Chế tạo và khảo sát tính chất quang của vật liệu huỳnh quang BaAl2O4 pha tạp Mn4+.

Abstract

Vật liệu huỳnh quang BaAl2O4 pha tạp Mn4+ phát xạ đỏ xa đã được nghiên cứu và chế tạo bằng phương pháp đồng kết tủa. Kết quả XRD cho thấy vật liệu huỳnh quang với nồng độ tối ưu BaAl2O4: 0,5% mol Mn4+ được nung thiêu kết từ (900 ÷ 1200)℃ xuất hiện các đỉnh pha tinh thể tương đồng với pha tinh thể BaAl2O4, bên cạnh đó còn xuất hiện các đỉnh của pha phụ BaO và Al2O3 do nhiệt độ nung thiêu kết còn thấp. Ảnh SEM của vật liệu huỳnh quang BaAl2O4 pha tạp 0,5% mol Mn4+ nung thiêu kết ở 1200℃ trong 4 giờ cho thấy các hạt có kích thước nhỏ khoảng 1 µm có xu hướng co cụm và kết đám với nhau hình thành nên các khối vật liệu có kích thước lớn hơn, hình dạng không xác định, biên hạt rõ ràng. Phân tích Mapping EDX và phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX) của vật liệu cho thấy mẫu có độ kết tinh cao và thành phần các nguyên tố phân bố đều. Phổ huỳnh quang (PL) cho thấy vật liệu huỳnh quang BaAl2O4 với nồng độ pha tạp tối ưu 0,5% mol Mn4+ nung thiêu kết tại 1200℃ trong 4 giờ phát xạ đỏ xa trong vùng phổ từ 720 nm đến 740 nm với đỉnh có cường độ phát xạ cao tại 731 nm tương ứng với sự chuyển mức năng lượng của điện tử từ 2Eg → 4A2g của Mn4+ trong mạng nền BaAl2O4. Kết quả nghiên cứu cho thấy vật liệu huỳnh quang BaAl2O4 pha tạp ion Mn4+ có tiềm năng ứng dụng cho LED chiếu sáng trong nông nghiệp.