Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của nano tinh thể lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe

Luận án "Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của nano tinh thể lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe" với mục đích thực hiện để chế tạo các NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe, làm sáng tỏ ảnh hưởng của công suất kích thích quang và nhiệt độ đến tính chất PL của các NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe có dạng hàng rào thế khác nhau. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của nano tinh thể lõi/vỏ loại II CdS/ZnSeBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOVIỆN HÀN LÂM KHOA HỌCVÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAMHỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ……..….***…………NGUYỄN XUÂN CACHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA NANOTINH THỂ LÕI/VỎ LOẠI II CdS/ZnSeChuyên ngành: Vật lý chất rắnMã số: 62.44.01.04TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨHà Nội – 20161Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt NamNgười hướng dẫn khoa học 1: PGS TS Vũ Thị Kim LiênNgười hướng dẫn khoa học 2: PGS TS Nguyễn Xuân NghĩaPhản biện 1: ………………………….Phản biện 2: ………………………….Phản biện 3: ………………………….Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ, họp tại Họcviện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ ViệtNam vào hồi … giờ …, ngày… tháng… năm …Có thể tìm hiểu luận án tại:- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ- Thư viện Quốc gia Việt Nam2MỞ ĐẦUCác NC dị chất thường được phân thành loại I, giả loại II (quasi type-II) và loại IIphụ thuộc vào vị trí các mức năng lượng thấp nhất của điện tử và lỗ trống trong các vậtliệu bán dẫn thành phần [1, 31]. Trong các NC loại II, các mức năng lượng thấp nhấtcủa điện tử và lỗ trống thuộc về các vật liệu bán dẫn khác nhau, và hệ quả là điện tử vàlỗ trống bị tách vào các miền không gian khác nhau của các NC dị chất. Tính chất nàylàm cho các NC loại II rất có triển vọng ứng dụng trong lĩnh vực quang điện [32, 40]và laser [42, 47].Mặc dù có nhiều tính chất quan trọng như vậy nhưng tính chất quang của các NCbán dẫn loại II vẫn chưa được hiểu rõ ràng do rất khó có thể tổng hợp được các mẫu cóchất lượng tốt cũng như là việc phát hiện ra đâu là tín hiệu huỳnh quang của các NCloại II [32, 49]. Nguyên nhân gây ra hiện tượng dịch xanh đỉnh PL khi tăng công suấtkích thích cũng như sự phụ thuộc của năng lượng phát xạ vào nhiệt độ của các NC loạiII còn có nhiều cách giải thích khác nhau [32, 33, 44, 50]. Việc tạo ra lớp đệm trunggian tại miền tiếp giáp lõi/vỏ có tác dụng làm giảm ứng suất và tăng cường PL QYtrong các NC [1,15, 91]. Tuy nhiên, sự có mặt của lớp đệm này làm thay đổi hàng ràothế tại bề mặt tiếp giáp lõi/vỏ và do đó ảnh hưởng lên quá trình truyền điện tích vẫnchưa được giải quyết thấu đáo.Chính vì những lý do trên, chúng tôi đã chọn đề tài nghiên cứu là “Chế tạo vànghiên cứu tính chất quang của nano tinh thể lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe ”Các vấn đề còn chưa rõ ràng như: công nghệ chế tạo, dấu hiệu nhận biết các đặctrưng loại II, ảnh hưởng của bề mặt tiếp giáp lên các tính chất quang phổ, ảnh hưởngcủa ứng suất lên đặc trưng phonon, sự phụ thuộc các tính chất quang theo mật độ côngsuất kích thích và nhiệt độ của các NC loại II sẽ được trình bày trong luận án này.Mục đích của luận ánChế tạo các NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe. Làm sáng tỏ ảnh hưởng của công suấtkích thích quang và nhiệt độ đến tính chất PL của các NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe códạng hàng rào thế khác nhau.Nội dung nghiên cứu1.Chế tạo các NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe không có và có lớp đệm hợp kim2.Ảnh hưởng của kích thước lõi, độ dày lớp vỏ và lớp đệm hợp kim đến các đặc trưng1quang của các NC loại II CdS/ZnSe3.Sự phụ thuộc năng lượng phát xạ của NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe không có và có lớpđệm hợp kim vào công suất kích thích quang và nhiệt độ.Phương pháp nghiên cứuCác NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe được chế tạo bằng phương pháp hóa ướt trongdung môi không liên kết ODE. Hình dạng, kích thước, cấu trúc tinh thể, thành phần,đặc trưng phonon và tính chất quang của các mẫu nghiên cứu được khảo sát bằng cácphương pháp như TEM, XRD, EDS, tán xạ Raman, hấp thụ quang, PL và phép đohuỳnh quang phân giải thời gian.Ý nghĩa khoa học của luận án- Nghiên cứu chi tiết quy trình công nghệ chế tạo các NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSecó và không có lớp đệm hợp kim.- Góp phần làm sáng tỏ ảnh hưởng của công suất kích thích quang và nhiệt độ đếntính chất PL của các NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe có dạng hàng rào thế khác nhautại bề mặt tiếp giáp lõi/vỏ.Bố cục của luận ánLuận án bao gồm 126 trang, 79 hình vẽ và đồ thị, 2 bảng. Ngoài phần mở đầu và kếtluận, luận án được chia thành 4 chương.CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤTQUANG CỦA TINH THỂ NANO LÕI/VỎ LOẠI II1.1. Giới thiệu về các tinh thể nano lõi/vỏ loại II2Hình 1.1. Sơ đồ vùng năng lượng của các NC (a) loại I và (b) loại II [1].Trạng thái có năng lượng thấp nhất của điện tử và lỗ trống trong các NC loại IIthuộc về các vật liệu bán dẫn khác nhau (Hình 1.1(b)). Vì vậy điện tử và lỗ trống đượcsinh ra do kích thích quang sẽ có xu hướng bị tách vào các miền không gian khác nhaucủa các NC loại II. Như được chỉ ra trên Hình 1.1(b), điện tử sẽ tập trung trong vật liệubán dẫn 1, còn lỗ trống tập trung trong vật liệu bán dẫn 2.1.2. Công nghệ chế tạo các tinh thể nano lõi/vỏ loại IIHiện nay các NC lõi/vỏ loại II thường được chế tạo bằng phương pháp hóa ướtvà sử dụng kỹ thuật bơm nóng, tức là bơm nhanh dung dịch của một tiền chất vào môitrường phản ứng chứa tiền chất thứ hai đã được đốt nóng đến nhiệt độ phản ứng. Quátrình chế tạo các NC lõi/vỏ bao gồm hai bước: i) Bước thứ nhất là chế tạo lõi, sau đólàm sạch bề mặt lõi. ii) Bước thứ hai là chế tạo lớp vỏ bằng cách bơm chậm dung dịchtiền chất tạo vỏ vào môi trường phản ứng chứa lõi tại nhiệt độ phản ứng.Các kết quả nghiên cứu cho thấy khi giảm nồng độ OA thì kích thước trung bìnhcủa các NC tạo thành trong giai đoạn đầu của phản ứng giảm. Sự giảm kích thước nàyđược qui cho sự tăng nồng độ các NC CdS trong dung dịch phản ứng do sự tăng hoạttính hóa học của monomer. Bằng chứng thực nghiệm nhận được cho thấy sự tăng tỉ lệS/Cd hay Se/Cd đã làm tăng số lượng mầm tinh thể được tạo thành trong giai đoạn đầucủa phản ứng, gây ra sự giảm mạnh hơn nồng độ monomer trong dung dịch phản ứng.Đồng thời, lượng vật chất cung cấp để phát triển mỗi mầm tinh thể cũng trở nên ít hơn,và do đó kích thướ ...