B GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HC BÁCH KHOA HÀ NI
NGUYỄN MAI CAO HOÀNG PHƯƠNG LAN
NGHIÊN CU CH TO VÀ TÍNH CHT CA MT S
VT LIU HUNH QUANG MNG NN GERMANAT
SILICAT GARNET NG DNG CHO LED
Ngành: Khoa hc vt liu
Mã s: 9440122
TÓM TT LUN ÁN TIN KHOA HC VT LIU
Hà Ni 2023
Công trình được hoàn thành ti:
Đại hc Bách khoa Hà Ni
Người hướng dn khoa hc:
HD1: TS. Nguyễn Đức Trung Kiên
HD2: TS. Cao Xuân Thng
Phn bin 1:
Phn bin 2:
Phn bin 3:
Luận án được bo v trưc Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Đại
hc Bách khoa Hà Ni hp tại Đại hc Bách khoa Hà Ni
Vào hồi …….. giờ, ngày ….. tháng ….. năm ………
Có th tìm hiu lun án tại thư viện:
1. Thư viện T Quang Bu Đại hc Bách khoa Hà Ni
2. Thư viện Quc gia Vit Nam
1
M ĐẦU
Các nhà khoa hc gần đây đã trở nên quan tâm đến các vt liu phát
sáng kích thước nano, chúng được s dng rng rãi trong chiếu
sáng [1][2], y sinh [3], k thut truyn thông [4], … nói chung. Trong
đó, đi t phát quang ánh sáng trắng (WLED) nói riêng, đã dần tr thành
xu hướng chiếu sáng chính, thay thế các ngun chiếu sáng truyn
thng. Do nhiều ưu điểm hơn so vi các loại đèn truyền thng khác
như [5][6][7]: s dng ít năng lượng hơn so với đèn huỳnh quang, đèn
sợi đốt, …, giúp giảm chi phí điện năng. Đặc biệt, đèn LED không
cha chất độc hại như thủy ngân, chì hoc các chất độc hại khác. Điều
này giúp gim thiểu tác động tiêu cực đến môi trường con người.
Vi nhng do này, đèn LED đang trở thành mt gii pháp chiếu
sáng ph biến và được s dng rng rãi trong nhiều lĩnh vc.
Cho đến nay, có hai cách tiếp cn ph biến để to ra WLED da trên
bt hunh quang (b qua phương pháp kết hợp 3 LED đơn sắc vi
nhau). Cách th nht là ph bt hunh quang phát ánh sáng màu vàng
Y3Al5O12:Ce3+ (YAG: Ce3+) = 550 nm) lên chip LED xanh lam
InGaN = 455 nm) [8]. Cách tiếp cn này ch s hoàn màu thp
(CRI<80), nhiệt độ màu tương quan cao (CCT > 7000 K), do thiếu
thành phn quang ph màu đỏ (λ= 600-655 nm) và vùng quang ph
màu lục lam hay thường được gọi cyan (λ= 480-520 nm) [9][10].
Trong đó, ánh sáng màu xanh bắt ngun t chip LED ảnh hưởng
tiêu cực, đến nhp sinh hc của con người [7]. Cách th hai là ph bt
màu xanh, xanh lục và đỏ lên chip LED UV = 270 nm) hoc NUV
2
(λ=350-420 nm) [11]. Điểm hn chế ca cách tiếp cn này là phát x
toàn ph cũng bị thiếu vùng quang ph màu cyan [9]. Vic thiếu vùng
quang ph màu lc lam s làm gim s chân tht, sng động ca màu
sc do LED phát ra. T hai cách tiếp cn trên cho thy, WLED vn
còn tồn đọng các vấn đề thách thức như CCT, CRI, hiu sut quang
(LER) chưa đạt được như mong muốn đã k vng. Điểm chung ca
hai phương pháp nêu trên là ph bt hunh quang lên chip LED.
đó, bt hunh quang đóng vai trò quang trọng trong vic quyết định
s dụng chip LED nào đ kích thích ánh sáng phát ra ca LED.
Tiếp cn vi xu thế chung ca cuc cách mng chiếu sáng rn, các nhà
khoa học trong nước đã và đang tiến hành các nghiên cu chế to bt
hunh quang, nhm ci thin tính cht phát quang.
Tuy nhiên, chưa nhóm nghiên cu nào tng hp bt hunh quang
s dng các mng nn ZGO, SYGO và CSSO. Và theo tìm hiểu, chưa
công trình nào trong ngoài nước xác định c th v trí ca ion
kim loi chuyn tiếp (Mn2+) hoc ion kim loại đất hiếm (Eu3+) trong
mng nền. Điểm chung ca các công trình là so sánh s ging nhau v
hóa tr, hay s chênh lch bán kính ion. Giải thích như vậy hơi mang
tính ch quan, chưa mang tính khoa hc sâu sắc. Do đó, để gii quyết
vấn đề này, chúng tôi s dng hai lý thuyết khác nhau, để tìm ra v trí
ca c ion tp cht trong mng nn. C thể, đối vi ion kim loi
chuyn tiếp (Mn2+), s dng giản đ Tanabe-Sugano (T-S) để xác định
trưng tinh th ca ion Mn2+ trong mng nn. s dng thuyết
Judd-Ofelt (J-O) đối vi mng nn pha tp ion kim loại đất hiếm
3
(Eu3+). S sử dng hai thuyết khác nhau là do, cấu hình điện t
ca ion kim loi chuyn tiếp và ion kim loại đất hiếm là khác nhau.
Đặc biệt hơn, ánh sáng lấy con người làm trung tâm cũng đang thu hút
s quan tâm nghiên cu. Theo hiu biết của chúng tôi, cũng chưa
công trình nào trong ngoài nước, nghiên cu chế to WLED bng
cách ph bt CSSO pha tp Ce3+ lên chip LED 450 nm, nhm ng
dng cho th giác con ngưi. Vì vy, chúng tôi chọn đề tài Nghiên
cu chế to tính cht ca mt s vt liu hunh quang mng
nn Germanat Silicat garnet ng dng cho LED để nghiên cu.
Hi vng kết qu nghiên cu này s là tài liu tham kho b ích cho
bạn đọc, góp phn ng dng vào khoa học, đời sng xã hi trong
tương lai.
2. Mục đích nghiên cứu
Tng hợp được vt liu: ZGO: Mn2+ và SYGO: Mn2+ cu trúc
đơn pha. Xác định trường tinh th ca ion Mn2+ trong mi mng
nn, da vào giản đồ T-S.
Tng hợp được vt liu ZGO: Eu3+ và SYGO: Eu3+ cu trúc
đơn pha. Xác định các thông s quang ca các vt liu da vào
thuyết J-O.
Tng hp thành công bt hunh quang CSSO: Ce3+, cu trúc
đơn pha. Chế to WLED bng vt liu CSSO: Ce3+ lên chip LED
450 nm, ng dng cho th giác của con người.