Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Quy trình quang học trong thủy tinh SiO2 Sol-Gel được nhuộm bằng phẩm màu hữu cơ
Tóm tắt
Các lớp phủ SiO2 màu được chế tạo bằng quy trình sol-gel. Màu sắc được tạo ra bằng cách thêm phẩm nhuộm hữu cơ vào các dung dịch ban đầu. Các phẩm nhuộm được sử dụng bao gồm Brilliant Blue, Brilliant Black, Fast Green, Yellow 5, Tartrazine, và Erythrozine. Quan sát cho thấy việc xử lý cơ học dung dịch ban đầu bằng cách nghiền bi làm giảm kích thước của các hạt phẩm nhuộm tập hợp trong các lớp phủ. Vật liệu thu được cho thấy khả năng phát quang hiệu quả trong vùng quang phổ nhìn thấy được và hồng ngoại. Các nghiên cứu về hấp thụ quang học, kích thích phát quang, và phổ phát xạ cho thấy rằng mỗi hệ thống này được đặc trưng bởi một tập hợp các mức năng lượng điện tử rời rạc được định nghĩa rõ ràng. Một mối quan hệ đã được tìm thấy giữa sự phân cách các mức năng lượng và cấu trúc của phân tử phẩm nhuộm cũng như mức độ doping. Ngoài ra, kích thước của các tập hợp phân tử có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả hấp thụ và phát xạ ánh sáng. Kết quả cho thấy một mô tả cơ học lượng tử đơn giản của hệ thống, coi phân tử hữu cơ như một giếng tiềm năng hai chiều, phù hợp với các chuyển tiếp quang học quan sát được. Kết quả từ phương pháp đơn giản này được so sánh với những kết quả thu được sử dụng các phương pháp FEMO và LCAO đã được sửa đổi. Có sự đồng ý hợp lý giữa lý thuyết và thực nghiệm. Từ công trình này, kết luận rằng bằng cách sử dụng kỹ thuật sol-gel, có thể sản xuất các hệ thống có các giếng tiềm năng ở quy mô nanomet được nhúng trong ma trận SiO2. Các mức năng lượng rời rạc của các giếng tương ứng với các chuyển tiếp điện tử phân tử hoạt động trong vùng nhìn thấy được.
Từ khóa
#SiO2 #sol-gel #phẩm nhuộm hữu cơ #phát quang #hấp thụ quang học #mức năng lượng điện tửTài liệu tham khảo
Tentorio, A., Matijevic, E. and Kratohvil, J.P., Preparation and Optical Properties of Spherical Colloidal Aluminium Hydroxide Particles Containing a Dye,J. Colloid Interface Sci., 1980, vol. 77 (2), pp. 418–426.
Knobbe, K.T., Dunn, B., Fugua, P.D. and Nishida, F., Laser Behavior and Photostability Characteristics of Organic Dye Doped Silicate Gel Materials,Appl. Opt., 1990, vol. 29 (18), pp. 2729–2733.
Sánchez, C. and In, M., Molecular Design of Alkoxide Precursor for the Synthesis of Hybrid Organic-Inorganic Gels,J. Non-Cryst. Solids, 1992, vol. 147/148, pp. 1–12.
Hinsch, A., Organic Fluorescent Dyes in Organically Modified Al2O3-SiO2 or TiO2-SiO2 Coatings with Varying Polymethacrylate Content,J. Non-Cryst. Solids, 1992, vol. 147/148, pp. 478–482.
Ocaña, M., Levy, D. and Serna, C.J., Preparation and Optical Properties of Spherical Metal Oxide Particles Containing Fluorescent Dyes,J. Non-Cryst. Solids, 1992, vol. 147/148, pp. 622–626.
Hou, L. and Schmidt, H., Effect of Additives on the Photostability of Sol-Gel Derived Organic-Inorganic Photochromic Coatings,J. Mater. Sci. Lett., 1997, vol. 16, pp. 415–416.
Avnir, D., Levy, D. and Reisfeld, R., The Nature of the Silica Cage as Reflected by Spectral Changes and Enhanced Photostability of Trapped Rhodamine 6G,J. Phys. Chem., 1984, vol. 88, pp. 5956–5959.
Avnir, D., Kaufman, V.R. and Reisfeld, R., Organic Fluorescent Dyes Trapped in Silica and Silica-Titania Thin Films by the Sol-Gel Method,J. Non-Cryst. Solids, 1985, vol. 74, pp. 395–406.
Fournier, T., Tran-Thi, T.H., Herlet, N. and Sanchez, C., Charge Transfer Dynamics of Porphyrin-Phthalocyanine Heterodimers in Hybrid Sol-Gel Films,Chem. Phys. Lett., 1993, vol. 208, pp. 101–105.
DeMatteis, F., Prosposito, P., Sarcinelli, F.,et al., SilicaBased Sol-Gel Films Optically Functionalized through Doping with Organic Molecules,J. Non-Cryst. Solids, 1999, vol. 245, pp. 15–19.
Chen, O., Gu, D., Shu, J.,et al., Optical and Recording Properties of Copper Phthalocyanine Films,Mater. Sci. Eng, B., 1994, vol. 25, pp. 171–174.
Salin, F., LeSaux, G., Georges, P.,et al. Efficient Tunable Solid-State Laser near 630 nm Using Sulforhodamine 640-Doped Silica Gel,Opt. Lett., 1989, vol. 14, pp. 785–787.
Canva, M., Georges, P., Brun, A.,et al., Impregnated SiO2 Gels Used as Dye Laser Matrix Hosts,J. Non-Cryst. Solids, 1992, vol. 147/148, pp. 636–640.
Jager, S., Dye-Metal Oxide Composite Thin Films for Decorative Applications,Thin Solid Films, 1996, vol. 286, pp. 154–158.
Atkinson, A., Doorbar, J., Hudd, A.,et al. Continuous Ink-Jet Printing Using Sol-Gel “Ceramic” Inks,J. Sol-Gel Sci. Technol., 1997, vol. 8, pp. 1093–1097.
Brinker, C.J. and Sherer, G.W., Sol → Gel → Glass: Gelation and Gel Structure,J. Non-Cryst. Solids, 1985, vol. 70, pp. 301–322.
Martinez, J.R., Ruiz, F., Vorobiev, Y.V.,et al., Infrared Spectroscopy Analysis of the Local Atomic Structure in Silica Prepared by Sol-Gel,J. Chem. Phys., 1998, vol. 109, pp. 7511–7514.
Wills, B.A.,Mineral Processing Technology: An Introduction to the Practical Aspects of Ore Treatment and Mineral Recovery, London: Pergamon, 1987, 2nd ed., p. 176.
Díaz-Flores, L.L., Pérez-Bueno, J.J., Vorobiev, Y.V.,et al. The effect of Ball Milling Dispersion on the Optical Properties of Organic Dyes Trapped in Silica Films by Sol-Gel Method,Mater. Lett, 1999.
Griffits, J.,Color and Constitution of Organic Molecules, London: Academic, 1976, pp. 24–29.
Murrell, J.N.,The Theory of the Electronic Spectra of Organic Molecules, New York: Wiley, 1963, pp. 30–46.
Birks, J.B.,Photophysics of Aromatic Molecules, London: Interscience, 1970, pp. 1–26.
CRC Handbook of Chemistry and Physics, Weast, R.C. and Astle, M.J., Eds., Boca Raton: CRC, 1979, pp. F216–219.
Platt, J.S., The Box Model and Electron Densities in Conjugated Systems,J. Chem. Phys., 1954, vol. 22, pp. 1448–1455.