Luận án Tiến sĩ Vật lý: Vai trò của các tâm, bẫy và các khuyết tật trong vật liệu lân quang dài CaAl2O4 pha tạp các ion đất hiếm

Nội dung chính của nghiên cứu là: Chương 1: Tổng quan lý thuyết. Chương 2: chế tạo vật liệu Caal2o4 pha tạp các ion đất hiếm bằng phương pháp nổ. Chương 3: Vai trò của tâm kích hoạt và bẫy trong vật liệu CaAl2O4 đồng pha tạo các ion Eu2+ và RE3+ (RE: Nd, Gd, Dy). Chương 4: Ảnh hưởng của ion đất hiếm (RE3+ ) trong vật liệu lân quang CaAl2O4: Eu2 , Nd3 , RE3+ (RE: Dy, Gd).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Vật lý: Vai trò của các tâm, bẫy và các khuyết tật trong vật liệu lân quang dài CaAl2O4 pha tạp các ion đất hiếm BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN NGỌC TRÁC VAI TRÒ CỦA CÁC TÂM, BẪYVÀ CÁC KHUYẾT TẬT TRONG VẬT LIỆU LÂN QUANG DÀI CaAl2O4 PHA TẠP CÁC ION ĐẤT HIẾM LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Huế, 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN NGỌC TRÁC VAI TRÒ CỦA CÁC TÂM, BẪYVÀ CÁC KHUYẾT TẬT TRONG VẬT LIỆU LÂN QUANG DÀI CaAl2O4 PHA TẠP CÁC ION ĐẤT HIẾM CHUYÊN NGÀNH: VẬT LÝ CHẤT RẮN MÃ SỐ: 62.44.01.04 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Người hướng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Mạnh Sơn PGS. TS. Phan Tiến Dũng Huế, 2015 LỜI CÁM ƠN Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng tri ân đến thầy giáo PSG. TS. NguyễnMạnh Sơn và thầy giáo PGS. TS. Phan Tiến Dũng đã tận tình hướng dẫn, địnhhướng khoa học và truyền đạt cho tôi nhiều kiến thức quý báu, giúp tôi thựchiện tốt luận án này. Tôi xin chân thành cảm ơn khoa Vật lý, bộ môn Vật lý Chất rắn trườngĐại học Khoa học Huế cùng quý thầy cô giáo trong khoa đã luôn tạo điềukiện thuận lợi, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. Tôi xin cám ơn trường Đại học Khoa học, phòng Sau đại học đã luônquan tâm đến tiến độ công việc và tạo điều kiện thuân lợi cho tôi học tập vànghiên cứu. Tôi cũng xin gửi đến Ban Giám hiệu trường Cao đẳng Công nghiệp Huế,khoa Khoa học Cơ bản và các đồng nghiệp lời cảm ơn trân trọng vì sự quantâm, tạo điều kiện hỗ trợ tôi trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các NCS, học viên ở phòng thí nghiệm vật lýchất rắn, những người đã luôn động viên và hỗ trợ tôi trong quá trình làm thựcnghiệm. Sự động viên của bạn bè là nguồn động lực không thể thiếu giúp tôihoàn thành luận án. Cuối cùng tôi xin dành những tình cảm đặc biệt và lòng biết ơn sâu sắcđến ba mẹ, vợ, con gái và những người thân trong gia đình đã luôn ở bên tôi,hỗ trợ và động viên, giúp tôi vượt qua mọi khó khăn để thực hiện tốt đề tàiluận án. Huế, 2015 Nguyễn Ngọc Trác i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sựhướng dẫn khoa học của PGS. TS. Nguyễn Mạnh Sơn và PGS. TS. Phan TiếnDũng. Phần lớn các kết quả trình bày trong luận án được trích dẫn từ các bàibáo đã và sắp được xuất bản của tôi cùng các thành viên trong nhóm nghiêncứu. Các số liệu và kết quả trong luận án là trung thực và chưa từng được aicông bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án Nguyễn Ngọc Trác ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU1. Các chữ viết tắt CAO : CaAl2O4 (Calcium aluminate) CB : Vùng dẫn (Conduction band) Đvtđ : Đơn vị tương đối LQ : Lân quang PL : Phát quang (Photoluminescence) RE : Đất hiếm (Rare earth) SEM : Kính hiển vi điện tử quét (Scanning electron microscopy) TL : Nhiệt phát quang (Thermoluminescence) VB : Vùng hóa trị (Valence band) XRD : Nhiễu xạ tia X (X-ray diffraction) CAO: E : CaAl2O4: Eu2+ (1 % mol) CAO: EN : CaAl2O4: Eu2+ (1 % mol), Nd3+ (0,5 % mol) CAO: ENd : CaAl2O4: Eu2+ (1 % mol), Nd3+ (x % mol) CAO: ENGd : CaAl2O4: Eu2+ (1 % mol), Nd3+ (1 % mol), Gd3+ (x % mol) CAO: ENDy : CaAl2O4: Eu2+ (1 % mol), Nd3+ (1 % mol), Dy3+ (x % mol)2. Các ký hiệu E : Năng lượng kích hoạt ETB : Năng lượng kích hoạt trung bình iii : Bước sóngem : Bước sóng bức xạex : Bước sóng kích thíchg : Hệ số hình họcs : Hệ số tần số : Thời gian sống lân quangT : Nhiệt độwt : Khối lượng (Weight)U : Năng lượng kích hoạt nhiệt iv MỤC LỤCMỞ ĐẦU .............................................................................................. 1CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ................................................. 5 1.1. Hiện tượng phát quang ......................................................................... 5 1.1.1. Khái niệm ....................................................................................... 5 1.1.2. Cơ chế phát quang .......................................................................... 6 1.2. Hiện tượng lân quang ........................................................................... 7 1.2.1. Khái niệm ....................................................................................... 7 1.2.2. Cơ chế lân quang ............................................................................ 7 1.2.3. Mô hình giải thích cơ chế lân quang trong vật liệu aluminate pha tap các ion đất hiếm ......................................................................... 10 1.3. Hiện tượng nhiệt phát quang .............................................................. 14 1.3.1. Khái niệm ..................................................................................... 14 1.3.2. Mô hình nhiệt phát quang ............................................................. 15 1.3.3. Phương trình động học ................................................................. 16 1.3.4. Ảnh hưởng của các thông số động học đến dạng ...