Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu chế tạo thanh, dây nano ZnO và vật liệu lai ZnO-SnO2, ZnO-LaOCl nhằm ứng dụng cho cảm biến khí

Luận án đặt ra các mục tiêu cơ bản sau: Phát triển được công nghệ chế tạo thanh, dây nano ZnO và các cấu trúc lai của chúng như thanh nano ZnO lai với dây nano SnO2, dây nano ZnO lai với LaOCl; có được các hiểu biết về hình thái, cấu trúc và tính chất nhạy khí của các cấu trúc nano chế tạo được.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu chế tạo thanh, dây nano ZnO và vật liệu lai ZnO-SnO2, ZnO-LaOCl nhằm ứng dụng cho cảm biến khí LỜI CAM ĐOANTôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêutrong luận án là trung thực và chưa được công bố trong các công trình khác. GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN NGHIÊN CỨU SINH Phạm Thành Huy Nguyễn Đức Khoáng 1 LỜI CẢM ƠN Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới PGS.TS.Nguyễn Văn Hiếu, PGS.TS Phạm Thành Huy đã tận tình hướng dẫn nghiên cứu vàchỉ bảo tôi nhiều điều trong quá trình làm nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn Viện đào tạo quốc tế về khoa học vật liệu (ITIMS)-vàViện Tiên tiến Khoa học Công nghệ (AIST)-Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đãtạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành nghiên cứu. Tôi chân thành cảm ơn thầy cô và các anh chị các bạn trong nhóm Cảm biến khí(Gas sensors) – Viện đào tạo quốc tế về khoa học Vật liệu (ITIMS) đã đồng hànhcùng tôi suốt thời gian tôi nghiên cứu tại đây. Cụ thể là tôi chân thành cảm ơn TS.Nguyễn Văn Duy, TS. Nguyễn Đức Hòa, TS. Đặng Thị Thanh Lê, NCS. Đỗ ThànhViệt, NCS. Nguyễn Văn Toán, NCS. Đỗ Đăng Trung, NCS. Phùng Thị Hồng Vân,các bạn học viên cao học và các bạn sinh viên của nhóm. Cuối cùng tôi chân thành cảm ơn gia đình, các cá nhân, các cơ quan đã động viênvà giúp đỡ tôi hoàn thành luận án này. Nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ Phát triển khoa học và công nghệ Quốc gia(NAFOSTED) trong các đề tài mã số 103.02-2011.40 & 103.02-2014.18. NGHIÊN CỨU SINH Nguyễn Đức Khoáng 2 MỤC LỤCLỜI CẢM ƠN. ............................................................................................................ 2MỤC LỤC….. ............................................................................................................ 3DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ......................................................................... 6DANH MỤC CÁC BẢNG ......................................................................................... 7MỞ ĐẦU……. ......................................................................................................... 14CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ................................................................................... 18I. Mở đầu ............................................................................................................... 18II. Chế tạo và cơ chế mọc dây nano ZnO bằng phương pháp bốc bay nhiệt.......... 18III. Chế tạo và cơ chế mọc thanh nano ZnO bằng phương pháp hóa ướt ................ 21IV. Một số phương pháp chế tạo vật liệu lai của thanh và dây nano ....................... 29V. Ứng dụng thanh, dây nano ZnO và vật liệu lai của chúng................................. 32VI. Kết luận .............................................................................................................. 34CHƢƠNG 2. NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT NHẠY KHÍ CỦADÂY, THANH NANO ZnO..................................................................................... 35I. Mở đầu .................................................................................................................. 35II. Thực nghiệm ........................................................................................................ 352.1. Chế tạo dây nano ZnO bằng phương pháp bốc bay nhiệt ................................. 352.1.1. Các thiết bị được sử dụng ............................................................................... 352.1.2. Vật liệu và dụng cụ ......................................................................................... 362.1.3. Các bước thực nghiệm .................................................................................... 372.1.4. Chế tạo cảm biến dây nano ZnO bằng phương pháp mọc trực tiếp trên điệncực (on-chip)............................................................................................................. 392.2. Các bước chế tạo thanh nano ZnO bằng phương pháp hóa ướt ........................ 40 32.2.1. Thiết bị và hóa chất ........................................................................................ 402.2.2. Quá trình tạo mầm ZnO trên đế silic .............................................................. 412.2.3. Quá trình mọc thanh nano ZnO ...................................................................... 422.2.4. Chế tạo cảm biến thanh nano ZnO bằng phương pháp mọc trực tiếp lên điệncực (on-chip)............................................................................................................. 432.3. Hệ đo tính chất nhạy khí của cảm biến.............................................................. 44III. Kết quả và thảo luận ........................................................................................... 453.1. Kết quả chế tạo dây nano ZnO bằng phương pháp bốc bay nhiệt ..................... 453.1.1. Kết quả nghiên cứu hình thái dây nano ZnO .................................................. 453.1.2. Kết quả nghiên cứu vi cấu trúc của dây nano ZnO ........................................ 473.2. Kết quả chế tạo thanh nano ZnO bằng phương pháp hóa ướt ........................... 493.2.1. Kết nghiên cứu hình thái thanh nano ZnO ..................................................... 493.2.2. Kết quả nghiên cứu vi cấu trúc của thanh nano ZnO ................................ ...