Luận Văn nghiên cứu chế tạo dây Coban có kích thước nano bằng phương pháp điện hóa

MỤC LỤC
Lời mở đầu . .Error! Bookmark not defined.
Chương 1: Tổng quan về chế tạo dây nano từ tính bằng phương pháp
điện hóa . 4
1.1 Giới thiệu về dây nano . 4
1.2 Tế bào điện hóa . .8
1.2.1 Cấu tạo tế bào điện hóa . .8
1.2.2 Các loại điện cực . .9
1.3 Quá trình lắng đọng . .11
1.3.1 Các tương tác của các ion trong quá trình lắng đọng . .11
1.3.2 Độ dày lớp lắng đọng . .12
Chương 2: Các phương pháp kĩ thuật chế tạo dây nanoError! Bookmark not defin
2.1 Kĩ thuật phún xạ . Error! Bookmark not defined.
2.2 Lắng đọng điện hóa . 15
2.3 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) . .15
2.4 Phép đo hiển vi điện tử quét (SEM). .18
2.5 Từ kế mẫu rung (VSM). .20
Chương 3: Kết quả và thảo luận . .Error! Bookmark not defined.
3.1 Ảnh SEM của lớp màng xốp dùng làm khuôn cho dây nano . 22
3.2 Kết quả hiển vi điện tử quét của mẫu . .23
3.3 Kết đo tính chất từ của dây 22
3.4 Kết quả phân tích cấu trúc . 26
Vũ Thị Huyền Trang 1




Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý
MỞ ĐẦU
Nếu thế kỷ XX được coi là cuộc cách mạng về công nghệ thông tin thì thế
kỷ XXI thuộc về công nghệ nano. Bằng công nghệ nano, người ta có thể “nhét”
tất cả thông tin của 27 cuốn Từ điển Bách khoa toàn thư nước Anh Britannica
nằm gọn trong một thiết bị chỉ bằng sợi tóc, chế tạo ra những con robot mà mắt
thường không nhìn thấy được và còn vô số điều kỳ lạ khác .
Khái niệm công nghệ nano (CNNN) được nhà vật lý học Richard
Feynman nhắc đến lần đầu tiên trong bài diễn văn đọc tại Hội nghị các nhà vật lý
Mỹ năm 1959. Khi đó, ông đã dự báo một thời kỳ mà người ta có thể ráp nguyên
tử với nguyên tử, phân tử với phân tử, các công cụ thật nhỏ giúp sản xuất các vật
chất nhỏ hơn nữa.
Vào những năm 1980, nhờ phương pháp và thiết bị khoa học hiện đại, các
nhà khoa học đã chế tạo thành công vật chất có kích thước ở quy mô phân tử,
nghĩa là chỉ bằng một phần một tỷ mét và đặt tên cho chúng là “nano”. Trong
tiếng Hy Lạp, “nano” nghĩa là “nhỏ xíu” và đường kính một sợi tóc người cũng
lớn hơn 80.000 lần so với một nano. Theo nguyên tắc chung, CNNN nằm trong
vùng vật chất từ 0,1-100 nanomét (1nm = 1 phần triệu mm), mở ra khả năng sản
xuất các vật liệu mới ở mức độ nguyên tử - vật liệu nano và hứa hẹn làm đảo lộn
nhiều lĩnh vực từ hóa học đến hàng không.
Cho đến nay, nhiều sản phẩm ra đời từ CNNN đã có mặt trên thị trường.
Chẳng hạn, các thanh nano carbon có thể làm cách mạng ngành công nghiệp xây
dựng. Những thanh graphite “không vết nối” có đường kính 1nm và dài
10.000nm (nhìn bằng mắt thường, một khối lượng lớn của vật liệu này sẽ giống
như bụi bồ hóng) cứng hơn thép gấp 100 lần, nhưng nhẹ hơn khoảng 8 lần.
Người ta có thể biến chúng thành những sợi dây rồi bện thành tấm mỏng, và nếu
pha trộn với một vài vật liệu composite, nó có thể làm thay đổi một cách cơ bản
cách thức xây dựng và chiều cao các công trình. Thậm chí, những công trình xây
Vũ Thị Huyền Trang 2




Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý
dựng này có thể được phủ các tế bào làm bằng vật liệu nano để biến ánh nắng
thành điện năng cung cấp cho nhu cầu năng lượng.
Hiện nay, nhiều nước đang phát triển như Ấn Độ, Nam Phi, Mexico, Thái
Lan, Philippines đã thực hiện các sáng kiến công nghệ nano để hỗ trợ sự phát
triển của khoa học. Không nằm ngoài quy luật đó, Việt Nam cũng đã và đang
chế tạo các vật liệu nano để sử dụng các ứng dụng của nó. Đặc biệt tập trung vào
y sinh học trong việc phân tách tế bào, dẫn thuốc, nung nóng cục bộ Tại bộ
môn Vật lý Nhiệt độ thấp thuộc trường Đại học Khoa học Tự nhiên-ĐHQGHN,
nhóm nghiên cứu chế tạo dây có kích thước nano cũng đã được hình thành và
đang tiến hành các chương trình nghiên cứu, trong đó nội dung chủ yếu là chế
tạo các dây nano từ tính bằng phương pháp điện hóa. Phương pháp lắng đọng
điện hóa có những ưu việt hơn các phương pháp khác ở chỗ không đòi hỏi thiết
bị đắt tiền, nhiệt độ cao, hoặc chân không cao. Chế tạo các dây nano có tốc độ
phát triển nhanh, phương pháp này cũng không tốn thời gian. Sử dụng phương
pháp này, có thể tổng hợp dễ dàng các dây nano nhiều đoạn bằng cách thay đổi
các dung dịch phù hợp, còn để biến đổi khả năng lắng đọng ta chỉ cần thay đổi
xung điện đưa vào trong quá trình lắng đọng là có thể kiểm soát được. Để tìm
hiểu về phương pháp lắng đọng điện hóa và một số tính chất của dây nano từ
tính, nhóm nghiên cứu đã tiến hành những thí nghiệm ban đầu về việc chế tạo
dây Co có kích thước nano. Chính vì vậy nhiệm vụ của bản khóa luận này là
“nghiên cứu chế tạo dây Coban có kích thước nano bằng phương pháp điện hóa”.
Bản khóa luận gồm 3 phần chính:
+ Chương 1: Tổng quan về chế tạo dây nano từ tính bằng phương pháp
điện hóa.
+ Chương 2: Các phương pháp kĩ thuật chế tạo dây nano
+ Chương 3: Kết quả và thảo luận.