Tổng hợp Vật liệu Huỳnh quang Ứng dụng Chế tạo WLED

Để có thể nghiên cứu thành công quy trình chế tạo vật liệu huỳnh quang và tối ưu hóa quy trình nhằm ứng
dụng chế tạo WLED chỉ với một mạng nền duy nhất bằng cách đồng pha tạp nhiều nguyên tố một lúc.
Đồng thời chế tạo được vật liệu phát xạ 3 màu cơ bản: đỏ, xanh da trời và xanh lá cây làm tiền đề chế tạo
WLED bằng cách pha tạp các nguyên tố (ví dụ như đất hiếm) vào mạng nền. Nhóm nghiên cứu do bà
Nguyễn Thị Kim Liên, Viện AIST, Đại học Bách Khoa Hà Nội làm chủ nhiệm đã tiến hành triển khai
nghiên cứu đề tài: “Tổng hợp Vật liệu Huỳnh quang Ứng dụng Chế tạo WLED”.

Sau một 72 tháng (từ 12/2011 đến 12/2017) triển khai thực hiện, nhóm nghiên cứu thu được các kết quả
như sau:
1. Nghiên cứu chế tạo bột huỳnh quang phát xạ đỏ (Y, Gd)BO3: Eu3+
Bột huỳnh quang phát ánh sáng đỏ (Y,Gd)BO3:Eu3+ được tổng hợp bằng phương pháp sol-gel xuất hiện
pha tinh thể ở 700 độ C và ổn định hình thái ở 900 độ C. Nồng độ Gd3+ tối ưu là 35%, cường độ PL tăng
theo nồng độ Eu3+ được quan sát đến 30% Eu3+. Việc phát xạ mạnh ở 611 và 625 nm hứa hẹn cho việc
ứng dụng trong các thiết bị phát quang.
2. Nghiên cứu chế tạo bột huỳnh quang Sr5(PO4)Cl: Eu3+/ Eu2+
Các kết quả nghiên cứu cho thấy bột huỳnh quang do nhóm nghiên cứu chế tạo có mạng nền gồm hai pha
Sr5(PO4)3Cl và Sr3(PO4)2 do sự bay hơi của Cl trong quá trình chế tạo. Tuy nhiên, chúng tôi cũng phát
hiện được rằng sự bay hơi của Cl có thể được hạn chế bằng các tăng nồng độ Eu pha tạp. Ở chế độ khử
hợp lý, bột huỳnh quang nhận được phát đồng thời trong hai vùng, vùng đỏ (612 nm) và vùng xanh da trời
(405/446 nm) do sự phát xạ của ion Eu2+ trong hai mạng nền khác nhau. Nhiệt độ thiêu kết và nồng độ
pha tạp tối ưu tương ứng là 1000 độ C và 5.5% Eu. Hơn nữa, họ cũng phát hiện được rằng cường độ phát
xạ (PL) và kích thích (PLE) của ion Eu2+ trong mạng nền Sr3(PO4)2 cao hơn trong mạng nền
Sr5(PO4)3Cl.
3. Nghiên cứu chế tạo bột huỳnh quang Sr2MgSi2O7
Đã tổng hợp được bột huỳnh quang MMgSi2O7: Eu3+/ Eu2+ (M=Ca, Sr, Ba) bằng phương pháp đồng
kết tủa. Việc chuyển đổi hoàn toàn bột phát xạ ánh sáng đỏ sang xanh là có thể đạt được nhờ ử mẫu ở nhiệt
độ cao (1300 độ C), trong thời gian 2h trong môi trường hỗn hợp khí N2 + H2. Tùy thuộc vào thành phần
mạng nền, bột huỳnh quang nhận được có thể phát xạ trong vùng blue (Sr) hoặc blue+green (Ba) hoặc
blue+yellow (Ca). Bột huỳnh quang nhận được có thể kích thích tốt trong cả hai vùng UV và blue hứa hẹn
khả năng ứng dụng trong chế tạo WLED.
4. Nghiên cứu chế tạo bột huỳnh quang BaMgAl10O17: Eu2+
Đã tổng hợp thành công bột huỳnh quang BAM:Eu2+ ở nhiệt độ 1300 độ C trong môi trường khử hydro.
Vật liệu nhận được phát quang tốt trong vùng xanh lam với cực đại phát xạ ~ 455 nm. Kết quả khảo sát
nhận được cho thấy bột huỳnh quang chế tạo được có thể ứng dụng được trong chế tạo đèn huỳnh quang
và điốt phát quang.
Các kết quả nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Advances in Natural Science: Nanoscience and
Nanotechnology (ISI 2015), Kỷ yếu Hội nghị Quốc tế ICAMN 2012 và tạp chí Journal of Electronic
Materias (ISI IF = 1.58).
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 14806/2018) tại Cục Thông tin
Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

P.T.T (NASATI)