Thạc Sĩ Nghiên cứu chế tạo và tính chất của bán dẫn pha từ loãng TiO2 anatase pha tạp Co bằng phương pháp so

MỤC LỤC

Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Các chữ viết tắt và ký hiệu
Mở đầu 1
Chương 1: Tổng quan về vật liệu spin tử 5
1.1. Vật liệu spin tử 5
1.1.1. Vật liệu spin tử kim loại 6
1.1.2. Vật liệu bán dẫn từ tính 7
1.2. Những bước tiến trong lĩnh vực nghiên cứu vật liệu DMS 8
1.2.1. Tính sắt từ trong các bán dẫn ôxit 11
1.2.2. Các vật liệu ôxit bán dẫn từ pha loãng 17
1.3. Vật liệu bán dẫn từ pha loãng từ TixCo1-xO2 22
1.3.1. Các đặc tính cấu trúc của vật liệu TiO2 22
1.3.2. Tính chất sắt từ của TixCo1-xO2 26
1.3.3. Tính chất quang của TiO2 28
1.4. Tổng quan về một số phương pháp chế tạo vật liệu 30
1.4.1. Chế tạo vật liệu bằng phương pháp sol-gel 31
1.4.2. Chế tạo màng mỏng bằng phương pháp phún xạ catốt 35
Chương 2: Chế tạo vật liệu và các kỹ thuật đo khảo sát các tính
chất của vật liệu bán dẫn từ pha loãng
37
2.1. Chế tạo vật liệu bột 37
2.1.1. Quy trình thực nghiệm 38
2.1.2. Các phản ứng hóa học xảy ra trong quy trình thực nghiệm 40
2. 1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng thủy phân và ngưng tụ 41
2.2. Chế tạo vật liệu màng 42
2.2.1. Phương pháp nhúng kéo (dip-coating) 43
2.2.1. Tạo màng bằng phương pháp phún xạ 45
2.3. Quy trình xử lý nhiệt 46
2.4. Các kĩ thuật đo khảo sát các tính chất của vật liệu bán dẫn từ pha loãng 47
2.4.1. Phép đo nhiễu xạ tia X 47
2.4.2. Phép đo Raman 48
2.4.3. Phương pháp AFM 48
2.4.4. Kính hiển vi điện tử quét (SEM). 49
2.4.5. Đo độ dày và bề mặt màng bằng Profiler 49
2.4.6. Phương pháp phổ huỳnh quang 50
2.4.7. Phương pháp đo từ 50
Kết luận chương 2 51
Chương 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ ủ và nồng độ ion Co lên sự tạo thành pha TiO2 anatase 52
3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ lên sự tạo thành pha anatase 53
3.1.1. Màng TiO2 chế tạo bằng kỹ thuật nhúng phủ 53
3.1.2. Màng mỏng TiO2 chế tạo bằng phún xạ catốt RF 59
3.2. Ảnh hưởng của tốc độ gia nhiệt lên sự hình thành pha TiO2 anatase 69
3.3. Ảnh hưởng của sự thay thế Co cho Ti lên sự hình thành pha tinh thể TiO2 anatase 71
Kết luận chương 3 73
Chương 4: Tính chất quang của vật liệu Ti1-xCoxO2 75
Kết luận chương 4 89
Chương 5: Tính chất từ của vật liệu TiO2 pha tạp Co 90
Kết luận chương 5 109
Kết luận 110
Các công trình sử dụng và liên quan đến luận án. 112
Tài liệu tham khảo 115