Luận án Tiến sĩ Vật lí: Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang học của vật liệu TiO2 có cấu trúc nano pha tạp ion đất hiếm

Luận án nghiên cứu, chế tạo vật liệu TiO2 nano pha tạp đất hiếm bằng phương pháp sử dụng axit sulfuric và phương pháp siêu âm – thủy nhiệt. Nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện công nghệ chế tạo đến cấu trúc, vi cấu trúc và đặc tính quang phổ học của vật liệu TiO2 pha tạp RE3+ khi nung ở các nhiệt độ khác nhau.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Vật lí: Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang học của vật liệu TiO2 có cấu trúc nano pha tạp ion đất hiếm LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, được thựchiện dưới sự hướng dẫn của PGS. TS. Nguyễn Mạnh Sơn, tại Khoa Vật lý,Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế. Các số liệu và kết quả trong luận ánđược đảm bảo chính xác, trung thực và chưa từng được ai công bố trong bấtkỳ công trình nào khác. Nguyễn Trùng Dương i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian thực hiện luận án, ngoài nỗ lực của bản thân, tác giảcòn nhận được nhiều sự giúp đỡ quý báu cả về vật chất lẫn tinh thần. Trước hết, tôi xin bày tỏ tình cảm biết ơn sâu sắc nhất đến người hướngdẫn khoa học PGS. TS. Nguyễn Mạnh Sơn, đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốtquá trình thực hiện luận án tiến sĩ. Tác giả gửi lời cảm ơn đến Ban Chủ nhiệm, các cán bộ, giảng viên củaKhoa Vật lý, trực tiếp là Bộ môn Vật lý Chất rắn (Trường Đại học Khoa học -Đại học Huế) đã tạo mọi điều kiện để luận án này được hoàn thành. Xin chân thành cảm ơn TS. Trương Văn Chương, ThS. Lê Ngọc Minh,Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học – Đại học Huế về sự hỗ trợ tích cựctrong thảo luận và đăng tải các công trình liên quan đến nội dung luận án. Tác giả tỏ lòng biết ơn đến các Nghiên cứu sinh của Khoa Vật lý,Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế, các đồng nghiệp ở Phân hiệu Đạihọc Huế tại Quảng Trị về những tình cảm tốt đẹp và sự giúp đỡ vô tư trongnhững lúc tác giả khó khăn nhất. Cuối cùng, xin dành lời cảm ơn đặc biệt đến gia đình, bạn bè và tất cảcác đồng nghiệp. Thành phố Huế, năm 2018 Tác giả luận án ii KÝ HIỆU VIẾT TẮTKý hiệu Ý nghĩaA AnataseCT Charge Transfer: Truyền điện tíchCTS Charge Transfer State: Trạng thái truyền điện tíchDFT Density Function Theory: Lý thuyết phiếm hàm mật độDSSC Dye Sensitized Solar Cell: Pin mặt trời nhạy màuEg Năng lượng vùng cấmGGA Generalised Gradient ApproximationMB Methylene Blue: Methylene XanhNIR Near-infrared: Hồng ngoại gầnOctahedra Bát diệnOrthorhombic Mặt thoiR RutileRE Rare Earth: Đất hiếmSEM Scanning electron microscopy: Hiển vi điện tử quétTEM Transmission electron microscopy: Hiển vi điện tử truyền quaUV - Vis UltraViolet–Visible: tử ngoại khả kiếnXRD X-ray diffraction: Nhiễu xạ tia X iii MỤC LỤCKÝ HIỆU VIẾT TẮT..................................................................................... iiiDANH MỤC HÌNH ....................................................................................... viiDANH MỤC BẢNG ...................................................................................... xiiMỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1CHƢƠNG 1...................................................................................................... 4TỔNG QUAN LÝ THUYẾT .......................................................................... 41.1. TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU TiO2 CÓ CẤU TRÚC NANO ................. 4 1.1.1. Giới thiệu về TiO2 có cấu trúc nano .................................................... 4 1.1.1.1. Các dạng cấu trúc và một số tính chất vật lý của TiO2.................. 4 1.1.1.2. Cấu trúc vùng năng lượng của TiO2 ........................................... 6 1.1.1.3. Một vài ứng dụng của TiO2 nano................................................... 7 1.1.2. Các phương pháp chế tạo TiO2 nano ................................................. 9 1.1.2.1. Phương pháp thủy nhiệt .............................................................. 9 1.1.2.2. Phương pháp sol – gel ............................................................... 10 1.1.2.3. Phương pháp vi sóng ................................................................. 10 1.1.2.4. Phương pháp siêu âm ................................................................ 11 1.1.2.5. Phương pháp điện hóa ............................................................... 121.2. ĐẶC TRƢNG QUANG PHỔ CỦA CÁC ION ĐẤT HIẾM .................. 12 1.2.1. Tổng quan về các nguyên tố đất hiếm ............................................... 12 1.2.2. Đặc trưng quang phổ của Europium và Samarium............................... 17 1.2.2.1. Đặc trưng quang phổ của Europium ........... ...