Ngày đăng: 12/01/2024
Tên luận án: Nghiên cứu chế tạo và tính chất của một số vật liệu huỳnh quang mạng nền Germanat và Silicat garnet ứng dụng cho LED
Ngành: Khoa học vật liệu                       Mã số: 9440122
Nghiên cứu sinh: Nguyễn Mai Cao Hoàng Phương Lan
Người hướng dẫn khoa học:
                                              1. TS. Nguyễn Đức Trung Kiên
  2. TS. Cao Xuân Thắng
Cơ sở đào tạo: Đại học Bách khoa Hà Nội
 
TÓM TẮT KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN

1. Chế tạo được vật liệu huỳnh quang ZGO: Mn²⁺ phát xạ trong vùng màu xanh, đạt cực đại tại bước sóng 532 nm bằng phương pháp thủy nhiệt và vật liệu SYGO: Mn²⁺ phát xạ trong vùng màu đỏ, có hai đỉnh phát xạ tại 555 và 625 nm. Cả hai vật liệu đều được kích thích bởi bước sóng UV (270 nm), cho cường độ phát xạ cao nhất ở nồng độ pha tạp 5% Mn²⁺. Sử dụng giản đồ T-S dựa vào kết quả đo phổ PLE, để tính toán giá trị D_q/B, từ đó xác định được trường tinh thể của ion Mn²⁺ trong mạng nền. Cụ thể, khi Mn²⁺ thuộc trường tinh thể yếu thì cho phát xạ trong vùng màu xanh (ZGO: Mn²⁺) và sẽ phát xạ đỏ nếu Mn²⁺ thuộc trường tinh thể mạnh (SYGO: Mn²⁺). Kết quả nghiên cứu cho thấy sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm.
2. Chế tạo được hai vật liệu ZGO: Eu³⁺ và SYGO: Eu³⁺, có cấu trúc đơn pha. Cả hai vật liệu đều có phổ phát xạ trong vùng màu đỏ, đạt cực đại tại bước sóng 612 nm, dưới kích thích NUV (⁓ 390 nm). Dựa vào phổ PL, chúng ta dễ dàng tính toán được các thông số J-O (Ω₂ và Ω₄). Vật liệu ZGO: Eu³⁺ và SYGO: Eu³⁺ đều thu được giá trị Ω₂ > Ω₄, nên Eu³⁺ sẽ chiếm vào các vị trí bất đối xứng trong mạng nền. Kết quả nghiên cứu cho thấy, Eu³⁺ chiếm các vị trí khác nhau trong hai mạng nền khác nhau, nhưng bản chất phát quang là giống nhau. Sự phát xạ của Eu³⁺ là sự chuyển tiếp f-f, trong khi đó lớp f trong cấu hình điện tử của Eu³⁺ lại được bao bọc bởi lớp s và d. Kết luận rằng sự phát xạ của ion Eu³⁺ là ít bị ảnh hưởng bởi mạng nền.
3. Chế tạo thành công vật liệu CSSO: Ce³⁺ bằng phương pháp sol-gel kết hợp với xử lý nhiệt. Vật liệu có khả năng phát quang mạnh, khi kích thích tại bước sóng 450 nm, vật liệu phát xạ đạt cực đại tại bước sóng 515 nm. Hình thái phổ phát xạ không thay đổi và cường độ có thể duy trì xấp xỉ 85% tại 150℃ so với cường độ đo ở nhiệt độ phòng 30℃. Hiệu suất lượng tử đạt khoảng 79%. Thử nghiệm chế tạo WLED, có các chỉ số CRI và R9 cao hơn so với WLED chế tạo bằng bột huỳnh quang YAG thương mại. Các chỉ số LER và M/P cho thấy rất phù hợp để sử dụng chiếu sáng cho mắt người, giúp làm tỉnh táo hơn vào ban ngày.