Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất quang của bột huỳnh quang ZnAl2O4 pha tạp ion Mn4+.

Abstract

Bột huỳnh quang ZnAl2O4 pha tạp Mn4+ được nghiên cứu và chế tạo thành công bằng phương pháp sol gel. Cấu trúc pha, tính chất quang, hình thái bề mặt và thành phần nguyên tố của vật liệu đã được nghiên cứu và khảo sát bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD), phổ huỳnh quang (PL), phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX) và kính hiển vi điện tử quét (SEM). Phổ huỳnh quang (PL) cho thấy bột phát quang mạnh trong vùng ánh sáng đỏ với 2 đỉnh phát xạ cực đại ở 676 nm và 692 nm, trong vùng phổ rộng từ 630 nm đến 700 nm, tương ứng với sự chuyển mức năng lượng của các electron từ 2E đến 4A2g, nồng độ Mn4+ pha tạp tốt nhất là 0,5% Mn4+ ở nhiệt độ nung thiêu kết là 1200oC. Khảo sát phổ tán xạ năng lượng tia X cho thấy mẫu có độ tinh khiết cao, không lẫn tạp chất trong quá trình chế tạo mẫu. Hình thái bề mặt khi được đo qua kính hiển vi điện tử quét cho thấy rõ các hạt tạo thành trên bề mặt của mẫu. Kết quả nghiên cứu trong luận văn góp phần định hướng ứng dụng cho LED của ZnAl2O4 pha tạp Mn4+ trong lĩnh vực chiếu sáng rắn. Kết quả từ giản đồ nhiễu xạ tia X cho thấy các mẫu nung thiêu kết ở các nhiệt độ 900°C và 1000°C không xuất hiện các pha phụ, tuy nhiên khi tăng nhiệt độ lên đến 1100°C và 1200°C trong mẫu ngoài pha ZnAl2O4 ta còn quan sát thấy được sự hiện diện của pha Al2O3. Phân tích Raman cũng cho thấy mẫu ZnAl2O4 pha tạp Mn4+ có các đỉnh đặc trưng cho vật liệu, trong đó có 2 đỉnh cường độ cao lần lượt tại số sóng 420 cm-1 và 661 cm-1 tương ứng với các mode Raman Eg và T2g