Nghiên cứu tổng hợp các chất phát quang trên cơ sở ytri oxit và ytri photphat pha tạp bởi europi, tecbi và xeri

i
MỤC LỤC

Nội dung
Trang

iv

.vi

xiii


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN

[45, 46]

[53, 73]







quang
 6



[23, 25]

1.3.2



1.3.3.1. Vật liệu huỳnh quang dùng cho đèn ống
[57]




2
O
3
:Eu
3+



2
O
3
:Tb
3+



2
O

3
:Ce
3+


[1, 3, 7, 9, 18, 45, 46]





-gel

1.

CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU





ii


 tính



              
 photphat


hân tích: [5, 9, 12, 54, 56, 72]



 





CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3


     
2
O
3
       
amoniac

3.
2
O
3
:Eu



2
O
3

3
COONa

   
2
O
3
         



2
O
3

60

2
O
3




2
O

3

 axetat


2
O
3

 

3.4.1. 
2
O
3
 natri
axetat
82
3.4.2. 
2
O
3

axetat


2
O
3


axetat


2
O
3
:Tb
3+



2
O
3
:Ce
3+





iii

4
:RE (RE là Eu, Ce, Tb)


4
:Eu



4
:Tb
118
3.7.3
4
:Ce
121
3.8.             


             



124
KẾT LUẬN
128
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ

TÀI LIỆU THAM KHẢO
133

iv
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
1. Các chữ viết tắt
DSC
:
ifferential scanning calorimetry)
DTA
:

EDX
:
       (energy dispersive X-ray

spectroscopy)
EM
:

ET
:

EX
:
Kích thích (exicitation)
FED
:

FEG
:
Súng phát  g (FEG-field emission gun)
FE-SEM
:
         emission scanning
electron microscope)
FPD
:


:

HR-TEM
:
Kính           ion
transmission electron microscope)


:

LCD
:

LED
:
light emitting diode)
MOCVD
:
         -   -organic
chemical vapor deposition)
NEM
:
-emission)
PDP
:

PLD

pulse laser deposition)
RE
:

SEM
:


v
TEM
:

TGA
:

XRD
:
(x-ray diffraction)
2. Các ký hiệu
n
:


:

t
:

Ms
:
sau nung
M
LT

:

d
:



:


:






:

I
:



:

()

:

D
:


vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Ký hiệu
Nội dung
Trang
Hình 1.1

3
Hình 1.2

5
Hình 1.3

7
Hình 1.4

8
Hình 1.5

3+

- 
13
Hình 1.6a


3+

19
Hình 1.6b


3+

21
Hình 1.6c
     
1
và
    
1
 
3+
   
garnet
22
Hình 1.7
S
3+

22

Hình 1.8
        
2
O
3
  

29
Hình 2.1

2
O
3
:Eu theo

36
Hình 2.2
         
2
O
3
:Eu theo

38
Hình 2.3

41
Hình 2.4

43

vii
Hình 2.5
nguyê
45
Hình 3.1


46
Hình 3.2

47
Hình 3.3

48
Hình 3.4

48
Hình 3.5

49
Hình 3.6
1.10
50
Hình 3.7

51
Hình 3.8


52
Hình 3.9

53
Hình 3.10

53
Hình 3.11

54
Hình 3.12
 2.10
55
Hình 3.13

55
Hình 3.14

57
Hình 3.15
.9
58
Hình 3.16

59
Hình 3.17

59
Hình 3.18a


60


viii
Hình 3.18b
4.9
61
Hình 3.19

62
Hình 3.20

63
Hình 3.21

65
Hình 3.22

66
Hình 3.23
 
66
Hình 3.24

67
Hình 3.25

67
Hình 3.26


68
Hình 3.27

69
Hình 3.28

70
Hình 3.29

71
Hình 3.30

72
Hình 3.31

72
Hình 3.32

73
Hình 3.33

73
Hình 3.34
 6.10
74
Hình 3.35
.9 và 6.10
75
Hình 3.36


0
C trong 30, 45, 90, 120
phút
76


ix
Hình 3.37

0

gian 45, 60, 90, 120 phút
77
Hình 3.38

77
Hình 3.39

0


78
Hình 3.40

79
Hình 3.41

80
Hình 3.42


81
Hình 3.43

81
Hình 3.44

81
Hình 3.45

82
Hình 3.46

84
Hình 3.47

84
Hình 3.48

85
Hình 3.49

85
Hình 3.50

86
Hình 3.51
Gi 7.10
86
Hình 3.52


87
Hình 3.53

0

90, và 120 phút
88
Hình 3.54

88
Hình 3.55

89


x
Hình 3.56

91
Hình 3.57

91
Hình 3.58

92
Hình 3.59

92
Hình 3.60


93
Hình 3.61
 8.10
93
Hình 3.62
 8.10
94
Hình 3.63

95
Hình 3.64

96
Hình 3.65

97
Hình 3.66

99
Hình 3.67

99
Hình 3.68

99
Hình 3.69

100
Hình 3.70
 9.10

100
Hình 3.71

101
Hình 3.72

0

30, 45, 60, 90 và 120 phút
102
Hình 3.73

103
Hình 3.74

104


xi
Hình 3.75

2
O
3
:Tb(1%Tb)
105
Hình 3.76

2
O

3
:Tb(3%Tb)
106
Hình 3.77

2
O
3
:Tb(4%Tb)
106
Hình 3.78

2
O
3
:Tb(6%Tb)
107
Hình 3.79

107
Hình 3.80
 10.10
108
Hình 3.81

90, 120 phút
109
Hình 3.82

110

Hình 3.83

10.10 (K)
110
Hình 3.84

111
Hình 3.85

112
Hình 3.86

113
Hình 3.87

(Na), 11.10 (K)
114
Hình 3.88

115
Hình 3.89

115
Hình 3.90

4

2
O
3


Eu
116
Hình 3.91
 12.6 -12.10
116
Hình 3.92

117


xii
Hình 3.93

117
Hình 3.94

118
Hình 3.95
 13.10
119
Hình 3.96

4

2
O
3

Tb

120
Hình 3.97

120
Hình 3.98

121
Hình 3.99

122
Hình 3.100

122
Hình 3.101
 14.10
123
Hình 3.102
           

125
Hình 3.103
       LP970
           

125
Hình 3.104

126
Hình 3.105
P


127












xiii
DANH MỤC CÁC BẢNG
STT
Ký hiệu
Nội dung
Trang
1


 ( nm)
9
2


12
2


Các thông s c t gi XRD ca các mu 1.6,
1.8, và 1.10
49
3


5.6, 5.8, 5.10
68
4

Màu sc ca mu tin cht VI khi nung
71
5

C ht ca sn phm (6.6  
Scherrer
74
6

Màu sc ca mu tin cht VII sau nung
83
7

 
VIII sau nung
90
8

   

IX sau nung
98














1
MỞ ĐẦU






- còn

                
     

t

               
 cao (PTVs),
      áp      (CRT), màn hình  
plasma (PDP) và màn hình  (FED



- 


 
             
2
O
3
:Eu
3+

- 1500°C
. Các ng     
 thành .  phát quang  trong 
 


2

2
O
3
:Eu

3+

-
“Nghiên cứu tổng
hợp các chất phát quang trên cơ sở ytri oxit và ytri photphat pha tạp bởi europi,
tecbi và xeri”.

 


2
O
3
:Eu theo p


2
O
3


và xeri theo

europi, tecbi
và - photphat.



3+
, Tb

3+
và Ce
3+















3
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Mô hình vùng năng lƣợng trong vật rắn [45, 46]

Theo lý thuy





 



 
g
    


Hình 1.1: Sơ đồ vùng năng lượng



 
g





4
 
  
g
  
g
          



           
g




        


1.2 Chất phát quang [53, 73]




              

tia kích thích.

- 
- 
- 
- 
- 
1.2.2. 

- 
           
2
O
3
, Y
2
SiO

5
, ZnS,


5
CaWO
4
, Zn
2
SiO
4


- 



n
YO
b
:N
x

n
YO
b

cation, YO
b







        

(n  x)
N
x
YO
b

 

Hình 1.2: Một số dạng khuyết tật thường gặp trong mạng tinh thể.




chính sau:
- Nhóm Sunfua: ZnS:Mn, ZnS:Cu, CaS:Sr-
- Nhóm Silicat: Zn
2
SiO
4
:Mn, Y
2
SiO
5

:Ce, BaSi
2
O
5
:Pb
- Nhóm Oxit: Y
2
O
3
:Eu, Ga
2
O
3
:Dy
- Nhóm Aluminat: Y
3
Al
5
O
12
:Ce, MgAl
11
O
19
:Ce
Khuyết tật
lỗ hổng
xâm nhập
Khuyết tật
thay thế

Khuyết tật
chỗ trống
lỗ trống


6
- Nhóm Sunfat: CaSO
4
:Mn, CaSO
4
:Ce
- Nhóm Photphat và Halophotphat: Zn
3
(PO
4
)
2
:Mn, 3Sr
3
(PO
4
)
2
.SrCl
2
:Eu
- Nhóm Asenat: 6MgO.As
2
O
5

:Mn
- Nhóm Vanadat: YVO
4

- Nhóm Germanat: Zn
2
GeO
4


- 
- 
- 
-     

- 
- 

- 
-8

 
- 
-8




- 
- Quá trình             

thích,
- 

- à






7

kích thích.
  








Hình 1.3: Sơ đồ mức năng lượng của chất phát quang
- 

- 
 
     



[2].


8

(a) (b)
Hình 1.4: Cơ chế phát quang


1.3. Chất phát quang hoạt hóa bởi nguyên tố đất hiếm
[23, 25]
 
thành nhóm lantanit Ce  
 




(Ce . . .)FCO
3
75 %), monazite (Ce . . .)PO
4

max 65 
xenotim (Y. . .)PO
4
 62 % ).

dns
2

(n  1) d
1
(n = 4, 5, or
6). 14   Lu, t
f s
2
5 d
1
4 f
n1

6 s
2
4 f
n
    

 hòa các electron 5 d và 4 f 



9
 f
7
 f
14





3+
Ln
4+
Ln
2+
La [Xe] 5d
1
6s
2
[Xe]


Ce [Xe] 4f
1
5d
1
6s
2
[Xe] 4f
1
[Xe]


Pr [Xe] 4f
3
6s
2
[Xe] 4f
2

[Xe] 4f
1

Nd 4f
4
6s
2
[Xe] 4f
3


[Xe] 4f
2
[Xe] 4f
4

Pm 4f
5
6s
2
[Xe] 4f
4

Sm 4f
6
6s
2
[Xe] 4f
5

[Xe] 4f
6



Eu 4f
7
6s
2
[Xe] 4f
6


[Xe] 4f
7



Gd 4f
7
5d
1
6s
2
[Xe] 4f
7

Tb 4f
9
6s

2
[Xe] 4f
8
[Xe] 4f
7

Dy 4f
10
6s
2
[Xe] 4f
9
[Xe] 4f
8
[Xe] 4f
10

Ho 4f
11
6s
2
[Xe] 4f
10

Er 4f
12
6s
2
[Xe]4f
11

Tm 4f
13
6s
2
[Xe] 4f
12
[Xe] 4f
13

Yb 4f
14
6s
2
[Xe] 4f
13
[Xe] 4f
14

Lu 4f
14
5d
1
6s
2
[Xe] 4f
14

Y [Kr] 4d
1

5s
2
[Kr]



Bảng 1.1 Bán kính nguyên tử và bán kính ion hiệu dụng
của các nguyên tố đất hiếm (RE) (nm)

Kí hiệu
Nguyên tử
RE
2+

RE
3+

RE
4+


Sc
0.1654

0.0730

Y
0.1824

0.0892

La
0.1884

0.1061

Ce
0.1825

0.1034
0.096
Pr
0.1836

0.1013
0.095
Nd
0.1829

0.0995



10
Pm
0.1825

0.0979

Sm

0.1814
0.1232
0.0964

Eu
0.1984
0.1220
0.0950

Gd
0.1817

0.0938

Tb
0.1803

0.0923
0.088
Dy
0.1796

0.0908

Ho
0.1789

0.0894

Er

0.1780

0.0881

Tm
0.1769
0.1127
0.0869

Yb
0.1932
0.1115
0.0858

Lu
01760

0.0848



+ 


 f
7
và 4 f
14

 


2+

2+





4+

4+
khác


1.3.2. 

3+
, Y
3+
, La
3+


3+

3+


3+

,
Y
3+
, La
3+

3+




11

3+

3+





3+
,Y
3+
, La
3+
Tb
3+
và Ce
3+


 


2S+L
L
J
m
s

và L = m
l


L
0
1
2
3
4
5
6
7


S
P
D
F
G

H
I
K

 -S).
[23]. 
(số hạng quang phổ) 
[25].



(3) 
 



2

6





 


12





3
[6, 23].
-



 Trạng thái cơ bản của các ion đất hiếm