Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Vật liệu và linh kiện nano: Chế tạo vật liệu CdSe/CdS cấu trúc nano dạng thanh, tetrapod và nghiên cứu tính chất quang của chúng

Luận án xây dựng quy trình chế tạo các NC CdSe dạng cầu có cấutrúc tinh thể ZB và WZ tương ứng được sử dụng như các mầmđể chế tạo NC dị chất CdSe/CdS có dạng TP và RD, làm sáng tỏ một số vấn đề về tính chất quang của NC CdSe dạng TP, NC dị chất CdSe/CdS dạng TP và RD cũng như các TP CdSe/CdS với giếng CdS/CdSe/CdS trên cánh tay. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Vật liệu và linh kiện nano: Chế tạo vật liệu CdSe/CdS cấu trúc nano dạng thanh, tetrapod và nghiên cứu tính chất quang của chúngĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘITRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆNguyễn Thị LuyếnCHẾ TẠO VẬT LIỆU CdSe/CdS CẤU TRÚC NANODẠNG THANH, TETRAPOD VÀ NGHIÊN CỨUTÍNH CHẤT QUANG CỦA CHÚNGChuyên ngành: Vật liệu và Linh kiện nano(Chuyên ngành đào tạo thí điểm)TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LIỆU VÀ LINH KIỆN NANOHà Nội - 20141Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Công nghệ- Đại học Quốc gia Hà Nội.Người hướng dẫn khoa học:1. PGS.TS. Nguyễn Xuân Nghĩa2. PGS.TS. Nguyễn Kiên CườngPhản biện 1: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...............................Phản biện 2: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...............................Phản biện 3: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...............................Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại họcQuốc gia chấm luận án tiến sĩ họp tại Trường Đại học Côngnghệ - ĐHQG Hà Nội vào hồigiờ ngày tháng năm2014.Có thể tìm hiểu luận án tại:- Thư viện Quốc gia Việt Nam- Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội.2MỞ ĐẦUCác NC dạng nhánh có tính chất đặc biệt nhờ sự giam giữcủa các hạt tải trong các số chiều khác nhau. Bằng cách điềukhiển mà phát xạ thông qua thay đổi cấu trúc vùng năng lượngmà chúng có triển vọng ứng dụng trong các linh kiện quang,điện như bộ nhớ dữ liệu quang, transistor, OLED, sensornhiệt,..vv.Một trong các vấn đề quan trọng để chế tạo vật liệu nano làđảm bảo sự cân bằng của hai giai đoạn rất khác nhau. Đó là giaiđoạn tạo mầm và phát triển của NC. Chúng có cơ chế vi mô vàcấp độ phản ứng khác nhau. Nếu tốc độ tạo mầm không cânbằng với tốc độ phát triển của NC, tức là tốc độ tạo mầm quáchậm hoặc quá nhanh so với tốc độ phát triển của NC, thì phảnứng sẽ sinh ra vật liệu khối hoặc cluster. Điều kiện tối ưu cho sựtạo mầm các hạt tinh thể trong dung dịch đồng nhất phải phùhợp với kích thước và hình dạng của NC định chế tạo. Ngoài ra,cấu trúc tinh thể của các mầm có thể không ổn định và sựchuyển pha tinh thể có khả năng xảy ra trong quá trình pháttriển NC. Ví dụ, chế tạo các NC CdSe/CdS dạng TP được dựatrên sự cân bằng giữa độ ổn định của các pha lập phương giảkẽm - Zinc-blende (ZB) và lục giác - Wurtzite (WZ) của mầmCdSe ban đầu. Nếu quá trình mọc mầm xảy ra trên cả mầmCdSe cấu trúc ZB và WZ, nó sẽ tạo ra các NC CdSe/CdS códạng TP và RD. Nói chung, rất khó cân bằng tất cả các quátrình này trong quá trình phản ứng và do đó hình dạng của NCphụ thuộc rất nhiều vào điều kiện chế tạo.Tính chất quang của NC bị chi phối bởi cấu trúc vùng nănglượng và là vấn đề đang gây tranh luận hiện nay. Ví dụ, NC3CdSe/CdS, trong trường hợp với lõi CdSe có kích thước nhỏđược bọc bởi một lớp vỏ dày CdS, đã quan sát thấy hiện tượngkhác thường trong đặc trưng phổ huỳnh quang, nó cho phépngăn chặn được hiện tượng huỳnh quang nhấp nháy hay giảmtốc độ tái hợp không phát xạ Auger. Cấu trúc vùng năng lượngcủa cấu trúc nano này được đặc trưng bởi một khoảng nănglượng lớn của vùng hóa trị tại bề mặt tiếp giáp CdSe/CdS vàmột khoảng năng lượng nhỏ khác nhau giữa các bờ vùng dẫn.Kết quả, lỗ trống bị giam giữ mạnh bên trong lõi, trong khi đóđiện tử được định vị trên khắp toàn bộ cấu trúc, cấu trúc nàyđược quy cho như một cơ chế giam giữ giả loại II.Từ các vấn đề được nêu ở trên có thể thấy rằng các NC dịchất có hình dạng khác nhau là đối tượng đang rất được quantâm. Đồng thời, còn rất nhiều vấn đề cần phải nghiên cứu cả vềcông nghệ chế tạo cũng như tính chất vật lý của các NC. Vì lýdo này, chúng tôi đã chọn đề tài của luận án là Chế tạo vật liệuCdSe/CdS cấu trúc nano dạng thanh, tetrapod và nghiên cứutính chất quang của chúng.Mục đích của luận án1. Xây dựng quy trình chế tạo các NC CdSe dạng cầu có cấutrúc tinh thể ZB và WZ tương ứng được sử dụng như các mầmđể chế tạo NC dị chất CdSe/CdS có dạng TP và RD.2. Làm sáng tỏ một số vấn đề về tính chất quang của NC CdSedạng TP, NC dị chất CdSe/CdS dạng TP và RD cũng như cácTP CdSe/CdS với giếng CdS/CdSe/CdS trên cánh tay.Nội dung và phương pháp nghiên cứuCác nội dung nghiên cứu của luận án là:41. Sự tạo mầm, phát triển và cơ chế hình thành các NC dạngnhánh.2. Ảnh hưởng của điều kiện công nghệ đến cấu trúc tinh thể củalõi CdSe.3. Nghiên cứu công nghệ chế tạo NC dị chất CdSe/CdS có hìnhdạng khác nhau và các triển vọng ứng dụng.4. Cơ chế chuyên dời quang của NC đồng chất và dị chất cóhình dạng khác nhau, thông qua thay đổi cấu trúc vùng nănglượng, sự định vị của điện tử trong vùng dẫn và lỗ trống trongvùng hóa trị. Ngoài ra, còn quan sát thấy hiện tượng tái chuẩnhóa vùng cấm, huỳnh quang chuyển đổi ngược trong các NC dịchất.Bố cục của luận ánNgoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận ánđược chia thành bốn chương:Chương 1: Tổng quan về công nghệ chế tạo và tính chấtquang phổ của các NC bán dẫn A2B6. Cụ thể là cơ chế hìnhthành và phát triển của các NC có dạng không cầu, ảnh hưởngcủa các thông số công nghệ đến cấu trúc tinh thể của lõi CdSe,công nghệ chế tạo NC dị chất có hình dạng khác nhau và tínhchất quang phổ của chúng.Chương 2: Trình bày các quy trình công nghệ đã được xâydựng để chế tạo các NC lõi CdSe và NC dị chất CdSe/CdS códạng TP và RD. Đồng thời, trình bày các phương pháp khảo sátđặc trưng của vật liệu như hiển vi điện tử truyền qua, nhiễu xạtia X, hấp thụ quang, quang huỳnh quang và tán xạ Raman.5 ...