Ảnh hưởng của Nhiệt độ Thủy nhiệt đến Tính chất Quang học của Nanoparticles SnO2 Được Đôp Er

Journal of Electronic Materials - Tập 46 - Trang 3341-3344 - 2017
Pham Van Tuan1, Le Trung Hieu1, La Quynh Nga1, Ngo Ngoc Ha1, Nguyen Duc Dung2, Tran Ngoc Khiem1
1International Institute for Materials Science, Hanoi University of Science and Technology, Hanoi, Vietnam
2Advanced Institute for Science and Technology, Hanoi University of Science and Technology, Hanoi, Vietnam

Tóm tắt

Nghiên cứu này báo cáo về quá trình kết tinh và các tính chất quang học của SnO2:Er3+ với nồng độ Er3+ cố định là 0,25 at.%, được chế biến bằng phương pháp thủy nhiệt. Cấu trúc tinh thể và hình thái của vật liệu được nghiên cứu bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) và kính hiển vi điện tử truyền phát xạ (FE-TEM). Phát xạ ánh sáng đặc trưng tại 1,5 μm cho các chuyển tiếp phát xạ 4I13/2 → 4I15/2 trong vỏ electron 4f của ion Er3+ đã được nghiên cứu thông qua quang phát quang (PL) và phổ kích thích. Khả năng cản quang của các nanoparticle được kiểm tra qua các phép đo hấp thụ tia cực tím - nhìn thấy. Các nanoparticle SnO2:Er3+ được hình thành trong cấu trúc rutile tứ phương đơn pha bằng cách áp dụng nhiệt độ dao động từ 120°C đến 200°C trong quá trình tổng hợp thủy nhiệt. Kích thước tinh thể trung bình ước tính là 5 nm dựa trên phương trình Scherrer sử dụng dữ liệu XRD và được chứng minh là độc lập với các nhiệt độ thủy nhiệt được nghiên cứu. Trong khi đó, cường độ PL liên quan đến Er3+ được phát hiện là tăng mạnh theo nhiệt độ thủy nhiệt.

Từ khóa

#SnO2:Er3+ #tính chất quang học #quá trình thủy nhiệt #phát xạ quang #nhiệt độ thủy nhiệt

Tài liệu tham khảo

I. Maksimenko and P.J. Wellmann, Thin Solid Films 520, 1341 (2011). Y.J. Shin, Q. Zhang, and F. Hua, Thin Solid Films 516, 3167 (2008). J. Robertson, J. Non. Cryst. Solids 354, 2791 (2008). C. Xu, Y. Jiang, D. Yi, S. Sun, and Z. Yu, J. Appl. Phys. 111, 063504 (2012). E.O. Igbinovia and P.A. Ilenikhena, Int. J. Phys. Sci. 5, 1770 (2010). S.F. Bamsaoud, S.B. Rane, R.N. Karekar, and R.C. Aiyer, Sens. Actuat B-Chem. 153, 382 (2011). A. Heilig, N. Barsan, U. Weimar, and W. Göpel, Sens. Actuat B-Chem. 58, 302 (1999). S.G. Ansari, Z.A. Ansari, R. Wahab, Y.S. Kim, G. Khang, and H.S. Shin, Biosens. Bioelectron. 23, 1838 (2008). J. Sun, J. Xu, Y. Yu, P. Sun, F. Liu, and G. Lu, Sens. Actuat B-Chem. 169, 291 (2012). J. Kong, H. Zhu, R. Li, W. Luo, and X. Chen, Opt. Lett. 34, 1873 (2009). D. Maestre, E. Herna, A. Cremades, M. Amati, and J. Piqueras, Cryst. Growth Des. 12, 2478 (2012). S. Sambasivam, S.B. Kim, J.H. Jeong, B.C. Choi, K.T. Lim, S.S. Kim, and T.K. Song, Curr. Appl. Phys. 10, 1383 (2010). Y. Zhai, Q. Zhao, Y. Han, M. Wang, and J. Yu, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 27, 677 (2016). J. Zhang, X. Ma, Q. Qin, L. Shi, J. Sun, M. Zhou, B. Liu, and Y. Wang, Mater. Chem. Phys. 136, 320 (2012). C. Bouzidi, A. Moadhen, H. Elhouichet, and M. Oueslati, Appl. Phys. B Lasers Opt. 90, 465 (2008). S. Bhaumik, S.K. Ray, and A.K. Das, Phys. Status Solidi A 210, 2146 (2013). F.H. Aragón, J.A.H. Coaquira, P. Hidalgo, R. Cohen, L.C.C.M. Nagamine, S.W. Da Silva, P.C. Morais, and H.F. Brito, J. Nanoparticle Res. 15, 1341 (2013). P. Van Tuan, L.T. Hieu, L.Q. Nga, N.D. Dung, N.N. Ha, and T.N. Khiem, Phys. B 501, 34 (2016). K. Bouras, J.-L. Rehspringer, G. Schmerber, H. Rinnert, S. Colis, G. Ferblantier, M. Balestrieri, D. Ihiawakrim, A. Dinia, and A. Slaoui, J. Mater. Chem. C 2, 8235 (2014). A.L. Patterson, Phys. Rev. 56, 978 (1939). Y. Liu, W. Luo, H. Zhu, and X. Chen, J. Lumin. 131, 415 (2011). T. Moon, S.-T. Hwang, D.-R. Jung, D. Son, C. Kim, J. Kim, M. Kang, and B. Park, J. Phys. Chem. C 111, 4164 (2007). K.P. Gattu, K. Ghule, A.A. Kashale, V.B. Patil, D.M. Phase, R.S. Mane, S.H. Han, R. Sharma, and A.V. Ghule, RSC Adv. 5, 72849 (2015). R. Bargougui, K. Omri, A. Mhemdi, and S. Ammar, Adv. Mater. Lett. 6, 816 (2015). A. Azam, S.S. Habib, N.A. Salah, and F. Ahmed, Int. J. Nanomedicine 8, 3875 (2013). P.G. Kik, M.J.A. de Dood, K. Kikoin, and A. Polman, Appl. Phys. Lett. 70, 1721 (1997).