Báo cáo nghiên cứu khoa học: XÁC ĐỊNH TÂM QUANG HỌC TRONG THẠCH ANH VIỆT NAM BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÁT QUANG CƯỠNG BỨC

Trong bài báo này, các tác giả đưa ra một số kết quả nghiên cứu về thạch anh Việt Nam ở vùng nhiệt độ cao cũng như nhiệt độ thấp. Ở vùng nhiệt độ cao là các đường cong nhiệt phát quang tích phân (TL- intergral glow curve), phổ nhiệt phát quang dịch chuyển quang (PTTL –spectra) tại vùng nhiệt độ 1100C, phổ nhiệt phát quang (TL- spectra) vùng 2200C, 3250C và 3750C. Vùng phổ đặc trưng của thạch anh tự nhiên ở......
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: " XÁC ĐỊNH TÂM QUANG HỌC TRONG THẠCH ANH VIỆT NAM BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÁT QUANG CƯỠNG BỨC" TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(40).2010 XÁC ĐỊNH TÂM QUANG HỌC TRONG THẠCH ANH VIỆT NAM BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÁT QUANG CƯỠNG BỨC DEFINING LUMINESCENT CENTRES IN VIETNAM QUARTZ BY THE STIMULATED LUMINESCENCE METHOD Trần Thị Hồng, Lê Văn Thanh Sơn Vũ Xuân Quang Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng Viện Khoa học vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam TÓM TẮT Trong bài báo này, các tác giả đưa ra một số kết quả nghiên cứu về thạch anh ViệtNam ở vùng nhiệt độ cao cũng như nhiệt độ thấp. Ở vùng nhiệt độ cao là các đường cong nhiệtphát quang tích phân (TL- intergral glow curve), phổ nhiệt phát quang dịch chuyển quang (PTTL–spectra) tại vùng nhiệt độ 1100C, phổ nhiệt phát quang (TL- spectra) vùng 2200C, 3250C và3750C. Vùng phổ đặc trưng của thạch anh tự nhiên ở nhiệt độ cao là 380nm và 470nm. Vớiphép đo đường cong nhiệt phát quang dịch chuyển quang (PTTL) và phổ PTTL ở vùng nhiệt độthấp đã xác định được phổ của mẫu thạch anh có khuếch tán Na vùng nhiệt độ 200K là bức xạ380nm, bức xạ này là do sự tái hợp giữa điện tử và lỗ trống tại tâm [AlO4]-… Từ các kết quả thuđược, các tác giả đưa ra các nhận xét về tâm phát quang trong phát quang cưỡng bức củathạch anh Việt Nam. ABSTRACT In this paper, the authors present a number of results of a study on Vietnam quartz athigh and low temperatures. At high temperatures, there exist thermoluminescence glow curves(TL-intergral glow curve), phototransferred thermoluminescence spectra (PTTL-Spectra) at thetemperature range of 1100C and thermoluminescence spectra (TL-Spectra) at 2200C, 3250Cand 3750C. The region with characteristic spectrum of natural quartz at high temperatures is inthe wavelength range of 380nm and 470nm. With the measurements of the PTTL and PTTLspectra at low temperatures, common form of quartz diffusion of Na at the 200K, with awavelength of 380nm, have been identified. This emission is caused by the recombinationbetween electrons and the holes at the center [AlO4] - … With these results, some remarks onluminescent centres in Vietnam quartz will be made.1. Đặt vấn đề Những năm gần đây, hầu hết các nghiên cứu ở nhiệt độ phòng và thấp hơn nhiệtđộ phòng thì một số tâm quang học trong thạch anh tự nhiên chưa được phát hiện. Vìvậy, có rất nhiều các công trình công bố chưa được thống nhất với nhau [1], [7]. Đểđánh giá chính xác các niên đại phải hiểu rõ sự tồn tại các tâm quang học trong cáckhoáng vật. Đặc biệt, đối với thạch anh là một khoáng vật phổ biến, có cấu trúc tinh thểổn định. Trong thực tế không tồn tại tinh thể thạch anh có cấu trúc lí tưởng mà trong tinhthể thạch anh luôn tồn tại các khuyết tật riêng về cấu trúc cũng như chứa đựng các ion98 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(40).2010lạ. Những ion này chiếm ở vị trí thay thế, một số chiếm ở vị trí điền kẽ trong tinh thể.Các tính chất quang của thạch anh được xác định bởi cấu trúc thật hoặc khuyết tật củanó. Kiểu và tần số xuất hiện của các khuyết tật trong thạch anh bị ảnh hưởng bởi nhữngđiều kiện riêng của sự hình thành. Nói chung có khoảng 20 loại khuyết tật đã được pháthiện trong thạch anh tự nhiên thông qua các phương pháp như: ESR, phổ IR, phổ OAhoặc TSL… [2], [6]. Trong thạch anh luôn chứa nhiều tạp chất, trong đó được quan tâm là tạp Al3+,tạo thành 3 tâm liên quan đến nó: [AlO4/M+]0; [AlO4/H+]0; [AlO4/h+]0. Với M và h lầnlượt là các kim loại kiềm và lỗ trống có trong mẫu. [AlO4/M+]0; [AlO4/h+]0 hai loại tâmnày có thể được xác định qua phổ IR và ESR [2]. Như vậy chính các tạp chất nói trên đãtạo thành các tâm bẫy và tâm tái hợp trong thạch anh. Sự khác biệt giữa thạch anh vàcác vật liệu có tính chất TL khác là sự xuất hiện các nguyên tố điền kẽ (M+, H+) trongthạch anh và từ đây xuất hiện các tâm bẫy mới trong quá trình chiếu xạ.. O2- O2- O2- O2- O2- O2- Al3+ M+ H+ Al3+ Al3+ + h O2- O2- O2- O2- O2- (b) (a) (c) Hình 1. Cấu trúc các tâm khuyết tật hình thành do sự thay thế ion Al3+ vào vị trí của Si4+: tâm [AlO4/M+]0 liên ết với ion kim loại kiềm (a), tâm [AlO4/H+]0 liên kết với H+, tâm [AlO4/h+]0 liên kết với lỗ trống [3], [4].2. Thực nghiệm Tất cả các mẫu thạch anh (không màu) đều được lấy từ mỏ đá quý Quỳ Hợp tỉnhNghệ An - Việt Nam. Các mẫu được chuẩn bị như sau: - Các tinh thể thạch anh được làm sạch bề mặt. Sau đó cắt chọn phần sạch nhất.Cắt các mẫu thành tấm nhỏ có kích thước tương đương nhau và theo các phương khácnhau của tinh thể (phương song song và phương vuông góc với trục c). - Các mẫu được rửa sạch bằng dung dịch kiềm và cồn Etylic 96%, sấy khô ởnhiệt độ 400C trong 1 g ...