Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Hiệu ứng giam giữ lượng tử trong các hạt nano ZnS pha tạp Mn

Mục tiêu của đề tài là tính toán mô phỏng về bán kính exciton Bohr, độ rộng vùng cấm và kích thước hạt trung bình của các hạt nano ZnS, ZnS pha tạp Mn2; Khảo sát một số đặc trưng của hiệu ứng giam giữ lượng tử trong các hạt nano ZnS pha tạp Mn. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Hiệu ứng giam giữ lượng tử trong các hạt nano ZnS pha tạp Mn ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN PHẠM THANH HƢƠNG HIỆU ỨNG GIAM GIỮ LƢỢNG TỬTRONG CÁC HẠT NANO ZnS PHA TẠP Mn LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN PHẠM THANH HƢƠNG HIỆU ỨNG GIAM GIỮ LƢỢNG TỬTRONG CÁC HẠT NANO ZnS PHA TẠP Mn Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và vật lý toán Mã số: 60440103 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Cán bộ hướng dẫn: PGS. TS Phạm Văn Bền Hà Nội - 2015 LỜI CẢM ƠN Thực hiện đề tài về tính toán mô phỏng và xác định các đặc trưng quang củavật liệu nano để làm rõ hiệu ứng giam giữ lượng tử tại Bộ môn Quang lượng tử,Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, em đã nhận được sự quan tâm,giúp đỡ, chỉ bảo hết sức tận tình của các Thầy, Cô trong bộ môn, để hoàn thànhluận văn này. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành, sâu sắc nhất tới PGS.TS Phạm Văn Bền –người Thầy đã luôn luôn tận tình,theo sát từng bước trong thời gian em học tập vàlàm luận văn. Thầy đã hướng dẫn, giúp đỡ và hỗ trợ em trong suốt quá trình hoànthành luận văn này. Em xin gửi lời cảm ơn các thày, cô của Bộ môn Vật lý lý thuyết và vật lýToán đã truyền đạt cho em những kiến thức hết sức quý giá giúp em hoàn thànhluận văn này. Em cũng xin gửi lời cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã tận tình giúpđỡ, động viên, tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và thựchiện luận văn nghiên cứu của mình. Luận văn được hoàn thành với sự tài trợ của đềtài NAFOSTED (Number 103.01-2015.22) Hà Nội, tháng 11 năm 2015 Học viên Phạm Thanh Hương MỤC LỤCLỜI NÓI ĐẦU ...........................................................................................................1CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC TINH THỂ VÀ VÙNG NĂNGLƢỢNG CỦA VẬT LIỆU NANO ZnS PHA TẠP Mn .........................................21.1 Giới thiệu chung về vật liệu nano ......................................................................21.1.1 Vật liệu nano là gì ..............................................................................................21.1.2 Phân loại vật liệu nano ......................................................................................21.1.3 Đặc điểm của vật liệu nano ................................................................................31.1.4 Ứng dụng của vật liệu nano ...............................................................................41.2 Cấu trúc tinh thể của vật liệu nano ZnS ...........................................................41.2.1 Cấu trúc tinh thể lập phương tâm mặt (hay sphalerite, zinblende). ..................51.2.2 Cấu trúc tinh thể lục giác (hay wurzite) ............................................................61.3 Cấu trúc vùng năng lượng của vật liệu nano ZnS ...........................................61.4 Ảnh hưởng của Mn lên cấu trúc tinh thể và vùng năng lượng của ZnS. .......9CHƢƠNG 2. HIỆU ỨNG GIAM GIỮ LƢỢNG TỬ TRONG CÁC HẠTNANO ZnS PHA TẠP Mn .....................................................................................112.1 Năng lượng, hàm sóng và mật độ trạng thái của các hạt tải điện điện tử, lỗtrống trong các hạt nano (hệ không chiều hay chấm lượng tử) ..........................112.2 Hiệu ứng giam giữ lượng tử trong các hạt nano ZnS pha tạp Mn ...............162.2.1 Sự dịch bờ hấp thụ và đỉnh phát quang ...........................................................162.2.2 Sự tăng cường độ phát quang ..........................................................................19CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .........................................................21Phần I Tính toán mô phỏng về bán kính exciton Bohr, độ rộng vùng cấm vàkích thước hạt trung bình của vật liệu nano ZnS, ZnS:Mn ................................213.1 Xác định bán kính exciton Bohr ......................................................................213.2 Xác định độ rộng vùng cấm..............................................................................213.3 Xác định kích thước hạt trung bình ................................................................24Phần II Khảo sát hiệu ứng giam giữ lượng tử trong các hạt nano ZnS:Mn ....273.4 Mẫu nghiên cứu và thiết bị thực nghiệm ........................................................303.4.1 Mẫu nghiên cứu................................................................................................303.4.2 Thiết bị thực nghiệm.........................................................................................303.5 Cấu trúc tinh thể và hình thái học của các hạt nano ZnS pha tạp Mn ........303.5.1 Phổ X- Ray .......................................................................................................303.5.2 Ảnh TEM ..........................................................................................................323.7 Phổ phát quang của các hạt nano ZnS pha tạp Mn ...........................................36KẾT LUẬN ..............................................................................................................44TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................46PHỤ LỤC .................................................................................................................49 DANH MỤC BẢNGBảng 1.1 Phân loại vật liệu nano ................................................................................3Bảng 3.1 ...