BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TAO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN HOÀNG THỊ HẰNG TỔNG HỢP, KHẢO SÁT VÀ SO SÁNH HIỆU SUẤT CHUYỂN ĐỔI QUANG NHIỆT DƯỚI ÁNH SÁNG KHẢ KIẾN CỦA VẬT LIỆU ZRN VÀ TIN LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ CHẤT[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TAO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN HOÀNG THỊ HẰNG TỔNG HỢP, KHẢO SÁT VÀ SO SÁNH HIỆU SUẤT CHUYỂN ĐỔI QUANG NHIỆT DƯỚI ÁNH SÁNG KHẢ KIẾN CỦA VẬT LIỆU ZRN VÀ TIN LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ CHẤT RẮN Bình Định - Năm 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TAO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN HOÀNG THỊ HẰNG TỔNG HỢP, KHẢO SÁT VÀ SO SÁNH HIỆU SUẤT CHUYỂN ĐỔI QUANG NHIỆT DƯỚI ÁNH SÁNG KHẢ KIẾN CỦA VẬT LIỆU ZrN VÀ TiN Chuyên ngành : Vật lý chất rắn Mã số : 8440104 Người hướng dẫn : TS Lê Thị Ngọc Loan LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết đề tài “Tổng hợp, khảo sát so sánh hiệu suất chuyển đổi quang nhiệt ánh sáng khả kiến vật liệu ZrN TiN” cơng trình nghiên cứu cá nhân tơi hướng dẫn TS Lê Thị Ngọc Loan, tài liệu tham khảo trích dẫn đầy đủ Tác giả luận văn Hoàng Thị Hằng LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập nghiên cứu hồn thành luận văn, tơi nhận nhiều góp ý, hỗ trợ, bảo nhiệt tình q thầy giáo, đồng nghiệp, bạn bè người thân Lời đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới TS Lê Thị Ngọc Loan - người hướng dẫn trực tiếp tơi tỏng suốt q trình học tập, động viên tạo điều kiện thuận lợi để tiếp cận hội học tập, trải nghiệm thực đề tài luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô Bộ môn Vật lý – Khoa học vật liệu, Khoa Khoa học tự nhiên, Trường Đại học Quy Nhơn Những kiến thức mà thầy cô truyền đạt tảng tri thức vững cho tơi q trình học tập sau trường Tôi nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ, ân cần bảo nhiệt tình giảng dạy quý thầy cô Xin gửi lời cảm ơn tới cán bộ, giảng viên Phịng thí nghiệm Vật lý chất rắn, Trường Đại học Quy Nhơn, Cô Lê Thị Thanh Liễu mơn Hóa học, Phịng thí nghiệm trường Đại học Phenikaa, Đại học Bách khoa Hà Nội hỗ trợ giúp đỡ tơi nhiều q trình làm thí nghiệm, khảo sát, hoàn thành luận văn Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Quỹ Đổi sáng tạo Vingroup trao học bổng đào tạo Thạc sĩ, đồng hành tơi, giúp tơi có hội điều kiện tốt để học tập, nghiên cứu, có hội tham gia hội nghị, hội thảo khoa học nước, theo dõi kết học tập nghiên cứu Cuối cùng, xin cảm ơn người thân ln bên cạnh, giúp đỡ, động viên tạo điều kiện để tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Cảm ơn tập thể lớp Cao học Vật lý chất rắn Khóa 23 đồng hành tơi hai năm học vừa qua Xin trân trọng cảm ơn! Học viên Hồng Thị Hằng MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu 4 Phương pháp nghiên cứu 5 Cấu trúc luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Tổng quan vật liệu titanium oxide, titanium nitride 1.1.1 Tổng quan vật liệu titanium oxide 1.1.1.1 Một số tính chất vật liệu titanium oxide 1.1.1.2 Một số phương pháp chế tạo vật liệu nano titanium oxide 1.1.2 Tổng quan vật liệu titanium nitride 10 1.1.2.1 Tính chất vật lý titanium nitride: 10 1.1.2.2 Tính chất hóa học titanium nitride: 12 1.1.3 Một số phương pháp chế tạo vật liệu titanium nitride 12 1.1.3.1 Phương pháp tổng hợp TiN lò phản ứng nhiệt plasma 12 1.1.3.2 Phương pháp tổng hợp TiN phản ứng tự trì 13 1.1.3.3 Phương pháp tổng hợp TiN nhiệt độ thấp 14 1.1.3.4 Phương pháp nito hóa trực tiếp từ TiO2 (CVD) 14 1.1.3.5 Phương pháp tổng hợp TiN kỹ thuật trào ngược 15 1.1.3.6 Phương pháp tổng hợp TiN từ phản ứng titan ure 15 1.1.3.7 Phương pháp tổng hợp TiN từ titan oxit với natri amit 16 1.1.4 Một số ứng dụng vật liệu titanium nitride 16 1.1.4.1 Ứng dụng vật liệu khối TiN 16 1.1.4.2 Ứng dụng vật liệu TiN kích thước nano 17 1.2 Tổng quan vật liệu zirconium oxide, zirconium nitride 18 1.2.1 Tính chất vật liệu zirconium oxide 18 1.2.1.1 Một số tính chất vật liệu zirconium oxide 19 1.2.1.2 Một số phương pháp chế tạo vật liệu nano ZrO2 22 1.2.2 Tổng quan vật liệu zirconium nitride 23 1.2.2.1 Tính chất vật lý zirconium nitride 23 1.2.2.2 Tính chất hóa học zirconium nitride 25 1.2.3 Một số phương pháp tổng hợp vật liệu ZrN 25 1.2.3.1 Tổng hợp ZrN phương pháp nitrat hóa trực tiếp kim loại Zr với Nitơ 25 1.2.3.2 Tổng hợp ZrN phương pháp nghiền bi phản ứng lượng cao (RBM) 27 1.2.3.3 Tổng hợp ZrN phương pháp plasma vi sóng 27 1.2.3.4 Tổng hợp ZrN phương pháp nhiệt benzen 28 1.2.3.5 Tổng hợp ZrN phương pháp nitrat hóa nhơm 29 1.2.3.6 Tổng hợp ZrN trình khử nhiệt magie 30 1.2.4 Một số ứng dụng vật liệu ZrN 30 1.3 Một số tính chất đặc trưng vật liệu có kích thước nano 31 1.3.1 Hiệu ứng bề mặt 31 1.3.2 Kích thước tới hạn 32 1.4 Phương pháp khảo sát vật liệu kích thước nano 33 1.4.1 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 33 1.4.2 Phương pháp phổ hấp thụ tử ngoại – khả kiến (UV-Vis) 35 1.4.3 Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) 36 1.4.4 Phổ tán sắc lượng tia X (EDX) 37 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 38 2.1 Thiết bị dụng cụ thí nghiệm 38 2.1.1 Thiết bị thí nghiệm 38 2.1.2 Dụng cụ thí nghiệm 40 2.2 Hóa chất 40 2.3 Quy trình tổng hợp mẫu 41 2.3.1 Quy trình tổng hợp TiN 41 2.3.2 Quy trình tổng hợp ZrN 42 2.4 Quy trình khảo sát hiệu suất chuyển đổi quang nhiệt 43 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 45 3.1 Kết tổng hợp vật liệu TiN 45 3.1.1 Khảo sát hình ảnh quang học 45 3.1.2 Khảo sát ảnh SEM 46 3.1.3 Khảo sát phổ tán sắc lượng tia X (EDX) 47 3.1.4 Khảo sát phổ XRD 48 3.1.5 Khảo sát phổ UV-Vis 50 3.2 Kết tổng hợp vật liệu ZrN 50 3.2.1 Khảo sát hình ảnh quang học 50 3.2.2 Khảo sát phương pháp SEM 53 3.2.3 Khảo sát phổ tán sắc lượng tia X (EDX) 55 Vậy kết luận ZrN tổng hợp mẫu cho kết tốt mẫu 56 3.2.4 Khảo sát phổ XRD 56 3.2.5 Khảo sát phổ UV-Vis 57 3.3 Khảo sát hiệu suất chuyển đổi quang nhiệt ánh sáng khả kiến vật liệu ZrN TiN 58 3.3.1 Kết khảo sát 58 3.3.2 So sánh hiệu suất chuyển đổi quang nhiệt 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 Kết luận 66 Kiến nghị 66 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Tên viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt Complementary Metal-OxideSemiconductor Cơng nghệ vi mạch tích hợp CVD Chemical Vapor Deposition Phương pháp lắng đọng hóa học DMF Dimethylformamide EDX Energy dispersive X-ray Spectroscopy Phổ tán sắc lượng LSPR Localized Surface Plasmon Resonance Sự cộng hưởng plasmonic bề mặt PLD Pulse laser deposition Lắng đọng xung laze PVD Physical vapor deposition Phương pháp lắng đọng vật lý PVP Polyvinylpyrrolidone SEM Scanning electron microscopy Kính hiển vi điện tử quét SERS Surface-enhanced Raman scattering Tăng cường tính hiệu Ramman bề mặt SPP Surface plasmon polariton Dao động điện tử tự bề mặt SPR Surface Plasmon Resonance Cộng hưởng palsmon bề mặt CMOS UV-VIS XRD tia X UltraViolet - Visible Spectroscopy Phổ hấp thụ quang học X-ray Diffraction Nhiễu xạ tia X ... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TAO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN HOÀNG THỊ HẰNG TỔNG HỢP, KHẢO SÁT VÀ SO SÁNH HIỆU SUẤT CHUYỂN ĐỔI QUANG NHIỆT DƯỚI ÁNH SÁNG KHẢ KIẾN CỦA VẬT LIỆU ZrN VÀ TiN Chuyên ngành : Vật lý chất... luận ZrN tổng hợp mẫu cho kết tốt mẫu 56 3.2.4 Khảo sát phổ XRD 56 3.2.5 Khảo sát phổ UV-Vis 57 3.3 Khảo sát hiệu suất chuyển đổi quang nhiệt ánh sáng khả kiến vật liệu ZrN TiN. .. đặt hai mục tiêu sau: Tổng hợp thành cơng vật liệu TiN ZrN có kích thước nano Khảo sát so sánh hiệu suất chuyển đổi quang nhiệt ánh sáng khả kiến hai vật liệu TiN ZrN Đối tượng phạm vi nghiên