การเพิ่มประสิทธิภาพสมบัติการวาวแสงแก้วบิสมัทแบเรียมบอร์เรทด้วยการเจือสารประกอบออกไซด์ร่วมของดีส โปรเซียมและแกโดลิเนียมสำหรับประยุกต์ใช้เป็นของวัสดุเปล่งแสงขาว

บทคัดย่อ

แก้วบิสมัทแบเรียมแกโดลิเนียมบอเรต (BiBaGdB) เจือด้วยดิสโพรเซียมออกไซด์ (Dy2O3) จากสูตร 10Bi2O3 : 25BaO : (55-x)B2O3 : 10Gd2O3 : xDy2O3 โดยที่ x = 0.00, 0.05, 0.10, 0.50, 1.00 และ 1.50 ร้อยละโดยโมล ที่เตรียมขึ้นด้วยเทคนิคการหลอมที่อุณหภูมิสูงแล้วทำให้เย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว ทำการศึกษาสมบัติทางกายภาพ เช่น ความหนาแน่น และค่าดัชนีหักเห ที่อุณหภูมิห้อง แก้วสามารถดูดกลืนแสงในช่วงวิสิเบิล (Vis) และอินฟาเรดใกล้ (NIR) โดยพบพีคการดูดกลืนแสง ที่ความยาวคลื่น 802, 891, 1,083, 1,265 และ 1,679 nm ซึ่งสอดคล้องกับการเปลี่ยนระดับชั้นพลังงานจากสถานะพื้น 6H15/2 ไปยังสถานะที่ถูกกระตุ้น 6F5/2, 6F7/2, 6F9/2, 6F11/2 และ 6H11/2 ตามลำดับ และเมื่อกระตุ้นด้วยแสงที่ความยาวคลื่น 387 nm พบสเปกตรัมการเปล่งแสงที่ความยาวคลื่น 481 576, 661 และ 753 nm สอดคล้องกับการเปลี่ยนระดับชั้นพลังงานของ Dy3+ จากสถานะกระตุ้น 4F9/2 ไปยังสถานะ 6H15/2, 6H13/2, 6H11/2 และ 6H9/2 ตามลำดับ โดยพลังงานที่ปล่อยออกมาเปล่งแสงสีน้ำเงิน และสีเหลือง ออกมามีความเข้มสูงได้เป็นแสงขาว สอดคล้องกับตามมาตรฐานของ Commission International de l’Eclairage (CIE) นอกจากนี้ยังพบว่าระยะเวลาของการเปล่งแสงของแก้วตัวอย่างมีค่าลดลงเมื่อความเข้มข้นของ Dy2O3 เพิ่มขึ้น และเมื่อคำนวณตัวแปร JO มีแนวโน้มของตัวแปร ?2 > ?4 > ?6 พบว่า ความน่าจะเป็นในการเปลี่ยนระดับชั้นพลังงานแล้วทำให้เกิดการเปล่งแสง ( ) ภาคตัดขวางของการเปล่งแสงแบบถูกกระตุ้น สัดส่วนการเปล่งแสง ( ) ที่เกิดจากการเปลี่ยนระดับชั้นพลังงาน 4F9/2  6H13/2 สามารถให้กำเนิดแสงเลเซอร์ แสดงให้เห็นว่าแก้วมีศักยภาพสำหรับประยุกต์ตัวกลางเลเซอร์ในช่วงแสงที่ตามองเห็นได้ ดังนั้นแก้วบิสมัทแบเรียมบอร์เรทด้วยการเจือสารประกอบออกไซด์ร่วมของดีสโปรเซียมและแกโดลิเนียมจึงเหมาะสมที่จะประยุกต์ใช้เป็นของวัสดุเปล่งแสงขาวได้สำคัญ : แก้ว การวาวแสง แสงขาว ดีสโปรเซียมออกไซด์ แกโดลิเนียมออกไซด์

คำสำคัญ