Nghiên cứu tính chất quang của Ion Nd3+ pha tạp trong tinh thể K2GdF5

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

LÂM VĂN DUẨN

NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA ION Nd3+

PHA TẠP TRONG TINH THỂ K2GdF5

LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ

THÁI NGUYÊN - 2020

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

LÂM VĂN DUẨN

NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA ION Nd3+

PHA TẠP TRONG TINH THỂ K2GdF5

Chuyên ngành: Quang học

Mã số: 8 44 01 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ

Người hướng dẫn khoa học: TS. Phan Văn Độ

THÁI NGUYÊN - 2020

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài này là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự giúp

đỡ về mặt chuyên môn và hướng dẫn khoa học của TS. Phan Văn Độ. Các số liệu và

kết quả nghiên cứu trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa được công bố trong

bất kỳ công trình nào khác. Những tài liệu tham khảo đều đã được công bố trên các

tạp chí và các trang web uy tín. Các trích dẫn đều được liệt kê đầy đủ trong danh mục

tài liệu tham khảo của luận văn.

Thái Nguyên, ngày 30 tháng 11 năm 2020.

Tác giả luận văn

Lâm Văn Duẩn

ii

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới TS. Phan Văn

Độ, người thầy đã tận tình hướng dẫn tôi thực hiện và hoàn thành luận án này.

Tôi xin trân trọng dành sự biết ơn của mình đến Khoa vật lý, Trường Đại Học

Khoa Học-Trường Đại Học Thái Nguyên, nơi đã tạo điều kiện cho tôi cơ hội được đi

học.

Cuối cùng, tôi xin dành những tình cảm sâu nặng nhất đến những người thân

trong gia đình tôi: Cha, mẹ, các anh chị em người thân trong gia đình; cũng như bạn

bè tôi đã dành cho tôi những tình cảm, động viên và chia sẻ, đã cho tôi nghị lực và

tinh thần để hoàn thành công việc nghiên cứu của mình.

Tác giả

Lâm Văn Duẩn

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................... i

LỜI CẢM ƠN ...............................................................................................ii

MỤC LỤC....................................................................................................iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU ...................................................................... v

DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG LUẬN VĂN...................................... vi

DANH MỤC CÁC HÌNH TRONG LUẬN VĂN......................................vii

MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT .............................................. 4

1.1. Quang phổ của các ion đất hiếm............................................................ 4

1.1.1. Các nguyên tố đất hiếm....................................................................... 4

1.1.2. Đặc điểm phổ quang học của các ion đất hiếm hoá trị ba (RE3+) ......... 5

1.1.3. Các mức năng lượng của ion đất hiếm hóa trị ba trong chất rắn.......... 8

1.2. Lý thuyết Judd-Ofelt về cường độ của các chuyển dời f-f ........................ 9

1.2.1. Lực dao động tử của một chuyển dời điện tử trong ion RE3+

............. 9

1.2.2. Lực dao động tử của chuyển dời lưỡng cực điện.................................. 10

1.2.3. Phân tích các thông số quang học của ion RE3+ theo lý thuyết JO...... 11

1.3. Đặc điểm quang phổ của Nd3+

............................................................. 14

1.4. Tổng quan về vật liệu đơn tinh thể K2LnF5 ......................................... 16

1.4.1. Các đặc điểm huỳnh quang của tinh thể flouride pha tạp đất hiếm..... 16

1.4.2. Vật liệu đơn tinh thể K2LnF5 ................................................................. 17

CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM ..................... 21

2.1. Phương pháp chế tạo vật liệu đơn tinh thể K2GdF5:Nd3+

........................ 21

2.2 Phương pháp nghiên cứu tính chất vật lý và cấu trúc vật liệu.................. 22

2.2.1. Đo chiết suất vật liệu......................................................................... 22

2.2.2. Phương pháp ảnh nhiễu xạ tia X....................................................... 22

2.2.3 Phổ tán xạ Raman .............................................................................. 23