Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Do ánh sáng kích thích thường có cường độ thay đổi theo thời gian, tín hiệu huỳnh quang sẽ không đo như 1 giá trị tuyệt đối mà thường biểu diễn thành dạng hụ thuộc vào nồng độ như sau :

Do ánh sáng kích thích thường có cường độ thay đổi theo thời gian, tín hiệu huỳnh quang sẽ không đo như 1 giá trị tuyệt đối mà thường biểu diễn thành dạng hụ thuộc vào nồng độ như sau :

Tải bản đầy đủ - 0trang

5. Sự dập tắt huỳnh quang

Như ta đã thấy ở trên hình 5 : Có 1 giá trị nồng độ xác định tại đó cường độ huỳnh

quang là cực đại. Nếu nồng độ lớn hơn giá trị này thì cường độ huỳnh quang bị suy giảm .

Ta gọi đó là sự suy giảm cường độ huỳnh quang là dập tắt huỳnh quang.

là do tạp chất. Với loại vật liệu phát quang nhất thiết phải có tâm quang. Sự dập tắt huỳnh

quang có thể có 2 loại :





Sự tự dập tắt huỳnh quang : Là do ctương đối tức là đã so sánh với giá trị chuẩn

của nồng độ đã biết. Đường phân tích sự pác tâm quang va chạm với nhau và mất

năng lượng







Sự dập tắt huỳnh quang do tạp chất : Do các tâm quang va chạm với các phân tử

tạp, hoặc là liên kết với tạp do vậy mất năng lượng.

Dưới đây ta xét huỳnh quang từ vật liệu pha tạp cao : Khi pha tạp các ion với nồng



độ cao mục đích là tăng hiệu suất phát huỳnh quang. Tuy nhiên khi nồng độ pha tạp lớn

hơn giá trị tới hạn có thể dẫn đến làm giảm hoặc dập tắt huỳnh quang. Điều này được gọi

là sự dập tắt do nồng độ và nó xuất phát từ hiệu ứng truyền năng lượng giữa các ion xảy

ra ở nồng độ cao. Xác suất truyền năng lượng tới các ion bên cạnh lớn hơn xác suất phân

rã phát xạ, do vậy các di chuyển kích thích ở trong mẫu có thể qua hàng triệu ion trước

khi phát ra bức xạ. Điều này có thể được giải thích trên hình 6.



II THỰC NGHIỆM

1. Hệ đo

Một hệ đo phổ huỳnh quang : PL & PLE có cấu trúc như sau :





n tửt?và

H?thống

th?ng đ

i?n

thiết bịđầu ra



Ngu?n

Nguồn



v thi?t b? ?u ra



Bộn

đơns?c(kớch

sắ

c(kíchthớch)

thích)

B?

Chù m bức xạ kích thích



MẫU



M?u



Huỳnh

quang



B? đ

n

s?cc

Bộ

ơn sắ

(phát

xạ)

(phỏt x?)

Bộ thu



Hỡnh 7



2. Quy trỡnh đo phổ huỳnh quang PL và PLE

1. Thay đổi đơn sắc kế kích thích cho đến khi xuất hiện phổ huỳnh quang

2. Đặt đơn sắc kế kích thích tại một bước sóng xác định. Bật đơn sắc kế phát xạ để



qt tìm bước sóng phát xạ

3. Đặt đơn sắc kế phát xạ tại bước sóng mà ở đó phổ huỳnh quang ở bước 2 có cường



độ mạnh nhất. Quét đơn sắc kế kích thích để thu được phổ PLE

4. Đặt đơn sắc kế kích thích tại bước sóng kích thích mạnh nhất. Quét đơn sắc kế phát



xạ để thu phổ PL

Đồng thời có thể thu được phổ hấp thụ bằng cách qt đơn sắc kế kích thích trong

vùng sóng hấp thụ khi đơn sắc kế phát xạ đặt tại bước sóng phát xạ mạnh nhất.



III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Bài tiểu luận này dựa trên những kết quả tìm hiểu về vật liệu phát quang ZnS pha

tạp Mn2+. Dưới đây là các kết quả thu được.



1. Phổ huỳnh quang PL

Hình 8 chỉ ra phổ PL của nano ZnS : 0.5%Mn2+.



Hình8 Phổ PL của ZnS : 0.5%Mn2+với lexc=337nm



Hai peak xuất hiện trong phổ PL là tại 420nm và 590 nm. Peak 590 là tương ứng với

chuyển mức 4T1 – 6A1 ứng với ion Mn2+.Vạch 420nm không đặc trưng cho Mn2+ , nó cũng

xuất hiện trong phổ nano ZnS. Điều này được minh hoạ trong hình 9.



Hình 9.Phổ PL của a)nano ZnS b)nano ZnS pha tạp Mn 2+



2. Phổ kích thích huỳnh quang

Phổ PLE ghi nhận tại bước sóng 587nm với ZnS : Mn 2+ (hình 10). Cực đại phổ

PLE tại ánh sáng kích thích là 337 nm. Vạch này dịch đi so với vạch cực đại 342nm trong

PLE của vật liệu khối ZnS. Điều này được giải thích là do hiệu ứng lượng tử kích thước

làm cho trạng thái kích thích dịch lên mức năng lượng cao hơn với vật liệu nano.



Hình 10 Phổ PLE của nano ZnS:Mn2+



3. Khảo sát sự phụ thuộc của cường độ huỳnh quang vào nồng độ

Tiến hành đo phổ PL tại cùng lexc = 337 nm với các mẫu nano có nồng độ Mn 2+

khác nhau. Cường độ huỳnh quang tăng theo nồng độ chỉ tới 5%at Mn 2+ , sau đó tăng

nồng độ huỳnh quang sẽ làm giảm cường độ.

Vạch 590 nm tương ứng với chuyển dịch 4T1 – 6A1.Đây là dịch chuyển cấm spin

giữa các trạng thái 3d5 của Mn2+. Vì thế quá trình truyền năng lượng giữa các tâm Mn 2+

không phải là do tương tác dipol-dipol mà là quá trình truyền giữa các ion gần nhau nhất.

Khi tăng nồng độ khoảng cách các tâm giảm vì thế cường độ huỳnh qunag tăng. Nhưng

khi nồng độ quá cao thì xuất hiện các ion Mn3+, Mn4+ có vai trò như là tạp chất gây ra hiện

tượng dập tắt huỳnh quang.



Hình 11 Phổ PL của nano ZnS:Mn2+ với các nồng độ :

0%at, 0.5%at,3%at, 5%at, 7.5%at, 12%at, và 14%at



4. Sự phụ thuộc của điều kiện ủ đến cường độ phổ huỳnh quang

Trong quá trình làm thực nghiệm luôn cần thiết phải ủ nhiệt. Dưới đây tiến hành đo

phổ huỳnh quang của ba mẫu.





Mẫu 1 : Nano ZnS : 5%at Mn2+(hạt thu được bằng sấy khô trong chân không )







Mẫu 2 : Nano ZnS : Mn2+ nung 1h trong chân không







Mẫu 3 : Nano ZnS : Mn2+ nung 1h trong Argon



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Do ánh sáng kích thích thường có cường độ thay đổi theo thời gian, tín hiệu huỳnh quang sẽ không đo như 1 giá trị tuyệt đối mà thường biểu diễn thành dạng hụ thuộc vào nồng độ như sau :

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×