Luận án Tiến sĩ Vật lý: Chế tạo, nghiên cứu tính chất của màng mỏng, cấu trúc nano trên cơ sở ZnO pha tạp và khả năng ứng dụng

Luận án chế tạo thành công các hạt nano ZnO bằng phương pháp vi sóng. Các hạt thu được có kích thước nhỏ (
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Vật lý: Chế tạo, nghiên cứu tính chất của màng mỏng, cấu trúc nano trên cơ sở ZnO pha tạp và khả năng ứng dụng ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN …..  ….. Nguyễn Việt Tuyên CHẾ TẠO, NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA MÀNG MỎNG,CẤU TRÚC NANO TRÊN CƠ SỞ ZnO PHA TẠP VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Hà Nội – 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN …..  ….. Nguyễn Việt Tuyên CHẾ TẠO, NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA MÀNG MỎNG,CẤU TRÚC NANO TRÊN CƠ SỞ ZnO PHA TẠP VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CHUYÊN NGÀNH: VẬT LÝ CHẤT RẮN MÃ SỐ: 62.44.07.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS. TS. TẠ ĐÌNH CẢNH 2. PGS. TS. NGÔ THU HƯƠNG Hà Nội – 2011 MỤC LỤC TrangDANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ........................................... VMỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1Chương 1. Tổng quan về vật liệu bán dẫn ZnO ................................................... 7 1.1. Tính chất của ZnO và các cấu trúc nano của nó ............................................ 7 1.1.1. Cấu trúc tinh thể ZnO ............................................................................. 7 1.1.2. So sánh tính chất vật lý của các cấu trúc nano ZnO với ZnO dạng khối .. 8 1.1.2.1. Tính chất cơ học .............................................................................. 9 1.1.2.2. Tính chất điện ............................................................................... 10 1.1.2.3. Tính chất quang............................................................................. 13 1.1.2.4. Pha tạp các ion từ tính ................................................................... 17 1.1.2.5. Tính chất nhận biết các chất hóa học ............................................. 21 1.2. Tình hình nghiên cứu vật liệu ZnO hiện nay và những hướng nghiên cứu còn có khả năng phát triển ........................................................................................ 24 1.2.1. Tình hình nghiên cứu vật liệu ZnO trên thế giới và trong nước ............ 24 1.2.2. Những hướng nghiên cứu còn có khả năng phát triển ........................... 24 1.2.2.1. Vật liệu ZnO pha tạp loại n hoặc loại p ......................................... 25 1.2.2.2. Chế tạo và khảo sát tính chất của các cấu trúc nano của ZnO ........ 27Kết luận chương 1 ............................................................................................... 29Chương 2. Một số phương pháp chế tạo màng, vật liệu nano ZnO và các kỹthuật thực nghiệm ............................................................................................... 30 2.1. Các phương pháp chế tạo mẫu .................................................................... 30 2.1.1. Phương pháp phún xạ r.f. magnetron .................................................... 30 2.1.2. Phương pháp bốc bay nhiệt đơn giản có sử dụng khí mang .................. 33 2.1.3. Phương pháp vi sóng ............................................................................ 37 2.1.3.1. Giới thiê ̣u chung............................................................................ 37 2.1.3.2. Cơ sở của phương pháp vi sóng ..................................................... 39 2.2. Một số phương pháp khảo sát tính chất của vật liệu ZnO ............................ 40 2.2.1. Nghiên cứu cấu trúc bằng phương pháp nhiễu xạ tia X......................... 40 2.2.2. Hiển vi điện tử ..................................................................................... 41 2.2.2.1. Kính hiển vi điện tử truyền qua và truyền qua phân giải cao .......... 42 2.2.2.2. Kính hiển vi điện tử quét ............................................................... 44 2.2.2.3. Nhiễu xạ điện tử trên diện tích chọn lọc ........................................ 45 2.2.2.4. Phổ tán sắc năng lượng.................................................................. 46 2.2.3. Từ kế mẫu rung (VSM) ........................................................................ 47 I 2.2.4. Hệ đo hiệu ứng Hall ............................................................................. 48 2.2.5. Hệ đo phổ hấp thụ và truyền qua .......................................................... 52 2.2.6. Hệ đo phổ huỳnh quang ....................................................................... 54Kết luận chương 2 ............................................................................................... 55Chương 3. Chế tạo màng mỏng ZnO pha tạp chất bằng phương pháp phún xạr.f. magnetron và tính chất của chúng ................................................................ 56 3.1. Chế tạo màng mỏng ZnO pha tạp chất Indi (In) .......................................... 56 3.1.1. Chế tạo mẫu ......................................................................................... 56 3.1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đế tới cấu trúc, tính chất điện và quang của màng ZnO:In ................................................................................................. 57 3.1.2.1. Tính chất cấu trúc .......................................................................... 57 ...