Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu: Chế tạo, nghiên cứu tính chất quang và định hướng ứng dụng trong tán xạ raman tăng cường bề mặt của các hệ dây nanô silic xếp thẳng hàng

Luận án nghiên cứu chế tạo các hệ ASiNW trên đế Si bằng phương pháp ăn mòn hóa học có sự trợ giúp của kim loại (metal-assisted chemical etching - MACE) và phương pháp ăn mòn điện hóa có sự trợ giúp của kim loại (metal-assisted electrochemical etching -MAECE); nghiên cứu hình thái cấu trúc và tính chất huỳnh quang của các hệ ASiNW chế tạo được; nghiên cứu ứng dụng hệ ASiNW để chế tạo các đế để phát hiện các phân tử hữu cơ có nồng độ thấp sử dụng hiệu ứng SERS. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu: Chế tạo, nghiên cứu tính chất quang và định hướng ứng dụng trong tán xạ raman tăng cường bề mặt của các hệ dây nanô silic xếp thẳng hàngVIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAMHỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ----------------Lương Trúc Quỳnh NgânCHẾ TẠO, NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG VÀ ĐỊNHHƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG TÁN XẠ RAMAN TĂNGCƯỜNG BỀ MẶT CỦA CÁC HỆ DÂY NANÔ SILIC XẾPTHẲNG HÀNGChuyên ngành: Vật liệu điện tửMã số: 62 44 01 23TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆUHà Nội – 2016Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ,Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.Người hướng dẫn khoa học: GS. TS. Đào Trần Cao, Viện Khoa học Vậtliệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.Phản biện 1: ………………………………………………….Phản biện 2:…………………………………………………..Phản biện 3:…………………………………………………..Luận án được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp việntại Viện Khoa học Vật liệu, 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 Nam1Mở đầuDây nanô silic (silicon nanowire –SiNW) thuộc nhóm vật liệu nanômột chiều (1D) với diện tích bề mặt hiệu dụng cao, trong đó các hạt tảibị giới hạn trong hai chiều và tự do trong chiều còn lại. Sự thu nhỏ vềkích thước của vật liệu SiNW so với vật liệu khối làm cho các tính chấtđiện, quang và nhiệt của SiNW có nhiều điểm khác biệt và nổi trội hơnhẳn so với Si khối.Các hệ SiNW xếp thẳng hàng (aligned SiNW - ASiNW) là các hệSiNW có trật tự, xếp thành hàng lối với nhau. Sự sắp xếp có trật tự củacác SiNW không chỉ làm tăng độ ổn định, sự lặp lại trong các lần chếtạo mà còn giúp cho các tính chất của ASiNW sẽ có nhiều điểm ưu việtvà độc đáo hơn so với SiNW mất trật tự. Nhờ có những tính chất nàynên ASiNW trở thành ứng cử viên đầy hứa hẹn cho các ứng dụng trongnhiều lĩnh vực như các thiết bị điện tử tiên tiến, cảm biến y sinh, thiết bịquang điện tử, và pin mặt trời.Một trong những ứng dụng khá thú vị của các hệ ASiNW là tán xạRaman tăng cường bề mặt (Surface-Enhanced Raman Scattering –SERS). Đây là một kỹ thuật phân tích được phát triển để phát hiện mộtlượng rất nhỏ của các phân tử hữu cơ bằng cách xác định tín hiệuRaman đặc trưng của chúng và đang được sử dụng rộng rãi trong nhiềulĩnh vực khác nhau.Tại Việt Nam, cho đến nay vẫn chưa có công trình nào về chế tạo,nghiên cứu các tính chất cũng như ứng dụng của các hệ ASiNW trên đếSi. Với mục đích tìm hiểu và nghiên cứu về vật liệu ASiNW cũng nhưtính chất và ứng dụng của vật liệu này nên chúng tôi đã chọn tên đề tàiluận án là “Chế tạo, nghiên cứu tính chất quang và định hướng ứngdụng trong tán xạ Raman tăng cường bề mặt của các hệ dây nanôsilic xếp thẳng hàng”.Trong bản luận án này, chúng tôi nghiên cứu chế tạo các hệ ASiNWtrên đế Si bằng phương pháp ăn mòn hóa học có sự trợ giúp của kim loại(metal-assisted chemical etching - MACE) và phương pháp ăn mòn điệnhóa có sự trợ giúp của kim loại (metal-assisted electrochemical etching MAECE). Tiếp theo, chúng tôi nghiên cứu hình thái cấu trúc và tínhchất huỳnh quang của các hệ ASiNW chế tạo được. Cuối cùng, chúngtôi nghiên cứu ứng dụng hệ ASiNW để chế tạo các đế để phát hiện cácphân tử hữu cơ có nồng độ thấp sử dụng hiệu ứng SERS.Ý nghĩa khoa học của luận ánĐã chế tạo các hệ ASiNW trên đế Si bằng hai phương pháp MACEvà MAECE.2Đã nghiên cứu một cách có hệ thống ảnh hưởng của các thông số chếtạo lên hình thái, cấu trúc của các hệ ASiNW.Đã nghiên cứu tính chất huỳnh quang của các hệ ASiNW.Đã sử dụng các hệ ASiNW cho việc chế tạo đế SERS để phát hiệncác phân tử hữu cơ có nồng độ thấp.Bố cục của bản luận án:Bản luận án này bao gồm 150 trang (chưa bao gồm tài liệu thamkhảo) với cấu trúc như sau:Mở đầu: Trình bày lý do lựa chọn đề tài, phương pháp và mục đíchnghiên cứu.Chương 1: Tổng quan về vật liệu dây nanô silic.Chương 2: Nghiên cứu chế tạo các hệ dây nanô silic xếp thẳng hàngbằng phương pháp ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa có sự trợ giúpcủa kim loại.Chương 3: Nghiên cứu tính chất huỳnh quang của hệ dây nanô silic xếpthẳng hàng.Chương 4: Ứng dụng hệ dây nanô silic xếp thẳng hàng trong tán xạRaman tăng cường bề mặt.Kết luận: Trình bày các kết luận rút ra từ các kết quả nghiên cứu.Chương 1Tổng quan về vật liệu Si nanô dây1.1. Sơ lược về vật liệu Si khốiSi là chất bán dẫn có nhiều tính chất tốt và có giá trị như độ bền cơhọc và độ dẫn nhiệt cao, tương đối trơ, thân thiện với môi trường và cóthể dễ dàng thay đổi tính chất điện bằng cách pha thêm một số tạp chấtvào nó.Ở nhiệt độ phòng Si tồn tại dưới hai dạng: vô định hình và Si tinhthể. Vật liệu Si đơn tinh thể có cấu trúc tinh thể dạng kim cương vớihằng số mạng a = 5,43 Å. Các linh kiện được làm từ Si đơn tinh thể baogồm các mạch tích hợp, các tranzito, điốt, các linh kiện quang điện vàpin mặt trời.1.2. Các phương pháp chế tạ ...