TAILIEUCHUNG - Chế tạo vật liệu gốm thủy tinh SiO2-TiO2 pha tạp Yb 3+ và khảo sát cấu trúc, tính chất quang
Trong công trình này, chúng tôi đã sử dụng phương pháp sol-gel để chế tạo vật liệu khối 85 % SiO2-15 % TiO2 pha tạp với các hàm lượng Yb3+ khác nhau. Kết quả phân tích FT-IR, Raman và XRD cho thấy các tinh thể TiO2 hình thành trong mẫu có cấu trúc anatase và kích thước trung bình 15–20 nm. Hơn nữa, khi hàm lượng pha tạp Yb3+ tăng đến 1 % mol thì trong mẫu bắt đầu xuất hiện thêm pha tinh thể mới pyrochlore Yb2Ti2O7. Khi sử dụng bước sóng kích thích 300 nm, thu được dạng phổ đặc trưng của Yb3+ trong vùng 980 nm, chứng tỏ đã có sự truyền năng lượng từ các tinh thể TiO2 sang ion Yb3+. Cường độ phát quang đạt giá trị lớn nhất khi nồng độ Yb3+ là 0,1 % mol và giảm dần khi nồng độ pha tạp tăng lên. | Science & Technology Development, Vol 20, 2017 Chế tạo vật liệu gốm thủy tinh SiO2-TiO2 pha tạp Yb3+ và khảo sát cấu trúc, tính chất quang Huỳnh Tất Thành Đại học An Giang Trần Thị Thanh Vân Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG -HCM ( Bài nhận ngày 17 tháng 10 năm 2016, nhận đăng ngày 10 tháng 04 năm 2017 ) TÓM TẮT Trong công trình này, chúng tôi đã sử dụng phương pháp sol-gel để chế tạo vật liệu khối 85 % SiO2-15 % TiO2 pha tạp với các hàm lượng Yb3+ khác nhau. Kết quả phân tích FT-IR, Raman và XRD cho thấy các tinh thể TiO2 hình thành trong mẫu có cấu trúc anatase và kích thước trung bình 15–20 nm. Hơn nữa, khi hàm lượng pha tạp Yb3+ tăng đến 1 % mol thì trong mẫu bắt đầu xuất hiện thêm pha tinh thể mới pyrochlore Yb2Ti2O7. Khi sử dụng bước sóng kích thích 300 nm, thu được dạng phổ đặc trưng của Yb3+ trong vùng 980 nm, chứng tỏ đã có sự truyền năng lượng từ các tinh thể TiO2 sang ion Yb3+. Cường độ phát quang đạt giá trị lớn nhất khi nồng độ Yb 3+ là 0,1 % mol và giảm dần khi nồng độ pha tạp tăng lên. Từ khóa: gốm-thủy tinh, truyền năng lượng, TiO2 anatase, pha pyrochlore MỞ ĐẦU Các ion đất hiếm (RE) có cấu trúc vùng năng lượng phong phú, nhờ vậy các vật liệu pha tạp với các ion này có nhiều ứng dụng rộng rãi như màn hình hiển thị và thiết bị quang điện tử, ở đó thủy tinh thường là vật liệu nền cho các ion đất hiếm [1, 6]. Tuy nhiên, một hàm lượng pha tạp cao sẽ gây ra sự kết đám của các ion làm giảm hiệu suất phát quang do có sự truyền năng lượng giữa các ion. Do đó, việc phân tán tốt các ion đất hiếm trong vật liệu nền là một yếu tố cần thiết trong việc thiết lập một hệ thống quang học lý tưởng. Một giải pháp cho vấn đề này là phân tán các ion trong nền vật liệu gốm-thủy tinh, ở đây các tinh thể bán dẫn được đưa vào trong nền của thủy tinh. Các tinh thể nano bán dẫn như TiO2, ZnO, SnO2 thường được chọn vì chúng có độ rộng vùng cấm lớn ( eV) do đó có thể sử dụng nguồn đến UV phổ rộng để kích thích điện tử dịch chuyển từ vùng hóa trị lên vùng
đang nạp các trang xem trước
