Chế tạo và khảo sát tính chất quang của vật liệu bột huỳnh quang BaMgAl10O17 đồng pha tạp Cr3+ và Mn4+.

Abstract

Bột huỳnh quang BaMgAl10O17 đồng pha tạp ion 0.1% ÷ 0.9% Cr3+ và ion 0.8% Mn4+ đã được nghiên cứu và chế tạo thành công bằng phương pháp đồng kết tủa và khảo sát cường độ phát quang mẫu có nồng độ tối ưu dựa theo nhiệt độ từ 900℃ đến 1200 ℃ trong 4 giờ liên tục. Cấu trúc pha, hình thái bề mặt, thành phần và tính chất quang của vật liệu đã được nghiên cứu và khảo sát bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) cho thấy sự hình thành của hai pha tinh thể ngoài pha BaMgAl10O17 thì còn có pha phụ BaAl2O4 do nhiệt độ nung còn thấp, kính hiển vi điện tử quét (SEM) cho thấy cấu trúc hình thái tại 1200 ℃ kết tinh khá đồng đều , phổ tán xạ năng lượng tia X (EDS) biểu thị các thành phần hóa chất chính trên bề mặt hình thái ảnh SEM qua Mapping EDS và tỷ lệ thành phần hóa chất chính của BaMgAl10O17, phổ huỳnh quang (PL) cho thấy mẫu bột huỳnh quang có nồng độ tối ưu BaMgAl10O17 đồng pha tạp tại nồng độ 0.7% Cr3+ và 0.8% Mn4+ nung tại 1200 ℃ trong 4 giờ thu được phát quang cường độ cao vùng phổ đỏ xa với ba đỉnh phát quang cực đại tại (~719nm), (~ 692nm) và (~ 660nm) trong vùng phổ rộng từ 630nm đến 730nm, vùng phát quang ánh sáng đỏ xa này là do các chuyển dời mức năng lượng của điện tử từ các mức 2Eg→4A2g lần lượt của Cr3+, Mn4+ trong mạng nền BaMgAl10O17. Kết quả nghiên cứu vật liệu bột huỳnh quang BaMgAl10O17 đồng pha tạp ion Cr3+ và Mn4+ có tiềm năng ứng dụng trong chíp LED phát ánh sáng đỏ và đỏ xa dùng trong nông nghiệp.