiên cứu về vấn đề gì?
"Nghiên cứu chế tạo và tính chất quang của vật liệu nano Ln3Po7LnLaGd pha tạp ion Eu3. Nghiên cứu nhằm cải thiện tính chất quang của vật liệu nano."
Luận án "Nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nano Ln3PO7 pha tạp Eu3+" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Học viện Khoa học và Công nghệ. Năm bảo vệ: 2024.
Luận án "Nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nano Ln3PO7 pha tạp Eu3+" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nano Ln3PO7 pha tạp Eu3+" thuộc chuyên ngành Vật liệu quang học, quang điện tử và quang tử. Danh mục: Vật Lý Chất Rắn.
Luận án "Nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nano Ln3PO7 pha tạp Eu3+" có bao nhiêu trang?
Luận án "Nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nano Ln3PO7 pha tạp Eu3+" có 131 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nano Ln3PO7 pha tạp Eu3+" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.