ĐẠI HỌC QUÓC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN
• • • •
* * * * * * * * *
TÊN ĐÈ TÀI:
CHÉ TẠO VÀ NGHIÊN c ứ u TÍNH CHÁT VẬT LÝ
CỦA MỘT SỐ KIM LOẠI CHUYỂN TIÉP HOẶC ĐÁT HIÉM
TRONG NÈN ÔXÍT BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA
MÃ SỐ: QG. 07.05
CHỦ TRÌ ĐÈ TÀI: PGS.TS. LÊ HÒNG HÀ
CÁC CẢN B ộ THAM GIA:
PGS.TS. NGUYẺN N G ỌC LONG
THS. T R ỊN H T H Ị LOAN
CN. PHẠM VĂN TUÁN
sv. PHÙNG THỊ LÀNH
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRUNG TÂM thông tin thư viên
DT / fL Ị
2
HÀ NỘI - 2009
M Ụ C L Ụ C
Báo cáo tóm tắ t 1
B rief report p roje ct 6
M ở đầu 7
K ết quả nghiên c ứ u 8
Chương 1. Tính chất của spinel pha tạp đất hiếm Eu3+

8
1.1. Tạp Eu3+ trong nền M gA l2Ơ4 chế tạo bằng phương pháp sol - g e l 8
1.2. Tạp Eu3+ trong m ẫu Z nA l20 4 chế tạo bằng phương pháp thủy n h iệ t 14
Chương 2. Tính chất của Z nAl20 4 pha tạp kim loại chuyển tiếp C r3+, C o2+

2. Nội dung nghiên cứu
- N ghiên cứu điều kiện công nghệ chế tạo vật liệu spinel và các oxít thành phần
kích thước nanô băng phương pháp thủy nhiệt
- Tổng hợp vật liệu spinel Z nA l20 4, M gA l20 4 và các oxít AI2O3, Z nO bàng
phương pháp hóa: sol-gel và thủy nhiệt
- Pha tạp kim loại chuyển tiếp (Cr3+, C o2+) và đất hiếm (Eu3+) vào vật liệu nền
Z11AI2O4, MgAl2
0
4, AI2O3 va ZnO
- Khảo sát ảnh hưởng của quy trình công nghệ tới cấu trúc, hình thái học và kích
thước hạt của vật liệu qua phép đo giản đồ nhiễu xạ tia X, SEM , TEM
- Nghiên cứu tính chất quang của một số tâm quang kim loại chuyển tiếp và đất
hiêm trong các nên tinh thê spinel và oxít thành phân qua phép đo phổ huỳnh
quang, kích thích huỳnh quang và phô truyên qua
3. Các kết quả chính
- 02 luận văn thạc sỹ
- 02 khóa luận tốt nghiệp
- 07 bài báo và báo cáo khoa học
1
4. Tình hình kinh phí của đề tài
- D ự toán chi kinh phí thực hiện đề tài cho năm thứ nhất (5/2007-5/2008)
STT M uc
Nội dung
Số tiền (đồng)
1 Mục 109
Thanh toán dịch vụ công cộng
1.200.0 00
Tiết 01
Thanh toán tiền điện, nước và cơ sở vật chất (4%
tổng kinh phí, tối đa không quá 10 triệu đồng/năm)

5
Mục 113 Công tác phí
1.500.000
TiêtOl
Vé máy bay, tầu xe
Tiêt 02 Phụ câp công tác phí
Tiêt 03
Thuê phòng ngủ
Tiêt 99 Chi phí khác
6 Mục 114 Thuê mướn
12.500.000
TiêtOl Thuê phương tiện vận chuyên
Tiêt 04 Thuê thiêt bị các loại
Tiêt 05
Thuê chuyên gia nước ngoài
Tiêt 06
Thuê chuyên gia trong nước
Tiêt 07
Thuê lao động trong nước
Tiêt 08
Thuê mướn khác (dịch tài liệu)
7 Mục 115
Chi đoàn ra
TiêtOl
Tiên vé máy bay, tàu xe
Tiêt 02
Tiên ăn và tiêu vặt
Tiêt 03
Tiên ở
Tiêt 05

đa không vượt quá 10 triệu đồng/ năm)
Tổng cộng:
30.000.000
- D ự toán chi kinh phí thực hiện đề tài cho năm thứ hai (5/2008-5/2009)
STT M ục
Nội dung
Sổ tiền (đồng)
1
Muc 109
Thanh toán dịch vụ công cộng
1.200.000
Tiêt 01
Thanh toán tiền điện, nước và cơ sở vật chất (4%
tổng kinh phí, tối đa không quá 10 triệu đồng/năm)
Tiêt 03
Thanh toán tiên nhiên liệu
Tiêt 04 Thanh toán tiên vệ sinh
2 Mục 110
Vật tư văn phòng
1.500.000
Tiêt 01
Văn phòng phâm
Tiêt 03
Dụng cụ văn phòng
3
Mục 111
Thông tin liên lạc
Tiêt 01
Điện thoại trong nước
Tiêt 03

Tiết 01
Thuê phương tiện vận chuyên
Tiết 04
Thuê thiểt bị các loại
Tiết 05
Thuê chuyên gia nước ngoài
Tiết 06
Thuê chuyên gia trong nước
Tiêt 07
Thuê lao động trong nước
Tiêt 08
Thuê mướn khác (dịch tài liệu)
7 Muc 115
Chỉ đoàn ra
Tiết 01
Tiền vé máy bay, tàu xe
Tiết 02
Tiền ăn và tiêu vặt
Tiết 03
Tiền ở
Tiết 05
Phí, lệ phí liên quan
Tiêt 99
Khác
8
Mục 116 Đoàn vào
Tiết 01
Tiền vé máy bay, tàu xe
Tiết 02
Tiển ăn và tiêu vặt

Hà Nội, ngày 26 tháng 4 năm 2009
C hủ trì đề tài
\ y
PGS. TS. Lê H ồng H à
K H O A Q U Ả N L Ý
GS. TS. Bạch Thành C ông
T R Ư Ờ N G Đ Ạ I H Ọ C K H O A H Ọ C T ự N H IÊ N
• MO Mlpl.' t r ư ớ n g
5
BRIEF REPORT OF PRORECT
SYNTHESIS AND INVESTIGATION OF PROPERTIES OF
TRANSITION METAL IONS/RARE-EARTH IONS OF OXIDE MATERIALS
PREPARED BY CHEMICAL METHODS
The code num ber: QG.07.05
The coordinator: Assoc. Dr Le Hong H a
The participants o f the project: Assoc. Dr N guyen N goc L ong
M Sc T rinh Thi Loan
M Sc Pham Van Tuan
BSc Phung Thi Lanh
1. Purpose
- Study a m anufacture of nanopow ders o f spinels, A I2O 3 and ZnO by sol - gel and
hydrotherm al m ethods
- Investigate som e physical properties o f ZnA l20 4, AI2O 3 and Z nO doped with 3d
transition - metal elem ents (Cr, Co) prepared by hydrotherm al m ethod
- Investigate som e physical properties o f ZnA l20 4 and M gA l20 4 doped w ith a rare
earth - trivalent europium E u3+ synthesized by sol - gel and hydrotherm al m ethods
2. C ontent o f the work
- Study m anufacture o f nanopow ders o f spinels, AI2O 3 and ZnO by sol - gel and
hydrotherm al m ethods
- Synthesize nanopow ders o f spinels ZnA l20 4, M gA l20 4, AI2O3 and ZnO by

K h i các io n k im lo ại c h u y ể n tiếp n h ư C r3+ (3 d 3) ch iế m vị trí có đối x ứ ng
b á t d iệ n h oặc C o 2+ (3 d 7) ở vị trí tứ d iện tro n g tin h th ể c ủ a ch ấ t nền thì chúng
có cù ng g iản đồ năng lư ợ n g [5], vì v ậy tín h ch ất q u an g c ủ a cá c ion n à y v ề lý
th u y ế t sẽ g iống n h au, so n g tro n g th ự c tế bên cạn h m ộ t số q uy lu ật g iố n g n h au
g iữ a 2 loại io n kể trên , tron g m ột số m ạn g chủ n g hiê n cứ u c h ú n g tô i quan sát
đư ợ c m ột v ài k ế t q u ả m ới p h ụ th u ộ c v ào từ n g loại m ạn g ch ủ . C ụ th ể trong đề
tài n ày chú n g tôi triển k h ai nghiê n c ứ u tín h c h ấ t q u an g củ a tạ p k im loại
chuyển tiế p C r3+ (3 d 3) th a y A l3+ ở vị trí đối x ứ n g b át d iệ n tro n g o x ít kép
ZRA.I2O 4 (Z n O + A I2O 3) v à o xít đon A120 3; củ a C o 2+ (3 d 7) th a y th ế Z n 2+ ở vị
trí tứ diện trong ZnA l20 4 và ZnO . V ai trò củ a các loại n ền khác n h au, ảnh
h ư ở n g của n ồ n g độ tạ p v à chế độ cô n g n g h ệ tạo v ậ t liệ u đ ã đ ư ợ c k h ả o sá t hệ
thống. N g o à i ra tín h ch ấ t q u an g củ a io n đ ất hiếm E u 3+ tron g cá c lo ại n ền
sp inel khác nh au M g A l2Ơ 4 và Z n A l2Ơ 4 cũ n g đư ợc triể n k h ai n g h iê n cứu.
7
KÉT QUẢ NGHIÊN c ứ u
C H Ư Ơ N G 1. TÍN H C H Á T C ỦA SPINEL PH A T Ạ P Đ ÁT H IÉ M
Trong phần này chúng tôi đưa ra một số kết quả nghiên cứu về tính chất
quang của ion đẩt hiêm E u3+ trong hai loại nên spinel khác nhau và chê tạo băng
phương pháp khác nhau.
1.1. Tạp Eu3+ trong nền spin el M gAl20 4 chế tạo bằng phương pháp sol-gel
Phổ huỳnh quang kích thích tại bước sóng 399 và 469 nm của mẫu M g(A l].x
Eux)20 4 với X = 0,01 + 0,2 được trình bày trên hình 1 và 2.Vị trí các đỉnh được ghi
trong bảng 1. K ết quả cho thấy cường độ của các đỉnh huỳnh quang tươ ng ứng với
các chuyển mức SD 0 —» 7Fj (j = 0,1,2,3,4) giảm khi tăng nồng độ tạp E u3+.
1
'—" 4E+5
<0 -
00
ạ
CJ 2E+5

577,0 (v ịtrí-A )
—
0,01
J = 1
590,3 (v ịtrí-A )
596,8 (vịtrí-A )

J = 2
611,3 (vị trí-A)
615,8 (vị trí-A+B )

J = 0
573,1 (vịtrí-B )
577,0 (v ịtrí-A )
573,1 (v ịtrí-B )
0,04-0,08
J = 1
583.7 (vị trí-B)
590,3 (vị trí-A)
596.8 (v ị trí-A)
581.0 (vịtrí-B )
583,7 (vịtrí-B )
590,3 (vị trí-A )
599.1 (v ịtrí-B )
J = 2
611,3 (vị trí-A )
615,8 (vị trí-A+B)
625,0 (vị trí-B)
606.3 (vị trí-B)
611.3 (vị trí-A)

và 4. Để so sánh, vị trí các đỉnh tương ứng với các chuyển dời 5D0 —> 7F0 12 trong
trường hợp này được tông kêt trong bảng 1. Dễ dàng nhận thấy với ^exc chọn lọc có
thể nhận được duy nhất m ột đỉnh huỳnh quang đối với chuyển dời không suy biến
5D o -» 7Fo tại 573,1 nm liên quan đến vị trí B của Eu3+trong m ạng, c ầ n lưu ý sự tồn
tại của Eu3+ tại vị trí B không chỉ liên quan đến đỉnh 573,1 nm (5D 0 -> 7F0) mà còn
các đỉnh khác như 599,1 nm (5D0 -» 7F |) và 606,3 nm (5D 0 -» 7F2). N goài ra dạng
phổ huỳnh quang ứ ng với chuyển dời có cường độ mạnh nhất 5D0 —> 7F2 thay đổi so
với các kêt quả đưa ra trên hình 1 và 2 . Ở đây dễ dàng nhận thấy m ột vạch hẹp tại
bước sóng 625 nm có cường độ khá lớn xẩp xỉ đỉnh tại bước sóng 615,8 nm , trong
khi cường độ đỉnh huỳnh quang ở 611,3 nm lại yếu hơn. N goài ra chuyển m ức
lưỡng cực điện 5D0 —> 7F 2 với cường độ lớn hon nhiều so với cường độ huỳnh
quang ứng với chuyển mức lưỡng cục từ 5D 0 -» 7FI cho thấy ion E u 3+ trong vật liệu
tông họp M g(A li.xE ux)20 4 không phải là đôi xứng tâm đảo [7],
’ [>»-► 7f2
Bước sóng (nm)
Hình 3. Phô huỳnh quang của Mg(AIi_xEux):04 với X thay đổi
K x c = 396 nm. a-x = 0,04; b-X = 0,08; c- X = 0,15; d- X = 0,2.
10
5d„-> 7Fj
600 640 680 720
Bước sóng (nm)
Hình 4. Phổ h u ỳ n h quang của Mg(Ali.xEux)204 với X khác nhau,
bxc= 466 nm . a- X = 0,04; b-x = 0,08; c-x = 0,15; d-x = 0,2.
Phổ kích thích huỳnh quang lấy tại đỉnh huỳnh quang của các chuyển mức
5D0 -> 7Fj liên quan đến quá trình chuyển dời hấp thụ từ trạng thái cơ bản 7F0 tới các
trạng thái kích thích 5Di_5, 5G2, 5L6 [8 ] đã được khảo sát hệ thông. Từ kêt quả nhận
được các phổ có dạng giống nhau được ghép thành từng nhóm như trình bày trên
hình 5 và 6 .
5 0 0
n r

Bước sóng (nm)
Hình 7. Phổ kích thích huỳnh quang ghi tại đinh 5Do ?Fo cùa Eu3+ tại:
a- Ấem = 573,1 nm của vị trí B; b- Ầem = 577 nm của vị trí A.
12
Đối với chuyển m ức bức xạ 5D0 -> 7F2 ngoài đỉnh 611,3 nm thuộc nhóm thứ
nhất và 606,3 - 625 nm thuộc nhóm thứ hai, còn tồn tại đỉnh 615,8 nm , nguồn gốc
của đỉnh này sẽ được phân tích qua phổ kích thích huỳnh quang ghi trên hình 8 . Sụ
có mặt đồng thời của cả hai đỉnh với cường độ xâp xỉ nhau tại bước sóng 466,3 nm
và 469,3 nm tư ơng ứng với vị trí A và B của E u3+ cho thấy sự đóng góp của cả hai
Bước sóng (nm)
Hình 8. Phổ kích thích h u ỳ n h quang đối với chuyển mức 5Do —> 1 Fi tại 615,8 nm.
V
j>
«0
N—✓
ta
ọp
1
ũ
Ịjji
Á
-1— r
r ^ i^-ị— — I— r A
i -
b
*r r n — r
60 80
26
Hình 9. Giản đ ồ n h iễ u x ạ tia X m ẫ u Mg(Alì.xEux)204 v ớ i X thay đố i.
a- X = 0,01; b- X = 0,08; C-X = 0,2.

thuỷ nhiệt, nôi hâp được đê nguội tự nhiên xuông nhiệt độ phòng. Sản phẩm thu
được chứ a kết tủa m àu trăng. Sau khi lọc rửa kết tủa và sấy khô ở 100 ° c ta thu
được bột nano Z nA l20 4:Eu3+. Thay đổi nồng độ tạp Eu3+ và xử lý nhiệt các mẫu chế
tạo sẽ có tính chất vật lý khác nhau.
Từ giản đồ nhiễu xạ tia X trên hình 10 ta thấy các m ẫu bột chứa nồng độ tạp
Eu3+ nhỏ (0,5% at) hoàn toàn đơn pha spinel, hạt đạt kích thước nanom ét và kết tinh
khá tốt tại nhiệt độ ủ cao. Khi nồng độ tạp E u3+ lớn (15% at), m ẫu chế tạo được
không còn đơn pha, bên cạnh pha spinel Z nAl20 4 xuất hiện pha E u20 3. Bán độ rộng
các đình nhiễu xạ giảm dân khi tăng nhiệt độ xử lý chứng tỏ kích thước hạt tăng
dần, các mẫu kêt tinh tôt hơn khi được xử lý ở nhiệt độ cao. K ích thước hạt tính từ
giản đồ nhiễu xạ tia X đối với m ẫu đơn pha spinel với nồng độ E u3+ thấp (0,5% at)
được trình bày trên b ảng 2 .
14
26
Hình 10. Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu Zn(Alì.xEux) 204.
a -x = 0,005 chưa xử lý nhiệt; b- X = 0,005; Tu = 900 °C; c- X = 0, ì 5; Tủ = 600 °c.
Bảng 2. Anh hưởng của nhiệt độ ủ tới kích thước hạt Zn(Alị_xEux)204 (x = 0,005).
N hiệt độ xử lý (°C) Kích thước hạt d (nm )
K hông xử lý
6
400 7
900
16

'

1

*


ánh tính đối xứng thấp quanh ion Eu3+ [10] và ion này có khả năng định xứ hoặc
trong nhóm đối xứng C nv, c n hoặc c s [4].
V D,
Bước sóne (nml
Hình 12. Phổ kích thích huỳnh quang của Zn(Ali.xEux)20^; X = 0,005;Ẫem= 615,4
(611,4) nm. a- Chưa xử lý nhiệt; b- Tú = 400 °C; c- Tú = 900 °c.
Phổ kích thích huỳnh quang của các m ẫu tổng hợp spinel Z nA l20 4 đơn pha
chứa nồng độ tạp Eu thâp (0,5% at) chưa qua xử lý nhiệt và ủ nhiệt tại 400 và 900
°c được trình bày trên hình 12. Kết quả cho thấy các phổ kích thích huỳnh quang
lây tại các đỉnh ở vùng đỏ = 615,4 nm (m âu chưa xử lý nhiệt) hoặc 611,9 nm
(m ẫu ủ nhiệt) có dạng hoàn toàn như nhau bao gồm m ột dãy các vạch hẹp đặc trưng
cho chuyền m ức hấp thụ của ion E u3+ [4, 6 ]. N goài ra tương tự như ở phần trên,
16
hình 12 cho thấy sự khác biệt giữa các mẫu có chế độ xử lý nhiệt khác nhau: các
đinh kích thích huỳnh quang tương ứng với các quá trình chuyển dời hấp thụ 7F0 —♦
5D3, 7F 0 —> 5D 2, 7F0 —> 5D | đều dịch về phía sóng ngắn do m ức độ kết tinh của tinh
thể tốt lên khi nhiệt độ xử lý mẫu tăng từ nhiệt độ phòng tới 900 °c.
Bước sóng (nm)
Hình 13. Phổ huỳnh quang của các mẫu Zn(Ali.xEux)204; Tu = 600 °c.
a- X = 0,005; b -x = 0,08; c-x = 0,15.
Bước sóng (nm)
Hình 14. Phổ kích thích huỳnh quang của Zn(Ali.xEux)20 4, Tú = 600 °c.
a -x = 0,005; b- X = 0,08; c- x=ỉ,5; Ẫem= ólln m ; d- x= ỉ,5; Ẫem= 625 nm.
K êt quả nghiên cứu ảnh hưởng của nông độ tạp tới tính chât quang của ion
Eu3+ đã được tiên hành nghiên cứu m ột cách hệ thông đối với các mẫu bột nano
spinel có kêt tinh tôt khi ủ tại nhiệt độ 600 °c. Phổ huỳnh quang của các mẫu này
với các nông độ lân lượt là 0,5: 8 : 15 (% at) được trình bày trên hình 13. K ết quả
ĐA' HỌC QUỐC GIA hM
TRUNG TAN/1 THCNG TIN THU tiM
17 /

Tu ■■= 600 °c.
Cần nhấn m ạnh ràng những nét đặc biệt nêu trên đối với phổ h uỳnh quang và
kích thích huỳnh quang trong các mầu ủ ở nhiệt độ cao có chứa nồng độ tạp Eu3+
cao là m ẫu không đom pha. Từ kêt quả nhiễu xạ hình 10 ta thấy khi nhiệt độ ủ đạt
giá trị 600 °c trở lên các mẫu kết tinh tốt hơn, nhưng bên cạnh pha spinel Z nA l20 4
còn xuất hiện thêm pha AI2O 3. So sánh phô huỳnh quang và kích thích huỳnh quang
18
của bột E u20 3 và Z nA l20 4: E u3+ (15% at) trên hình hình 15 và 16 chọ thấy dạng phổ
của chúng khá giống nhau. Điều này cho phép giả thiêt răng khi nông độ tạp Eu +
thấp (0 ,5 % at) m ẫu bột tổng hợp là đơn pha spinel nên các tính chất quang của mẫu
hoàn toàn liên quan đến ion Eu3+ trong trường tinh thê Z11A.I2O 4. Khi nông độ tạp
Eu3+ cao đạt giá trị 15 % at bên cạnh pha spinel tôn tại pha Eu20 3, tính chât quang
của mẫu này quyết định bởi Eu3+ trong tinh thể EU2O 3. Đôi với trường họp trung
gian khi nồng độ tạp đạt 8 % at, ion Eu3+ trong cả hai tinh thê Z nA l20 4 và Eu2C>3
cùng đóng góp vào phổ huỳnh quang của m ẫu tổng hợp.
Kết quả nghiên cứu hai loại spinel M g(A l|.xEux)20 4 và Z n(A li.xEux)2 0 4 ở trên
cho thấy:
+ v ề cơ bản tính chất quang của chúng là như nhau: Các đỉnh huỳnh quang liên
quan đến chuyển m ức lưỡng cực từ 5Do —> 7Fi đều yếu hơn các đỉnh chuyển mức
lưỡng cực điện 5D 0 —> 7F2. N goài ra, nếu đỉnh 5D0 —► 7F| ít chịu ảnh hưởng của môi
trường xung quang E u3+ thì đỉnh 5D 0 —* 7F2 lại bị chi phối nhiều bởi tính đối xứng
của môi trường. Cụ thể: Đối với mẫu M gAl20 4 là m ẫu không hoàn hảo về cấu trúc
do có hiện tưởng đảo cation m ạnh, nên trạng thái 7Fj=2 có khả năng tách thành nhiều
mức khi tính đổi xứng của m ôi trường xung quang Eu3+ không cao. Trong vật liệu
này khi đồng độ X > 0,04 trong phổ huỳnh quang quan sát được 5 đỉnh ứng với j = 2
tại các bước sóng 599,1; 606,3; 611,3; 615,8 và 625 nm. Trong khi đó mẫu Z 11A I2O4
là m ẫu có hiện tượ ng đảo cation là ít nên chỉ quan sát được ba đỉnh huỳnh quang
ứng với j = 2 tại các bước sóng 611,9; 615,4 và 625,9 nm.
+ Đối với các m ẫu ZnA I20 4 chế tạo bàng phương pháp thủy nhiệt, kích thước
hạt khá nhỏ đạt 6 nm đối với m ẫu chưa xử lý nhiệt và 16 nm khi ủ tại nhiệt độ 900

tốt hơn cho đường R, vì lý do đó đỉnh huỳnh quang này m ạnh lên rõ ràng và hẹp đi
660 680 700 720 400 450 500 550 600 650
Bước sóne fnm'l Bước sóne ínm ì
Hình 17. Phổ huỳnh quang và kích thích huỳnh quang của ZnAl20 4: Cr3*, Tu thay đổi.
â- 1200 °c, b- 900 °c, c- 700 °c, d- không ủ.
(Trải)- Phổ huỳnh quang, Ằex =540 nm. (Phái)- Phổ kích thích huỳnh quang, Xem= 686 nm.
20
Phổ kích thích huỳnh quang của Cr3+ trong mẫu bột nano Z 11A I2O4 (hình 17 -
phải) ghi tại đinh huỳnh quang zero - phonon tương ứng với chuyên mức 2E(2G) —>
Ả 2(4F) gồm hai dải phổ rộng nằm trong vùng bước sóng 360 - 450 và 450 - 600 nm.
Tương tự như các m ẫu khối hoặc các m ẫu bột chê tạo băng các phương pháp khác,
các dải này tương ứng với chuyển mức hấp thụ trong nguyên tử C r3+ từ m ức cơ bản
4A2 lên m ức kích thích 4Ti và 4T2. Do tương tác spin - quỹ đạo m ức 4Ti tách thành
hai m ức 4A2 (4T |), 4E(4T i) nên trong vùng thứ nhất tồn tại hai vùng đỉnh hấp thụ
tương ứng với vị trí 390 và 417 nm. Ngoài ra trong phổ kích thích huỳnh quang của
mẫu chưa xử lý nhiệt còn quan sát được sự dịch đỉnh về phía sóng dài cỡ 5 nm so
với các m ẫu ủ nhiệt tại 700 °c, 900 °c và 1200 °c. Sự dịch đỉnh vùng hấp thụ thứ
hai trong phổ kích thích huỳnh quang đối với mẫu chưa qua xử lý nhiệt có thể lý
giải liên quan đến sự thay đổi hàng số m ạng. T hực vậy, theo tính toán lý thuyết,
trong hai vùng đỉnh hấp thụ chỉ có vùng thứ hai tương ứng với chuyển mức 4A 2—>
4Ĩ 2 liên quan đến khoảng cách của Zn2+ - o 2', A l3+ - o 2’. Kết quả tính toán hằng số
mạng từ giản đồ nhiễu xạ tia X hình 18, cho thấy hàng số m ạng lớn nhất đối với
mẫu chưa qua xử lý nhiệt do đó trường tinh thể sẽ là nhỏ nhất so với trường hợp cùa
các m ẫu được xử lý nhiệt, chính vì lý do này vị trí các đỉnh tương ứng với chuyển
mức 4A 2—» 4T2 nêu trên đã dịch về phía sóng dài trong mẫu tổng hợp chưa qua xử lý
nhiệt [12].
20 30 40 50 60 70
2d
H ình 18. Giàn đồ nhiễu xạ tia X của mẫu ZnAl20 4:Crì ' Tu khác nhau.
a- 1200 °c, b- 900 °c, c- 700 °c, d- Chưa xử lý nhiệt.

phương [14] với các m ặt nhiễu xạ tương ứng là (220), (311), (400), (331), (422),
(511), (440). Ngoài khoảng giá trị trên của thể tích N aO H , m ẫu không phải là đơn
pha (xem bảng 4).
26
Hình 19. Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu ZnA^O j C o2+, VNaQH = 8 + 10 ml.
(*) AIO(OH), (+>ZnO, (* ZnAl20 4.
22
K ết quả về ảnh hưởng thể tích NaO H đến sự hình thành các pha và kích
thước hạt trung bình của m ẫu tổng hợp Z nA l20 4 : C o2+ được chỉ ra trên bảng 4.
Bảng 4. Anh hưởng của Vnqoh tới kích thước hạt trung bình và sự hình thành pha.
VnbOH (ml)
K ích thước hạt trung bình (nm) Các pha xuât hiện
8
4
ZnA l20 4., AIO(O H)
8,5 5 ZnA l20 4
9
6
ZnA l2Ơ4
9,5
6
ZnA l20 4
10
6 ZnA l20 4, ZnO
Từ bảng số liệu này, chúng ta thấy khi thay đổi thể tích N aO H từ 8 đến 10 ml
kích thước hạt tăng lên từ 4 đến 6 nm. K ích thước hạt trung bình nhỏ nhất của mẫu
đơn pha spinel là 5 nm ứng với mẫu có thể tích NaO H bằng 8,5ml.
Ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua của mẫu ZnA l20 4:Co2+ với X = 0,005
không qua xử lý nhiệt và xử lý nhiệt ở 700 °c được trình bày trên hình 20. Kết quả
cho thấy các hạt nano spinel có dạng gần cầu với đường kính khoảng 5 nm với mẫu