Tổng hợp bột huỳnh quang LaAlO3 đồng pha tạp ion Mn4+ và Mg2+ phát xạ đỏ xa.

Abstract

Bột huỳnh quang LaAlO3 đồng pha tạp ion Mn4+ và Mg2+ đã được nghiên cứu và chế tạo thành công bằng phương pháp đồng kết tủa. 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), kính hiển vi điện tử quét (SEM), phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX), phổ kích thích huỳnh quang (PLE) và phổ huỳnh quang (PL). Phổ huỳnh quang cho thấy bột huỳnh quang phát quang mạnh vùng phổ đỏ xa với đỉnh phát quang cực đại tại 729 nm trong vùng phổ rộng từ 690 nm đến 750 nm. Vùng phát quang ánh sáng đỏ xa này là do các chuyển dời liên quan đến lưỡng cực điện của điện tử từ các mức 2Eg tới 4A2g của Mn4+ nằm tại vị trí D3d của mạng nền LaAlO3. Khảo sát ảnh hưởng của Mg2+ lên bột huỳnh quang cho thấy LaAlO3 đồng pha tạp ion Mn4+ và Mg2+ có cường độ huỳnh quang tăng mạnh so với LaAlO3 đơn pha tạp ion Mn4+. Phổ kích thích huỳnh quang của vật liệu LaAlO3 đồng pha tạp Mn4+ và Mg2+ cho thấy vật liệu hấp thu mạnh mạnh nhiều bước sóng ánh sáng từ vùng tử ngoại đến xanh dương, trong vùng phổ rộng từ 300 đến 600 nm có hai đỉnh cực đại ở bước sóng 330 và 500 nm. Sự xuất hiện của hai đỉnh này là do sự chuyển dời điện tử của ion Mn4+ từ 4A2 → 4T1 và 4A2 → 4T1 trong phối trí bát diện. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng bột huỳnh quang LaAlO3 đồng pha tạp ion Mn4+và Mg2+ có tiềm năng ứng dụng trong điốt phát ánh sáng đỏ xa.