Khảo sát ảnh hưởng của Mg2+ đến tính chất quang học của ZnO(1-x) Mgx được chế tạo bằng phương pháp đồng kết tủa

Abstract

Nghiên cứu “khảo sát ảnh hưởng của Mg²⁺ đến tính chất quang học của ZnO(1-x)Mgx được chế tạo bằng phương pháp đồng kết tủa” được thực hiện nhằm xác định ảnh hưởng của nồng độ Mg²⁺ pha tạp, nồng độ dung dịch và nhiệt độ xử lý đến cấu trúc và tính chất quang học của vật liệu ZnO. Đề tài gồm các thí nghiệm tổng hợp mẫu ZnO pha tạp 1%, 3%, 5% mol Mg²⁺ bằng phương pháp đồng kết tủa ở các nhiệt độ phản ứng 30 °C, 50 °C, 70 °C và xử lý nhiệt ở các mức 600 °C, 800 °C, 1000 °C, 1200 °C; sau đó mẫu được đặc trưng bằng phổ phát quang (PL) và hiển vi điện tử quét (SEM). Kết quả cho thấy bước sóng kích thích 360 nm là tối ưu để khảo sát phổ PL, mẫu 3% mol Mg²⁺ nung ở 800 °C có cường độ phát quang mạnh và ổn định nhất, mẫu 1% cho tín hiệu yếu và 5% bị dập tắt huỳnh quang do pha tạp quá mức; ở giai đoạn phản ứng mẫu 30 °C cho phát quang cao hơn so với 50 °C và 70 °C; ở giai đoạn nung, mẫu 800 °C có đặc tính quang tốt và hạt đồng đều, trong khi nhiệt độ cao hơn làm hạt lớn, dễ kết tụ và giảm phát quang. Nghiên cứu khẳng định điều kiện tối ưu là pha tạp 3% mol Mg²⁺ và nung ở 800 °C để thu được vật liệu ZnO có cấu trúc ổn định, ít khuyết tật và phát quang hiệu quả.