1
MỞ ĐẦU
[18]
phát quang
á
nano và
Trong
thù hình khác nhau (Y
2
SiO
5
1
và X
2
; còn Y
2
Si
2
O
7
t phát
ytri “Nghiên cứu tổng hợp, cấu
2
trúc và tính chất của chất phát quang ytri silicat kích hoạt bởi xeri, europi và
tecbi”.
Mục tiêu của luận án là:
2
SiO
5
1
, X
2
Y
2
Si
2
O
7
Phương pháp nghiên cứu là
-
3+
, Ce
3+
và Tb
3+
nêu
các
3
91 27
77
4
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1 Lý thuyết về chất phát quang
1.1.1 Các thuật ngữ liên quan đến chất phát quang và sự phát xạ của chất phát
quang
-
-
-
1.1.2 Các nguồn năng lượng thường sử dụng để kích thích chất phát quang
Quá trình
Tia Phát quang catôt
Tia
nh quang
5
Tia X
Tia
Các quá trình phonon
Phát quang do ma sát
1.1.3 Thời gian xảy ra các quá trình năng lượng trong chất phát quang
: 10
-18
giây
: 10
-8
)
: 10
-6
-3
K
,
kích
1.2 Chất phát quang vô cơ
1.2.1 Thành phần chất phát quang vô cơ
-
6
các
2
SiO
4
,
ZnS, CaWO
4
,
Y
2
SiO
5
,
-
2+
, Eu
3+
,
Ag
+
,
a
YO
b
:N
x
,
YO
b
ôxy)
: [(l-x)(M
a
YO
b
).xNYO
b
].
1.2.2 Cơ sở lựa chọn chất phát quang
1.
at,
7
- Các
ôxy hóa
IA, IIA, IIIB, IVB, IIB, IIIA, IVA
-
các
8
hát quang - Các
4-
2
O
7
2-
,
SiO
5
2-
ôxy nhóm:
IIIA, IVA, VA, VIA & VIIA
ôxy hóa
-
- Các
ôxy hóa
ôxy IVB, VB & VIB.
9
ôxy
Tl
+
), nhóm II và VI (CaS: Mn
2+
)
1.2.2.2
ôxy hóa
- Các
ôxy hóa
thái
ôxy hóa
-
10
- ôxy hóa
[67].
sau:
1.2.3 Cơ chế phát quang
1.6:
0
11
-
0
;
-
0
thích A
2
(10
-11
s);
-
2
1
-8
s);
-
1
0
(10
-9
s 10s);
-
[20].
[67].
[69]:
12
o
và r
1
phá
(i) 1s p
Khoảng cách
Năng lượng tổng E
b
13
(ii) ns
2
snp
+
, In
+
, Ge
2+
, Sn
2+
, Pb
2+
, As
3+
, Sb
3+
,
Bi
3+
, Cu
+
, Ag
+
, Au
+
,
(iii) nd
10
d
9
(n+1)s
+
, Ag
+
và Au
+
nhóm IIB VIA.
(iv) 3d
n
d
n
, 4d
n
d
n
hai.
(v) 4f
n
f
n
,
5d
n
d
n
(vi) 4f
n
f
n-1
5d
3+
, Tb
3+
, Sm
3+
, Eu
3+
, Tm
3+
và Yb
3+
.
(vii)
obitan
VO
4
3-
, MoO
4
2-
và WO
4
2-
.
phát quang
0
0
Các quá trình
0
0
1
; quá trình
0
0
0
1
;
1
0
.
14
kích thích [67].
1.2.4 Ứng dụng chất phát quang
phát quang
phát
- [54];
- [22];
- [62], màn hình
[23, 24][68, 89]
2
O
3
:Eu, Y
2
SiO
5
:Tb, Y
2
SiO
5
:Ce [79].
-
[17]
- [33];
- [33, 37].
[3]
sáng
2+
, Ce
3+
, Gd
3+
, Tb
3+
, Y
3+
và
Eu
3+
.
phát
15
ánh sáng trong vùng
1.3 Chất phát quang đất hiếm
1.3.1 Cấu tạo vỏ điện tử và đặc tính phát quang của các ion đất hiếm
Các
lantanit (Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu)
it
C
2
RE
3+
3+
là 4f
n
5s
2
5p
6
1.1:
16
[74]
sao cho
J = Jmin = L-
2s+1
L
J
RE
3+
17
3+
-
18
-
-
chúng cùng tính
Hamilton V
c
nguyên nhân:
-
;
- Tách m do trv n nguyên t mt
mng n nào ó, có s tác ca ng v n i các ion làm
cho hàm sóng ca các ion này u long gây ra smc;
- Tách mc do tác spin: ion có lp v 4f ca c y
n t, d ti hình thành c t nhau i các mc n khác
nhau do tng tác spin-spin và t-qu
19
RE
3+
s
[47]
5d 4f (Eu
2+
và Ce
3+
4f (Eu
3+
, Tb
3+
, Gd
3+
, Yb
3+
, Dy
3+
, Sm
3+
, Tm
3+
, Er
3+
, Nd
3+
, ) [56].
20
1.3.2 Các dịch chuyển phát xạ và không phát xạ của các ion đất hiếm
1.3.2.1
3
3
n
n- 1
5d
thái 4f
n
n
1.3.2.2
phát u
.
21
3
1.3.3 Đặc trưng quang phổ của các tâm phát quang Ce
3+
, Eu
3+
và Tb
3+
1.3.3.1 Tâm phát quang Ce
3+
3+
Ce: 1s
2
2s
2
2p
6
2
)5s
2
5p
6
6s
2
Ce
3+
: 1s
2
2s
2
2p
6
1
)5s
2
5p
6
Ion Ce
3+
2
F
5/2
và
2
F
7/2
m
-1
0
5d
1
3+
-1
3+
[69]:
1
thích 5d
1
3+
EM
22
b
2
4f (
2
F
5/2
,
2
F
7/2
)
[77, 76].
3+
[27]
3+
440 nm [31, 30, 33, 38]
nhau.
3+
[54].
1.3.3.2 Tâm phát quang Eu
3+
[12, 26, 39]
3+
Eu: 1s
2
2s
2
2p
6
7
)5s
2
5p
6
6s
2
Eu
3+
: 1s
2
2s
2
2p
6
6
)5s
2
5p
6
Khi Eu
3+
5
D
0
7
F
j
6
(j = 0
7
F
j
[59].
Năng lượng (x10
3
cm
-1
)
23
3+
[75]
3+
5
D
0
7
F
2
[19, 39, 62]
[17].
1.3.3.3 Tâm phát quang Tb
3+
3+
Tb:
1s
2
2s
2
2p
6
(4f
9
)
5s
2
5p
6
6s
2
Tb
3+
:
1s
2
2s
2
2p
6
(4f
8
)
5s
2
5p
6
÷ 300nm.
3+
5
D
3,4
7
F
j
4f
8
(j = 0 ÷
5
D
3
7
F
j
5
D
4
7
F
j
.
Năng lượng (x10
3
cm
-1
)
24
sóng
(10
3
cm
-1
)
3+
[21]
3+
5
D
4
7
F
5
có
3+
có
[23].
5
D
3
5
D
4
3+
[82] [21]
3+
5
D
4
7
F
j
/
5
D
3
7
F
j
[15].
3+
[54][24]
[56].
1.4 Lý do lựa chọn đối tượng nghiên cứu của luận án
và
[13] [60]:
[86]
Năng lượng (x10
3
cm
-1
)
25
và màng
quang và tích
quang
[29],
[71],
Ytri silicat có
3+
3+
(0,094
3+
(bán kính ion Ce
3+
là 0,1034 Eu
3+
là 0,095 nm