Chế tạo, nghiên cứu tính chất quang và quá trình truyền năng lượng trong các nano tinh thể ZnO đồng pha tạp các ion Ce3+ và Tb3+
221 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.84.2022.101-108Từ khóa:
ZnO; Ion Ce3 và Tb3 ; Pha tạp; Tính chất quang; Truyền năng lượng.Tóm tắt
Các nano tinh thể (NC) ZnO đồng pha tạp các ion Ce3+ và Tb3+ đã được tổng hợp thành công bằng phương pháp Sol-Gel. Sự hiện diện và hàm lượng của các nguyên tố có trong mẫu được khảo sát thông qua phổ tán sắc năng lượng (EDX). Cấu trúc, kích thước tinh thể và sự pha tạp thành công các ion đất hiếm (RE) vào mạng nền ZnO được nghiên cứu và chứng minh bằng giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD). Tính chất quang của các NC ZnO đồng pha tạp các ion Ce3+ và Tb3+ được nghiên cứu thông qua phổ kích thích (PLE) và quang huỳnh quang(PL). Quá trình truyền năng lượng từ các ion Ce3+ tới các ion Tb3+ đã được nghiên cứu và giải thích chi tiết. Các NC ZnO pha tạp các ion Ce3+ và Tb3+ hoàn toàn không độc hại và có thể được điều khiển các đặc trưng quang học nhờ thay đổi nồng độ ion Tb3+. Kết quả nghiên cứu này mở ra nhiều khả năng ứng dụng của vật liệu trong các lĩnh vực chiếu sáng và đánh dấu sinh học.
Tài liệu tham khảo
[1]. J. Guo, Y. Chen, Y. Zhang, Y. Xu, Y. Zhou, X. Zhang, X. Gao, “Shape-Dependent Linear Dichroism Spectra of Colloidal Semiconductor Nanocrystals”, Langmuir, Vol. 37, pp. 7611 - 7616, (2021). DOI: https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.1c01155
[2]. L. Yanbing, Y. Yuan, N. Hu, N. Jin, D. Xu, R. Wu, H. Shen, O. Chen, L. S. Li, “Thick-Shell CdSe/ZnS/CdZnS/ZnS Core/Shell Quantum Dots for Quantitative Immunoassays”, ACS Applied Nano Materials, Vol. 4, pp. 2855 - 2865, (2021). DOI: https://doi.org/10.1021/acsanm.0c03483
[3]. J. Selvaraj, A. Mahesh, V. Asokan, V. Baskaralingam, A. Dhayalan, T. Paramasivam, “Phosphine-Free, Highly Emissive, Water-Soluble Mn:ZnSe/ZnS Core–Shell Nanorods: Synthesis, Characterization, and in Vitro Bioimaging of HEK293 and HeLa Cells”, ACS Applied Nano Materials, Vol. 1, pp. 371 - 383, (2018). DOI: https://doi.org/10.1021/acsanm.7b00218
[4]. J. Bera, A. Betal, A. Sharma, U. Shankar, A. K. Rath, S. Sahu, “CdSe Quantum Dot-Based Nanocomposites for Ultralow-Power Memristors”, ACS Appl. Nano Mater., Vol. 5, pp. 8502 - 8510, (2022). DOI: https://doi.org/10.1021/acsanm.2c01894
[5]. F. Costantino, L. Gavioli, P. V. Kamat, “A Bipolar CdS/Pd Photocatalytic Membrane for Selective Segregation of Reduction and Oxidation Processes”, ACS Physical Chemistry Au., Vol. 2, pp. 89 - 97, (2022). DOI: https://doi.org/10.1021/acsphyschemau.1c00035
[6]. M. Chhetri, P. V. Kamat, “Vectorial Charge Transfer across Bipolar Membrane Loaded with CdS and Au Nanoparticles”, The Journal of Physical Chemistry C, Vol. 125, pp. 6870 - 6876, (2021). DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c00102
[7]. Y. C. Chen, T. C. Liu, Y. J. Hsu, “ZnSe·0.5N2H4 Hybrid Nanostructures: A Promising Alternative Photocatalyst for Solar Conversion”, ACS Applied Materials & Interfaces, Vol. 7, pp. 1616 - 1623, (2015). DOI: https://doi.org/10.1021/am507085u
[8]. C. N. Valdez, A. M. Schimpf, D. R. Gamelin, J. M. Mayer, “Proton-Controlled Reduction of ZnO Nanocrystals: Effects of Molecular Reductants, Cations, and Thermodynamic Limitations”, Journal of the American Chemical Society, Vol. 138, pp. 1377 - 1385, (2016). DOI: https://doi.org/10.1021/jacs.5b12182
[9]. S. Faisal, H. Jan, S. A. Shah, S. Shah, A. Khan, M. T. Akbar, M. Rizwan, F. Jan, Wajidullah, N. Akhtar, A. Khattak and S. Syed, “Green Synthesis of Zinc Oxide (ZnO) Nanoparticles Using Aqueous Fruit Extracts of Myristica fragrans: Their Characterizations and Biological and Environmental Applications”, ACS Omega, Vol. 6, pp. 9709 - 9722, (2021). DOI: https://doi.org/10.1021/acsomega.1c00310
[10]. S. Roy, S. Pramanik, S. Bhandari, A. Chattopadhyay, “Surface Complexed ZnO Quantum Dot for White Light Emission with Controllable Chromaticity and Color Temperature”, Langmuir, Vol. 33 , pp. 14627 - 14633, (2017). DOI: https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.7b01738
[11]. P. M. Tan, N. X. Ca, N. T. Hien, H. T. Van, P. V. Do, L. D. Thanh, V. H. Yen, V. P. Tuyen, Y. Peng and P. T. Tho, “New insights on the energy transfer mechanisms of Eu-doped CdS quantum dots”, Phys. Chem. Chem. Phys., Vol. 22, pp. 6266 - 6274, (2020). DOI: https://doi.org/10.1039/C9CP06778G
[12]. N. T. Hien, N. X. Ca, N. T. Kien, N. T. Luyen, P. V. Do, L. D. Thanh, H. T. Van, S. Bharti, Y. Wang, N. T. M. Thuy, P. M. Tan, “Structural, optical properties, energy transfer mechanism and quantum cutting of Tb3+ doped ZnS quantum dots”, Journal of Physics and Chemistry of Solids, Vol. 147, pp. 109638, (2020). DOI: https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2020.109638
[13]. N. T. Hien, Y. Y. Yu, K. C. Park, N. X. Ca, T. T. K. Chi, B. T. T. Hien, L. D. Thanh, P. V. Do, P. M. Tan, P. T. T. Ha, “Influence of Eu doping on the structural and optical properties of Zn1-xEuxSe quantum dots”, Journal of Physics and Chemistry of Solids, Vol. 148, pp. 109729, (2021). DOI: https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2020.109729
[14]. N.X. Ca, N.D. Vinh, S. Bharti, P.M. Tan, N.T. Hien, V.X. Hoa, Y. Peng, P.V. Do, “Optical properties of Ce3+ and Tb3+ co-doped ZnS quantum dots”, Journal of Alloys and Compounds. Vol. 883, p. 160764, (2021). DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.160764
