ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ ION Eu3+ ĐẾN CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA BỘT HUỲNH QUANG LSTO ĐƯỢC CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẢN ỨNG PHA RẮN

Trần Quốc Xuân; Lê Thị Phương; Trần Thị Thu Trang; Lê Tiến Hà

doi:10.34238/tnu-jst.11395

ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ ION Eu3+ ĐẾN CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA BỘT HUỲNH QUANG LSTO ĐƯỢC CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẢN ỨNG PHA RẮN

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 24/10/24 Ngày hoàn thiện: 26/11/24 Ngày đăng: 26/11/24

Các tác giả

1. Trần Quốc Xuân, Trường THPT Đông Thành
2. Lê Thị Phương, Trường THPT Đông Triều
3. Trần Thị Thu Trang , Trường Đại học Hạ Long
4. Lê Tiến Hà, Trường Đại học Khoa học – ĐH Thái Nguyên

Tóm tắt

Bột huỳnh quang LSTO pha tạp ion Eu³⁺ với nồng độ từ 1 đến 6%, bằng phương pháp phản ứng pha rắn ở nhiệt độ 1200 ^oC. Vật liệu thu ở dạng đa pha cấu trúc với các pha chính La₂SrTiO₆, SrTiO₃và La₂O₃, có kích thước trung bình từ 3 đến 4 µm, có cấu trúc gần như không phụ thuộc vào nồng độ pha tạp Eu. Vật liệu thu được hấp thụ mạnh trong vùng tử ngoại và vùng khả kiến với các đỉnh hấp thụ đặc trưng của vật liệu nền LSTOvới giải CTB ở vị trí 288 nm và các đỉnh kích thích huỳnh quang của ion Eu³⁺ ở các vị trí 361, 375, 384, 395, 402, 414, 465, 474, 526 và 536 nm. Vật liệu cho phát xạ tốt nhất khi kích thích ở bước sóng 395 nm, tương ứng với quá trình chuyển mức năng lượng của ion Eu³⁺ từ trạng thái cơ bản ⁷F₀ lên trạng thái ⁵L₆. Khi kích thích ở bước sóng 395 nm bột huỳnh quang phát xạ mạnh trong vùng đỏ - cam, với dải phát xạ từ 575 đến 725 nm, dải phát xạ này là quá trình dịch chuyển trạng thái của ion Eu³⁺ từ ⁵D₀ về ⁷F_j (j = 0, 1, 2, 3, 4). Hiện tượng dập tắt huỳnh quang do nồng độ của hệ vật liệu được quan sát thấy ở tỷ lệ 5%Eu. Bột huỳnh quang thu được có tiềm năng ứng dụng trong việc cải thiện chất lượng của các WLED khi dùng chíp nUV-LED với bước sóng phát xạ 395 nm.

Từ khóa

La2SrTiO6; Perovskite; Vật liệu huỳnh quang; Vật liệu huỳnh quang pha tạp Eu; Ion Eu3+

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] M. T. Tran et al., “Excellent thermal stability and high quantum efficiency orange-red-emitting AlPO₄:Eu³⁺ phosphors for WLED application,” J. Alloys Compd., vol. 853, 2021, Art. no. 156941, doi: 10.1016/j.jallcom.2020.156941.

[2] V.Q. Nguyen et al., “A high quantum efficiency plant growth LED by using a deep-red-emitting α-Al₂O₃:Cr³⁺ phosphor,” Dalt. Trans., vol. 50, no. 36, pp. 12570-12582, 2021, doi: 10.1039/d1dt00115a.

[3] Y. Zhang, L. Luo, G. Chen, Y. Liu, R. Liu, and X. Chen, “Green and red phosphor for LED backlight in wide color gamut LCD,” J. Rare Earths, vol. 38, no. 1, pp. 1-12, 2020, doi: 10.1016/j.jre.2019.10.005.

[4] K. Li and C. Shen, “White LED based on nano-YAG:Ce³⁺/YAG:Ce³⁺,Gd³⁺ hybrid phosphors,” Optik (Stuttg)., vol. 123, no. 7, pp. 621-623, 2012, doi: 10.1016/j.ijleo.2011.06.005.

[5] K. Li and C. Shen, “White light LED based on YAG:Ce³⁺ and YAG:Ce³⁺ ,Gd³⁺ phosphor,” 5th Int. Symp. Adv. Opt. Manuf. Test. Technol. Optoelectron. Mater. Devices Detect. Imager, Display, Energy Convers. Technol., 2010, doi: 10.1117/12.865938.

[6] Y. Liu, M. Zhang, Y. Nie, J. Zhang, and J. Wang, “Growth of YAG:Ce³⁺ Al₂O₃ eutectic ceramic by HDS method and its application for white LEDs,” J. Eur. Ceram. Soc., vol. 37, no. 15, pp. 4931-4937, 2017, doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2017.06.014.

[7] A. Potdevin, G. Chadeyron, D. Boyer, and R. Mahiou, “Sol-gel based YAG:Ce³⁺ powders for applications in LED devices,” Phys. Status Solidi Curr. Top. Solid State Phys., vol. 4, no. 1, pp. 65-69, 2007, doi: 10.1002/pssc.200673550.

[8] Y. Zhang, L. Li, X. Zhang, And Q. Xi, “Temperature effects on photoluminescence of YAG:Ce³⁺ phosphor and performance in white light-emitting diodes,” J. Rare Earths, vol. 26, no. 3, pp. 446-449, 2008, doi: 10.1016/S1002-0721(08)60115-5.

[9] Y. Takeda, H. Kato, M. Kobayashi, H. Kobayashi, and M. Kakihana, “Photoluminescence properties of Mn⁴⁺-activated perovskite-type titanates, La₂MTiO₆:Mn⁴⁺ (M = Mg and Zn),” Chemistry Letters, vol. 44, no. 11, 2015, doi: 10.1246/cl.150748.

[10] C. J. Howard, P. W. Barnes, B. J. Kennedy, and P. M. Woodward, “Structures of the ordered double perovskites Sr₂YTaO₆ and Sr₂YNbO₆,” Acta Crystallogr. Sect. B Struct. Sci., vol. 61, no. 3, pp. 258-262, Jun. 2005, doi: 10.1107/S0108768105012395.

[11] L. Xi, Y. Pan, X. Chen, S. Huang, and M. Wu, “Optimized photoluminescence of red phosphor Na₂SnF₆:Mn⁴⁺ as red phosphor in the application in ‘warm’ white LEDs,” J. Am. Ceram. Soc., vol. 100, no. 5, 2017, doi: 10.1111/jace.14708.

[12] Q. Sun et al., “Double perovskite Ca₂LuTaO₆:Eu³⁺ red-emitting phosphors: Synthesis, structure and photoluminescence characteristics,” J. Alloys Compd., vol. 804, pp. 230-236, Oct. 2019, doi: 10.1016/j.jallcom.2019.06.260.

[13] A. Fu et al., “A novel double perovskite La₂ZnTiO₆:Eu³⁺ red phosphor for solid-state lighting: Synthesis and optimum luminescence,” Opt. Laser Technol., vol. 96, pp. 43-49, 2017, doi: 10.1016/j.optlastec.2017.04.025.

[14] B. Bondzior, D. Stefańska, T. H. Q. VU, N. Miniajluk-Gaweł, and P. J. Dereń, “Red luminescence with controlled rise time in La₂MgTiO₆:Eu³⁺,” J. Alloys Compd., vol. 852, 2021, doi: 10.1016/j.jallcom.2020.157074.

[15] B. Su, H. Xie, Y. Tan, Y. Zhao, Q. Yang, and S. Zhang, “Luminescent properties, energy transfer, and thermal stability of double perovskites La₂MgTiO₆:Sm³⁺, Eu³⁺,” J. Lumin., vol. 204, pp. 457-463, 2018, doi: 10.1016/j.jlumin.2018.08.013.

[16] H. Yuan, Z. Huang, L. Xu, H. Jia, X. Sun, and K. Liu, “La₂MgTiO₆:Bi³⁺/Mn⁴⁺ photoluminescence materials: Molten salt preparation, Bi³⁺→Mn⁴⁺ energy transfer and thermostability,” J. Lumin., vol. 224, April 2020, Art. no. 117290, doi: 10.1016/j.jlumin.2020.117290.

[17] Z. Yang et al., “Studies on luminescence properties of double perovskite deep red phosphor La₂ZnTiO₆:Mn⁴⁺ for indoor plant growth LED applications,” J. Alloys Compd., vol. 802, pp. 628–635, Sep. 2019, doi: 10.1016/j.jallcom.2019.06.199.

[18] Y. W. Seo, D. Kim, W. Ran, S. H. Park, B. C. Choi, and J. H. Jeong, “Luminescence properties and energy transfer of Mn⁴⁺-doped double perovskite La₂ZnTiO₆ phosphor,” Opt. Mater. (Amst)., vol. 106, May 2020, Art. no. 109980, doi: 10.1016/j.optmat.2020.109980.

[19] M. Hu, C. Liao, L. Xia, W. You, and Z. Li, “Low temperature synthesis and photoluminescence properties of Mn⁴⁺ -doped La₂MgTiO₆ deep-red phosphor with a LiCl flux,” J. Lumin., vol. 211, pp. 114-120, March 2019, doi: 10.1016/j.jlumin.2019.03.034.

[20] J. Ou, X. Yang, and S. Xiao, “Luminescence performance of Cr³⁺ doped and Cr³⁺, Mn⁴⁺ co-doped La₂ZnTiO₆ phosphors,” Mater. Res. Bull., vol. 124, 2020, Art. no. 110764, doi: 10.1016/j.materresbull.2019.110764.

[21] K. Li, H. Lian, R. Van Deun, and M. G. Brik, “A far-red-emitting NaMgLaTeO₆:Mn⁴⁺ phosphor with perovskite structure for indoor plant growth,” Dye. Pigment., vol. 162, pp. 214-221, Mar. 2019, doi: 10.1016/j.dyepig.2018.09.084.

[22] C. Wei, D. Xu, J. Li, A. Geng, X. Li, and J. Sun, “Synthesis and luminescence properties of Eu³⁺ doped a novel double perovskite Sr₂YTaO₆ phosphor,” J. Mater. Sci. Mater. Electron., vol. 30, no. 3, pp. 2864-2871, Feb. 2019, doi: 10.1007/s10854-018-0563-2.

[23] J. Huang et al., “La₂MgTiO₆:Eu²⁺/TiO₂-based composite for methyl orange (MO) decomposition,” Appl. Phys. A Mater. Sci. Process., vol. 125, no. 12, 2019, doi: 10.1007/s00339-019-3147-y.

[24] K. Singh, M. I. U. Haq, and S. Mohan, “Synergism of h-BN and La₂O₃ in improving the tribological performance of Al₂O₃ coatings,” Proc. Inst. Mech. Eng. Part J J. Eng. Tribol., 2024, doi: 10.1177/13506501241272777.

[25] W. Ismail, A. Belal, W. Abdo, and A. El-Shaer, “Investigating the physical and electrical properties of La₂O₃ via annealing of La(OH)₃,” Sci. Rep., vol. 14, no. 1, pp. 1-12, 2024, doi: 10.1038/s41598-024-57848-8.

[26] S. Bakshi, S. Rani, and P. Kaur, “Down conversions luminescent properties of Eu doped SrTiO3,” J. Phys. Conf. Ser., vol. 2267, no. 1, 2022, doi: 10.1088/1742-6596/2267/1/012042.

[27] M. Qin et al., “Response to comment on ‘point defect structure of La-doped SrTiO₃ ceramics with colossal permittivity,’” Scr. Mater., vol. 190, pp. 118-120, 2021, doi: 10.1016/j.scriptamat. 2020.08.037.

[28] A. Rocca, A. Licciulli, M. Politi, and D. Diso, “ Rare Earth-Doped SrTiO₃ Perovskite Formation from Xerogels,” ISRN Ceram., vol. 2012, pp. 1-6, 2012, doi: 10.5402/2012/926537.

[29] X. Yin, J. Yao, Y. Wang, C. Zhao, and F. Huang, “Novel red phosphor of double perovskite compound La₂MgTiO₆:xEu³⁺,” J. Lumin., vol. 132, no. 7, pp. 1701-1704, 2012, doi: 10.1016/j.jlumin.2012.02.006.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.11395

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ