Thạc Sĩ Nghiên cứu chế tạo và khảo sát quá trình chuyển pha ZnS/ZnO của các cấu trúc nano ZnS một chiều

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN . i
LỜI CAM ĐOAN ii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT . vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU viii
DANH MỤC HÌNH VẼ viii
MỞ ĐẦU . 1
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÁC CẤU TRÚC NANO TINH THỂ MỘT CHIỀU ZnS, ZnO VÀ
CÁC CẤU TRÚC NANO DỊ THỂ MỘT CHIỀU ZnS/ZnO . 5
1.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT . 5
1.1.1. Giới thiệu . 5
1.1.1.1. Vật liệu nano . 5
1.1.1.2. Hiệu ứng giam giữ lượng tử . 6
1.1.1.3. Hiệu ứng bề mặt . 8
1.1.2. Các cấu trúc nano một chiều 10
1.1.2.1. Giới thiệu 10
1.1.2.2. Cơ chế hình thành các cấu trúc nano 1D từ pha hơi . 11
1.1.3. Các cấu trúc nano dị thể một chiều 15
1.2. CÁC CẤU TRÚC NANO TINH THỂ MỘT CHIỀU ZnS, ZnO . 16
1.2.1. Các cấu trúc nano tinh thể một chiều ZnS . 16
1.2.1.1. Tổng hợp các cấu trúc nano một chiều của ZnS . 16
1.2.1.2. Tính chất quang của các cấu trúc nano một chiều ZnS 20
1.2.2. Các cấu trúc nano tinh thể một chiều ZnO 26
1.2.2.1. Hình thái cấu trúc của các nano tinh thể một chiều ZnO . 26
1.2.2.2. Tính chất quang 27
1.3. CÁC CẤU TRÚC NANO DỊ THỂ MỘT CHIỀU ZnS/ZnO 33
1.3.1. Các cấu trúc nano phức tạp 33
1.3.2. Các cấu trúc nano dị thể đồng trục (lõi /vỏ) 33
1.3.3. Tính chất quang của các cấu trúc nano dị thể một chiều ZnS/ZnO . 37
1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT CÁC THUỘC TÍNH CẤU TRÚC VÀ
TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU SAU CHẾ TẠO 38iv
CHƯƠNG 2
NGHIÊN CỨU SỰ HÌNH THÀNH CẤU TRÚC NANO MỘT CHIỀU ZnS/ZnO
TỪ CÁC CẤU TRÚC NANO MỘT CHIỀU ZnS BẰNG PHƯƠNG PHÁP BỐC BAY
NHIỆT KẾT HỢP VỚI ÔXY HÓA NHIỆT TRONG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ
Tóm tắt . 41
2.1. GIỚI THIỆU . 42
2.2. THỰC NGHIỆM 42
2.3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 45
2.3.1. Đánh giá các tính chất của dây nano ZnS chế tạo được bằng phương pháp bốc
bay nhiệt 45
2.3.2. Nghiên cứu quá trình chuyển pha ZnSZnO trong môi trường không khí . 47
2.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 . 58
CHƯƠNG 3
SỰ HÌNH THÀNH CẤU TRÚC NANO DỊ THỂ ZnS/ZnO MỘT CHIỀU TỪ CÁC
CẤU TRÚC NANO MỘT CHIỀU ZnS BẰNG PHƯƠNG PHÁP BỐC BAY NHIỆT
KẾT HỢP VỚI ÔXY HÓA NHIỆT TRONG MÔI TRƯỜNG KHÍ ÔXY TRONG
KHI NUÔI VÀ SAU KHI NUÔI 60
Tóm tắt . 60
3.1. GIỚI THIỆU . 61
3.2. THỰC NGHIỆM 64
3.3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 65
3.3.1. Sự hình thành các cấu trúc nano một chiều ZnS bằng phương pháp bốc bay
nhiệt bột ZnS lên trên đế Si/Au theo cơ chế hơi - lỏng - rắn (VLS) . 65
3.3.1.1. Hình thái bề mặt và các đặc tính cấu trúc của các nano tinh thể một chiều
ZnS nhận được sau khi nuôi 65
3.3.1.2. Tính chất quang của dây nano, đai nano ZnS nhận được sau khi nuôi 67
3.3.2. Các cấu trúc nano dị thể một chiều ZnS/ZnO và quá trình chuyển pha ZnS 
ZnO bằng phương pháp ôxy hóa nhiệt trong môi trường khí ôxy sau khi nuôi và trong
khi nuôi 74
3.3.2.1. Nghiên cứu quá trình chuyển pha ZnS  ZnO bằng phương pháp ôxy hóa
nhiệt trong khi nuôi . 74
3.3.2.2. Nghiên cứu quá trình chuyển pha ZnS  ZnO bằng phương pháp ôxy hóa
nhiệt sau khi nuôi trong môi trường khí ôxy . 79
3.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 . 84v
CHƯƠNG 4
NGHIÊN CỨU SỰ HÌNH THÀNH CẤU TRÚC NANO MỘT CHIỀU ZnS/ZnO
BẰNG PHƯƠNG PHÁP BỐC BAY NHIỆT THEO CƠ CHẾ HƠI - RẮN VÀ QUÁ
TRÌNH CHUYỂN PHA ZnSZnO BẰNG PHƯƠNG PHÁP ÔXY HÓA NHIỆT . 85
Tóm tắt . 85
4.1. GIỚI THIỆU . 86
4.2. THỰC NGHIỆM 87
4.3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 88
4.3.1. Các cấu trúc nano một chiều ZnS nhận được sau khi nuôi bằng phương pháp
bốc bay nhiệt theo cơ chế VS 88
4.3.2. Nghiên cứu quá trình chuyển pha ZnSZnO trong môi trường không khí và
nguồn ngốc của đỉnh phát xạ màu xanh lục (green)trong các cấu trúc một chiều ZnS93
4.3.3. Nghiên cứu các cấu trúc nano dị thể một chiều ZnS/ZnO và quá trình chuyển
pha ZnS  ZnO bằng phương pháp ôxy hóa nhiệt sau khi nuôi trong môi trường khí
ôxy . 100
4.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 . 107
CHƯƠNG 5
CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC CẤU TRÚC NANO MỘT CHIỀU
ZnS, ZnS/ZnO PHA TẠP Mn2+
. 109
Tóm tắt . 109
5.1. GIỚI THIỆU . 110
5.2. THỰC NGHIỆM 111
5.2.1. Chế tạo các cấu trúc một chiều ZnS pha tạp Mn sau khi nuôi 112
5.2.2. Chế tạo các cấu trúc một chiều ZnS pha tạp Mn bằng cách bốc bay đồng thời
ZnS và MnCl2 112
5.3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 114
5.3.1. Các cấu trúc nano một chiều ZnS:Mn2+ chế tạo bằng phương pháp bốc bay
nhiệt kết hợp với khuếch tán nhiệt trong môi trường khí Ar . 114
5.3.2. Khảo sát cấu trúc, tính chất quang của các cấu trúc nano một chiều ZnS pha tạp
Mn2+ bằng phương pháp bốc bay nhiệt đồng thời nguồn vật liệu ZnS và MnCl2 . 120
5.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 5 . 127
KẾT LUẬN LUẬN ÁN . 129
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN . 131
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 132