ĐẶC TRƯNG QUANG PHÁT QUANG CỦA VẬT LIỆU KMgSO4Cl ĐỒNG PHA TẠP CÁC NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM

Các phép đo quang phát quang được chúng tôi thực hiện trên hệ đo tại Phòng thí nghiệm Quang học Vật rắn, Khoa Vật lý, Trường ĐHKH Huế. Hệ đo dùng đơn sắc kế SPM2 với cách tử 651 vạch/mm, bức xạ kích thích có bước sóng 365 nm được lấy từ đèn thuỷ ngân (Hg) áp suất thấp, đầu thu nhân quang điện loại M12FQS51, hệ đo được ghép nối và vận hành bán tự động thông qua máy tính cá nhân. Đồng thời cũng đã thực hiện một số phép đo trên hệ đo phổ Raman, Phòng thí nghiệm Quang phổ Raman, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Bức xạ kích thích có bước sóng 488 nm, được lấy từ laser Argon (Ar).

Các kết quả đo thu được là bảng dữ liệu cường độ ánh sáng phát quang thay đổi theo bước sóng, sau đó dùng phần mềm Origin để dựng phổ PL phục vụ cho các phân tích, thảo luận về vấn đề quan tâm.

4.1. Kết quả đo phổ quang phát quang (PL)

Trong phần này chúng tôi trình bày các kết quả khảo sát tính chất quang phổ của các vật liệu đã chế tạo bao gồm KMC, KMD, KMS và các vật liệu đồng pha tạp KMgSO4Cl:Ce3+, Y3+ (Y=Dy, Sm) trong đó nồng độ pha tạp ion Ce3+ giữ nguyên 10% mol và thay đổi nồng độ pha tạp của ion đất hiếm Y3+.

4.1.1. Phổ PL của vật liệu KMC, KMD và KMCD.

Phổ PL của mẫu KMC10 được chỉ ra trong hình 4.1, phổ là phổ đám, cường độ rất yếu nếu so sánh với phổ PL của vật liệu pha tạp khác. Phổ PL của mẫu KMD0.5 được chỉ ra trong hình 4.2, phổ này gồm những vạch hẹp đặc trưng cho chuyển dời bức xạ 4F9/2 → 6Hj (j = 5/2, 7/2, …, 15/2) của ion Dy3+, trong đó, chiếm ưu thế là các chuyển dời 4F9/2 → 6H15/2, bước sóng tương ứng khoảng 484 nm và chuyển dời 4F9/2 → 6H13/2¬, bước sóng tương ứng khoảng 577 nm.

Phổ PL của mẫu KMCD10-0.5 được trình bày trong hình 4.3, phổ này gồm các vạch hẹp đặc trưng cho ion Dy3+, kết quả này khá phù hợp với các nghiên cứu của nhóm S. C. Gedam và các cộng sự . So sánh cường độ PL các mẫu đơn pha tạp Dy3+ và đồng pha tạp Ce3+, Dy3+ được trình bày trong hình 4.4 và hình 4.5.

Hình 4.4 và hình 4.5 cho thấy: khi đơn pha tạp Dy3+ và đồng pha tạp Ce3+, Dy3+ vào nền KM thì phổ PL của chúng gồm các vạch hẹp đặc trưng của ion Dy3+, tuy nhiên, cường độ PL của mẫu đồng pha tạp Ce3+, Dy3+ mạnh lên rất nhiều so với mẫu đơn pha tạp Dy3+. Điều này đưa chúng tôi đến nhận định rằng ion Ce3+ giữ vai trò tâm nhạy sáng và ion Dy3+ giữ vai trò tâm phát quang trong vật liệu đồng pha tạp Ce, Dy. Tức là có tồn tại quá trình truyền năng lượng từ tâm Ce sang tâm Dy.