Sự phụ thuộc của năng lượng vùng cấm vào thành phần các chất trong nano tinh thể ba thành phần CdSexS1-x không chứa phosphine

Bài viết tổng hợp các NC CdSexS1-x ở nhiệt độ thấp hơn và môi trường phản ứng không sử dụng các dung môi phosphine. Hơn nữa các tiền chất chalcogenide không chứa phosphine có hoạt tính hóa học cao hơn so với các tiền chất sử dụng phosphine. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong công nghệ chế tạo các NC có các cấu trúc khác nhau. Tính chất quang học, cấu trúc, thành phần, kích thước và sự phụ thuộc vào thành phần của năng lượng vùng cấm cũng đã được thảo luận chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sự phụ thuộc của năng lượng vùng cấm vào thành phần các chất trong nano tinh thể ba thành phần CdSexS1-x không chứa phosphine 106 M.M.Tân, L.Q.Duy,... / Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Duy Tân 04(41) (2020) 106-112 04(41) (2020) 106-112 Sự phụ thuộc của năng lượng vùng cấm vào thành phần các chất trong nano tinh thể ba thành phần CdSexS1-x không chứa phosphine Composition-dependence of band gap on CdSexS1-x ternary nanocrystal phosphine-free Mẫn Minh Tâna,b, Lê Quốc Duyc, Đỗ Quang Tâmd, Võ Thị Tuyết Vid, Lê Anh Thie,b*, Nguyễn Minh Hoad* Man Minh Tan , Le Quoc Duy , Đo Quang Tamd, Vo Thi Tuyet Vid, Le Anh Thie,b*, a,b c Nguyen Minh Hoad* a Viện nghiên cứu Lý thuyết và Ứng dụng, Trường Đại học Duy Tân, Hà Nội, Việt Nam b Khoa Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học Duy Tân, Đà Nẵng, Viêt Nam c Trung tâm Thí nghiệm, Trường Đại học Duy Tân, Đà Nẵng, Viêt Nam d Khoa Khoa học Cơ bản, Trường Đại học Y Dược Huế, Đại học Huế, Huế, 530000, Việt Nam e Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Cao, Trường Đại học Duy Tân, Đà Nẵng, Viêt Nam a Institute of Theoretical and Applied Research, Duy Tan University, Hanoi, 100000, Vietnam b The Faculty of Natural Sciences, Duy Tan University, Danang, 550000, Vietnam. c Laboratory center, Duy Tan University, Da Nang, 550000, Viet Nam d Faculty of Basic Sciences, Hue University of medicine and pharmacy, Hue University, Hue, 530000, Vietnam e Institute of Research and Development, Duy Tan University, Danang, 550000, Vietnam. (Ngày nhận bài: 21/7/2020, ngày phản biện xong: 10/8/2020, ngày chấp nhận đăng: 27/8/2020) Tóm tắt Các nano tinh thể (NC) ba thành phần CdSexS1-x với x thay đổi (0 ≤ x ≤ 1) đã được chế tạo bằng kỹ thuật bơm nóng các tiền chất. Sự có mặt của các nguyên tố Cadimi, Lưu huỳnh, Selen và sự hình thành các NC CdSexS1-x đã được xác định thông qua phổ tán sắc năng lượng tia X (EDS) và giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD). Cấu trúc tinh thể của các NC thu được thể hiện pha giả kẽm. Phổ hấp thụ và huỳnh quang được sử dụng để phân tích sự phụ thuộc của năng lượng vùng cấm vào thành phần x trong NC. Với các tỷ lệ Se:S khác nhau thì năng lượng vùng cấm NC CdSexS1-x thay đổi trong khoảng từ 1,96 eV đến 2,83 eV. Do đó, màu sắc phát xạ của chúng cũng biến đổi từ màu xanh sang đỏ khi x thay đổi từ 0 đến 1. Từ khóa: Nano tinh thể; CdSe; CdS; chấm lượng tử; năng lượng vùng cấm. Abstract CdSexS1-x ternary nanocrystals (NC) with x changing in the range 0 ≤ x ≤ 1 have been fabricated via the hot-injection technique of precursors. The presence of cadmium, sulfur, selenium, and formation of CdSexS1-x NC have been confirmed by energy-dispersive X-ray spectroscopy and X-ray diffraction. The crystal structures of the NC show zinc blende phases. The composition-dependence of band gaps in NC was analyzed by the absorption and fluorescence spectra. By varying the ratio of Se:S, the band gap of NC was altered in the range of 1.96 eV to 2.83 eV. Hence, the emission color of NC will change from green to red when x changes from 0 to 1. Keywords: Nanocrystal; CdSe; CdS; quantum dot; band gap. * Corresponding Author: The Faculty of Natural Sciences, Duy Tan University, Danang, 550000, Vietnam; Institute of Research and Development, Duy Tan University, Danang, 550000, Vietnam; Email: leanhthi@duytan.edu.vn; nmhoa@huemed-univ.edu.vn M.M.Tân, L.Q.Duy,... / Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Duy Tân 04(41) (2020) 106-112 107 1. Mở đầu selen hoặc lưu huỳnh. Đồng thời màu sắc phát Các nano tinh thể (NC) bán dẫn đã thu hút xạ của chúng cũng biến thiên liên tục trong sự quan tâm nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực vùng ánh sáng nhìn thấy [16]. Do đó những điện tử và y sinh nhờ vào các tính chất vật lý, nghiên cứu sâu sắc các tính chất của các NC hóa học khá nổi trội so với vật liệu khối [1,2]. CdSSe rất có ý nghĩa. Hơn nữa, về mặt thực Tính chất này có thể được điều khiển bằng cách nghiệm hiện nay vẫn còn nhiều nhà nghiên cứu thay đổi kích thước, chiều giam giữ lượng tử tìm cách cải tiến công nghệ chế tạo các NC trong phạm vi nhỏ hơn bán kính Bohr exciton CdSSe nhằm để thu được những đặc tính quang hay hình dạng của chúng [3 - 5]. Những nghiên tốt cũng như điều khiển được các tính chất này cứu t ...