I. Tính chất quang của vật liệu chứa đất hiếm Dy3 và Sm3
Luận án tập trung vào việc khảo sát tính chất quang của các vật liệu chứa ion đất hiếm Dy3+ và Sm3+. Các nghiên cứu chỉ ra rằng, ion Dy3+ và Sm3+ có khả năng phát xạ ánh sáng trong vùng khả kiến và hồng ngoại, đặc biệt là các chuyển dời điện tử 4f-4f. Phổ huỳnh quang của Dy3+ xuất hiện hai dải phát xạ mạnh ở màu vàng (Y) và xanh dương (B), tạo ra ánh sáng trắng khi pha trộn. Điều này mở ra tiềm năng ứng dụng trong các thiết bị chiếu sáng như đèn LED trắng. Ngoài ra, Sm3+ cũng được nghiên cứu với khả năng phát xạ trong vùng đỏ, phù hợp cho các ứng dụng trong laser và khuếch đại quang.
1.1. Phổ huỳnh quang của Dy3
Phổ huỳnh quang của Dy3+ trong vật liệu thủy tinh borotellurite cho thấy hai dải phát xạ chính: 4F9/2→6H13/2 (vàng) và 4F9/2→6H15/2 (xanh dương). Tỉ lệ cường độ giữa hai dải này (Y/B) có thể điều chỉnh thông qua thay đổi thành phần nền, giúp tạo ra ánh sáng trắng. Điều này được minh họa qua giản đồ tọa độ màu CIE, nơi đường nối hai dải phát xạ đi qua vùng sáng trắng.
1.2. Phổ huỳnh quang của Sm3
Sm3+ trong vật liệu tinh thể K2GdF5 cho thấy phổ phát xạ mạnh trong vùng đỏ, đặc biệt là chuyển dời 4G5/2→6H5/2. Điều này làm cho Sm3+ trở thành ứng cử viên tiềm năng cho các ứng dụng laser và khuếch đại quang trong vùng đỏ.
II. Cấu trúc vật liệu chứa đất hiếm
Luận án cũng đi sâu vào việc khảo sát cấu trúc vật liệu chứa đất hiếm Dy3+ và Sm3+. Các phương pháp như nhiễu xạ tia X (XRD), phổ hấp thụ hồng ngoại (FTIR) và tán xạ Raman được sử dụng để phân tích cấu trúc mạng tinh thể và các liên kết hóa học trong vật liệu. Kết quả cho thấy, sự có mặt của B2O3 trong thủy tinh borotellurite không chỉ đóng vai trò chất tạo nền mà còn là chất biến thể, ảnh hưởng đến cấu trúc trường tinh thể xung quanh ion đất hiếm.
2.1. Phân tích cấu trúc bằng XRD
Phân tích giản đồ nhiễu xạ tia X cho thấy cấu trúc vô định hình của thủy tinh borotellurite, với sự hiện diện của các đỉnh nhiễu xạ rộng, đặc trưng cho vật liệu thủy tinh. Sự thay đổi tỷ lệ B2O3/TeO2 ảnh hưởng đến cấu trúc mạng, làm thay đổi các thông số cường độ Ωλ trong lý thuyết Judd-Ofelt.
2.2. Phân tích cấu trúc bằng FTIR và Raman
Phổ hấp thụ hồng ngoại và tán xạ Raman cho thấy sự hiện diện của các nhóm chức như BO3, BO4 và TeO4 trong thủy tinh borotellurite. Sự tương tác giữa các nhóm chức này ảnh hưởng đến cấu trúc mạng và tính chất quang của vật liệu.
III. Ứng dụng thực tiễn của vật liệu chứa đất hiếm
Luận án đánh giá cao tiềm năng ứng dụng thực tiễn của các vật liệu chứa đất hiếm Dy3+ và Sm3+. Các vật liệu này có thể được sử dụng trong các thiết bị chiếu sáng, laser, khuếch đại quang và cảm biến quang học. Đặc biệt, thủy tinh borotellurite pha tạp Dy3+ có khả năng tạo ra ánh sáng trắng, phù hợp cho các ứng dụng trong đèn LED trắng.
3.1. Ứng dụng trong chiếu sáng
Thủy tinh borotellurite pha tạp Dy3+ có thể được sử dụng để chế tạo đèn LED trắng, nhờ khả năng phát xạ ánh sáng trắng khi điều chỉnh tỉ lệ Y/B. Điều này mở ra tiềm năng ứng dụng trong các thiết bị chiếu sáng tiết kiệm năng lượng.
3.2. Ứng dụng trong laser và khuếch đại quang
Sm3+ trong tinh thể K2GdF5 có thể được sử dụng trong các ứng dụng laser và khuếch đại quang trong vùng đỏ, nhờ phổ phát xạ mạnh và đơn sắc.
