BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI
THÁI THỊ DIỆU HIỀN
TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA HỆ
VẬT LIỆU NANO LnVO4, LnPO4 (Ln = Y, Gd) PHA TẠP ION
ĐẤT HIẾM VÀ Bi (III), ĐỊNH HƢỚNG ỨNG DỤNG
ĐÁNH DẤU HUỲNH QUANG BẢO MẬT
Chuyên ngành: Hóa Vô Cơ
Mã số: 9.44.01.13
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
HÀ NỘI - 2024
CÔNG TRÌNH ĐƢỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
1: PGS TS Phạm Đức Roãn
2: TS Nguyễn Vũ
Phản biện 1: PGS. TS Phạm Anh Sơn
Trƣờng Đại học KHTN – ĐHQG Hà Nội
Phản biện 2: PGS. TS Trần Vĩnh Hoàng
Đại học Bách khoa Hà Nội
Phản biện 3: GS. TS Lục Huy Hoàng
Trƣờng ĐHSP Hà Nội
Luận án sẽ đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng chấm luận án
cấp Trƣờng họp tại Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội
vào hồi …..giờ … ngày … tháng… năm 2024
Có thể tìm hiểu luận án tại thƣ viện: Thƣ viện Quốc Gia, Hà Nội
hoặc Thƣ viện Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội
1
DANH MỤC CÁC CÔNG BỐ KHOA HỌC CỦA LUẬN ÁN
1. Thái Thi Diệu Hiền, Phạm Đức Roãn, Đinh Thị Thu Trang, Nguyễn
Vũ (2017), “Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tính chất của vật liệu nano
phát quang YPO4:Tb được tổng hợp bằng phản ứng nổ”, Tạp chí Hóa
học, 55 2e 64-67.
2. Thái Thi Diệu Hiền, Phạm Đức Roãn, Đinh Thị Thu Trang, Nguyễn
Vũ (2017), “Ảnh hưởng của nồng độ ion pha tạp đến tính chất của vật
liệu nano phát quang YPO4:Tb được tổng hợp bằng phản ứng nổ”, Tạp
chí Hóa học, 55 3e, 158-161.
3. Thai Thi Dieu Hien, Pham Duc Roan, Nguyen Trong Thanh, Dinh
Manh Tien, Nguyen Vu (2018), “Effect of calcination temperature on
phase evolution and photoluminescent properties of GdPO4:Eu
nanoparticle phosphors synthesized by combustion method”, Vietnam
Journal of Chemistry 56 793-797.
4. Thai Thi Dieu Hien, Pham Duc Roan, Ngo Khac Khong Minh,
Nguyen Vu (2019), “Combustion synthesis and Characterization of Eu
-doped GdVO4 nanoparticle phosphors”, Procedings of IWNA 2019,
419-423.
5. Thái Thị Diệu Hiền, Nguyễn Đức Hội, Phạm Đức Roãn, Ngô Khắc
Không Minh, Nguyễn Vũ ) (2020), “Nghiên cứu tính chất của vật liệu
nano phát quang GdPO4:Tb được tổng hợp bằng phản ứng nổ”, Tạp chí
Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, 19 (4.254-57.
6. Thái Thị Diệu Hiền, Phạm Đức Roãn, Nguyễn Đức Hội, Ngô Khắc
Không Minh, Nguyễn Vũ (2021), “Chế tạo và nghiên cứu tính chất của
vật liệu nano phát quang GdPO4:Tb, Eu”, Tạp chí Xúc tác và Hấp phụ
Việt Nam 10 2, 91-94.
7. Thái Thị Diệu Hiền, Phạm Đức Roãn, Ngô Khắc Không Minh,
Nguyễn Vũ (2021), “Nghiên cứu tính chất của vật liệu nano phát quang
YPO4:Eu được tổng hợp bằng phản ứng nổ”, Procedings of Hội nghị
Vật lý Chất rắn và Khoa học Vật liệu Toàn quốc – SPMS 2021, 508-
511.
8. Thai T. D. Hien, Pham D. Roan, Ngo K. K. Minh, Phan V. Do,
Nguyen T. Thanh, Nguyen T. Huong, Hoang T. Khuyen, Pham T.
Lien, Dinh M. Tien, Pham T. Tung, Nguyen Vu (2024), “Judd-Ofelt
analysis and optical properties of Eu3+-doped GdPO4 phosphors
synthesized by combustion method”, Vietnam J. Chem;1–8.
1
MỞ ĐẦU
Ngày nay, vật liệu nano phát quang đã và đang trở thành đối
tượng nghiên cứu hấp dẫn do những tính chất đặc biệt của chúng.
Những ứng dụng của vật liệu nano phát quang có thể kể đến như máy
dò quang học, laze, cảm biến, kĩ thuật siêu âm, chất phát quang, kĩ
thuật hiển thị hình ảnh, pin mặt trời, quang xúc tác, quang hóa và y
sinh. Một trong những mạng chủ có thể pha tạp các ion đất hiếm là
mạng vanadat (LnVO4) và phophat (LnPO4) do chúng có độ bền cơ
học cao. Ion Y(III) có bán kính xấp xỉ các ion đất hiếm hóa trị ba nên
sự thay thế các ion này vào mạng chủ dễ dàng hơn (do tính đồng
hình, đồng hóa trị và đồng kích thước). Bên cạnh đó, ion Gd(III): 4f7
lớp vỏ electron bán bão hòa do đó, năng lượng chuyển mức kèm
chuyển điện tích và năng lượng chuyển dời f - f của ion Gd(III) cao
hơn mức năng lượng tương ứng của các nguyên tố hiếm khác vì thế
nó không gây hiệu ứng dập tắt huỳnh quang đối với các ion đất hiếm
khác. Vì vậy, các vật liệu nền photphat và vanadat của Y(III) và
Gd(III) có nhều đặc tính thú vị. Các ion đất hiếm pha tạp trong mạng
nền sẽ cho ra các màu phát xạ khác nhau. Đề tài lựa chọn 2 ion đất
hiếm Eu (III) và Tb(III), trong đó Eu(III) có cấu hình là 4f6 và Tb(III)
có cấu hình 4f8. Cả hai ion này đều có 6 electron độc thân đều có số
lượng tử từ tổng cộng là 3 nên trạng thái cơ bản có mức năng lượng
cơ bản là 7Fj (j=1-6). Điểm khác biệt là Eu(III) có cấu hình chưa đạt
trạng thái bán bão hòa, mức năng lượng thấp nhất là 7F0; trong khi
Tb(III) có cấu hình quá bán bão hòa, mức năng lượng thấp nhất là
7F6.Vì vậy: Vật liệu pha tạp ion Eu(III) cho phát xạ đỏ (590 – 620
nm và 590 - 720 nm), vật liệu pha tạp ion Tb(III) cho phát xạ xanh
(543 nm). Trong nhiều trường hợp, ion Bi(III) đóng vai trò tăng nhạy
cho phát xạ của Eu(III) và Tb(III). Ion tăng nhạy là ion hấp thụ năng
lượng kích thích, sau đó chuyển năng lượng hấp thụ được cho ion
phát xạ để nhận được phát xạ mạnh hơn. Sự phát triển của phương
pháp tổng hợp vật liệu trong những năm gần đây đã mở ra triển vọng
điều khiển cấu trúc của vật liệu. Một trong những phương pháp đơn
giản nhằm thu được vật liệu có kích cỡ nanomet là phương pháp