Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu, chế tạo và tính chất quang của chấm lượng tử bán dẫn hợp chất ba nguyên tố I III VI2 (CuInS2)

Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu, chế tạo và tính chất quang của chấm lượng tử bán dẫn hợp chất ba nguyên tố I III VI2 (CuInS2)Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu, chế tạo và tính chất quang của chấm lượng tử bán dẫn hợp chất ba nguyên tố I III VI2 (CuInS2)Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu, chế tạo và tính chất quang của chấm lượng tử bán dẫn hợp chất ba nguyên tố I III VI2 (CuInS2)Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu, chế tạo và tính chất quang của chấm lượng tử bán dẫn hợp chất ba nguyên tố I III VI2 (CuInS2)Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu, chế tạo và tính chất quang của chấm lượng tử bán dẫn hợp chất ba nguyên tố I III VI2 (CuInS2)Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu, chế tạo và tính chất quang của chấm lượng tử bán dẫn hợp chất ba nguyên tố I III VI2 (CuInS2)Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu, chế tạo và tính chất quang của chấm lượng tử bán dẫn hợp chất ba nguyên tố I III VI2 (CuInS2)Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu, chế tạo và tính chất quang của chấm lượng tử bán dẫn hợp chất ba nguyên tố I III VI2 (CuInS2)Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu, chế tạo và tính chất quang của chấm lượng tử bán dẫn hợp chất ba nguyên tố I III VI2 (CuInS2)Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu, chế tạo và tính chất quang của chấm lượng tử bán dẫn hợp chất ba nguyên tố I III VI2 (CuInS2)Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu, chế tạo và tính chất quang của chấm lượng tử bán dẫn hợp chất ba nguyên tố I III VI2 (CuInS2)Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu, chế tạo và tính chất quang của chấm lượng tử bán dẫn hợp chất ba nguyên tố I III VI2 (CuInS2)Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu, chế tạo và tính chất quang của chấm lượng tử bán dẫn hợp chất ba nguyên tố I III VI2 (CuInS2)Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu, chế tạo và tính chất quang của chấm lượng tử bán dẫn hợp chất ba nguyên tố I III VI2 (CuInS2)Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu, chế tạo và tính chất quang của chấm lượng tử bán dẫn hợp chất ba nguyên tố I III VI2 (CuInS2)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ÐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KH & CN VIỆT NAM VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU NGUYỄN THỊ MINH THỦY NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA CHẤM LƯỢNG TỬ BÁN DẪN HỢP CHẤT BA NGUYÊN TỐ I-III-VI2 (CuInS2) LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU HÀ NỘI - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ÐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KH & CN VIỆT NAM VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU NGUYỄN THỊ MINH THỦY NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA CHẤM LƯỢNG TỬ BÁN DẪN HỢP CHẤT BA NGUYÊN TỐ I-III-VI2 (CuInS2) Chuyên ngành: Vật liệu Quang học, Quang điện tử Quang tử Mã số: 62 44 50 05 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS TS NGUYỄN QUANG LIÊM PGS TS VŨ DOÃN MIÊN HÀ NỘI- 2014 LỜI CÁM ƠN Lời đầu tiên, xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới hai người thầy hướng dẫn GS TS Nguyễn Quang Liêm PGS TS Vũ Doãn Miên, người thầy định hướng cho tư khoa học, tận tình bảo tạo nhiều thuận lợi cho tơi suốt q trình thực luận án Tơi xin chân thành cảm ơn cán nghiên cứu sinh phòng Vật liệu Quang điện tử (TS Trần Thị Kim Chi, TS Ứng Thị Diệu Thúy, ThS Trần Thị Thương Huyền, CN Lê Văn Long, TS Phạm Thị Thủy,…) - người ln giúp đỡ, khích lệ, động viên suốt thời gian làm luận án Tơi xin chân thành cảm ơn cán Phịng Thí nghiệm Trọng điểm Quốc gia vật liệu linh kiện điện tử, Viện Khoa học vật liệu giúp tơi thực phép đo ảnh vi hình thái, phổ nhiễu xạ tia X phổ tán xạ Raman… Tôi xin trân trọng cảm ơn Bộ phận Đào tạo sau đại học, Viện Khoa học Vật liệu, tạo điều kiện thuận lợi cho làm luận án nghiên cứu sinh Tôi xin gửi lời cảm ơn tới cán bộ, giảng viên, đặc biệt Ban lãnh đạo khoa Giáo dục THCS Ban lãnh đạo Trường Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên động viên, tạo điều kiện thuận lợi cho để thực tốt luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn Bộ Giáo dục Đào tạo, Viện Khoa học vật liệu, tạo điều kiện thuận lợi cho làm luận án nghiên cứu sinh Nhân dịp xin dành tình cảm sâu sắc tới người thân gia đình: Mẹ, anh, chị, em chia sẻ khó khăn, thơng cảm động viên, hỗ trợ tơi Cuối tơi xin dành tình cảm đặc biệt biết ơn tới chồng con, tình u, cảm thơng, quan tâm chia sẻ, cho nghị lực, tạo động lực cho thực thành công luận án Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Tác giả, Nguyễn Thị Minh Thủy Lời cam đoan Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn GS TS Nguyễn Quang Liêm PGS TS Vũ Doãn Miên Các số liệu kết luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận án Nguyễn Thị Minh Thủy MỤC LỤC Danh mục chữ viết tắt ký hiệu Danh mục bảng Danh mục hình vẽ MỞ ĐẦU Chương 1: Tổng quan vật liệu nanô bán dẫn hợp chất I-III-VI2 cấu trúc nanô 1.1 Một số hiệu ứng đặc biệt vật liệu nanô 1.1.1 Hiệu ứng giam giữ lượng tử 1.1.2 Hiệu ứng bề mặt 10 1.2 Tính chất quang vật liệu bán dẫn cấu trúc nanơ 12 1.2.1 Tính chất hấp thụ 13 1.2.2 Tính chất phát quang 16 1.2.2.1 Một số chế phát quang 16 1.2.2.2 Tính chất phát quang phụ thuộc nhiệt độ 18 1.3 Vật liệu bán dẫn hợp chất nguyên I-III-VI2 cấu trúc nanô 19 Kết luận chương 27 Chương 2: Các phương pháp thực nghiệm sử dụng luận án 29 2.1 Phương pháp chế tạo chấm lượng tử 29 2.1.1 Động học trình tạo mầm 30 2.1.2 Động học trình phát triển tinh thể 33 2.1.3 Phương pháp phun nóng (hot-injection) 35 2.1.4 Phương pháp gia nhiệt (heating-up) 36 2.1.5 Phương pháp thuỷ nhiệt (hydrothermal) 37 2.2 Một số phương pháp nghiên cứu vi hình thái cấu trúc vật liệu 2.2.1 Phương pháp nghiên cứu vi hình thái 38 38 2.2.1.1 Kính hiển vi điện tử quét (SEM) 38 2.2.1.2 Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 39 2.2.2 Phương pháp nghiên cứu cấu trúc 40 2.2.2.1 Phương pháp nhiễu xạ tia X 40 2.2.2.2 Phương pháp phổ tán xạ Raman 42 2.3 Một số phương pháp nghiên cứu tính chất quang vật liệu 44 2.3.1 Phương pháp phổ hấp thụ 44 2.3.2 Phương pháp phổ huỳnh quang 45 2.3.2.1 Phương pháp phổ huỳnh quang dừng 46 2.3.2.2 Phương pháp phổ huỳnh quang phân giải thời gian 47 Kết luận chương 48 Chương 3: Cơng nghệ chế tạo, vi hình thái cấu trúc chấm lượng tử 50 CuInS2, CuIn(Zn)S2 CuInS2/ZnS 3.1 Chấm lượng tử CuInS2 CuInS2/ZnS cấu trúc lõi/vỏ 3.1.1 Chế tạo chấm lượng tử CuInS2 lõi CuInS2/ vỏ ZnS 3.1.1.1 Chế tạo chấm lượng tử CuInS2 lõi phương pháp gia nhiệt 50 50 50 3.1.1.2 Chế tạo chấm lượng tử CuInS2 lõi phương pháp phun nóng 57 3.1.1.3 Chế tạo chấm lượng tử CuInS2 phương pháp thuỷ nhiệt 58 3.1.1.4 Bọc vỏ chấm lượng tử CuInS2 với ZnS 62 3.1.2 Ảnh vi hình thái cấu trúc chấm lượng tử CuInS2 CuInS2/ZnS 66 3.1.2.1 Ảnh vi hình thái chấm lượng tử CuInS2 CuInS2/ZnS 66 3.1.2.2 Cấu trúc chấm lượng tử CuInS2 CuInS2/ZnS 68 3.2 Chấm lượng tử bán dẫn hợp chất CuIn(Zn)S2 CuIn(Zn)S2/ZnS 74 3.2.1 Chế tạo chấm lượng tử hợp chất CuIn(Zn)S2 CuIn(Zn)S2/ZnS 74 3.2.1.1 Chế tạo chấm lượng tử hợp chất CuIn(Zn)S2 lõi 74 3.2.1.2 Bọc vỏ ZnS cho chấm lượng tử hợp chất CuIn(Zn)S2 76 3.2.1.3 Chế tạo chấm lượng tử CuIn(Zn)S2 CuIn(Zn)S2/ZnS môi trường nước 76 3.2.2 Ảnh vi hình thái cấu trúc chấm lượng tử hợp chất CuIn(Zn)S2 78 3.2.2.1 Ảnh vi hình thái chấm lượng tử hợp chất CuIn(Zn)S2 78 3.2.2.2 Cấu trúc chấm lượng tử hợp chất CuIn(Zn)S2 80 3.3 Chấm lượng tử hợp chất CuIn(Al)S2 82 3.3.1 Chế tạo chấm lượng tử hợp chất CuIn(Al)S2 82 3.3.2 Cấu trúc chấm lượng tử hợp chất CuIn(Al)S2 85 Kết luận chương 86 Chương 4: Tính chất quang chấm lượng tử CuInS2 CuIn(Zn)S2 87 4.1 Hiệu ứng giam giữ lượng tử 88 4.2 Ảnh hưởng tỉ lệ tiền chất Cu:In 94 4.3 Thụ động hoá bề mặt chấm lượng tử CuInS2 lớp vật liệu vỏ ZnS 95 4.4 Huỳnh quang tái hợp điện tử-lỗ trống cặp đôno-axépto 99 4.5 Vai trị Zn hình thành phát triển chấm lượng tử lõi hợp chất CuIn(Zn)S2 104 4.6 Vai trò Al điều chỉnh lượng vùng cấm lượng tái hợp phát quang chấm lượng tử CuIn(Al)S2 110 4.7 Tính chất hấp thụ huỳnh quang phụ thuộc nhiệt độ chấm lượng tử CuIn(Zn)S2 112 4.8 Sự truyền lượng chấm lượng tử lõi hợp chất CuIn(Zn)S2 117 Kết luận chương 119 KẾT LUẬN 121 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO 124 DANH MỤC CÁC BẢNG STT Trang Bảng 1.1 Số nguyên tử lượng bề mặt hạt nano cấu tạo từ nguyên tử giống Bảng 1.2 11 Tính chất huỳnh quang tinh thể nanơ thuộc nhóm II-VI I-III-VI [32] 24 74 Bảng 3.1 Các mode dao động đặc trưng CIS (CIS chế tạo diesel) Bảng 3.2 Các mode dao động đặc trưng CIS CIZS (Cu:In:S = 0,8:1:2; In/MPA = 1/70; tạo mầm nhiệt độ phòng; thời gian nhiệt độ phát triển tinh thể 60 phút, 120 oC Bảng 4.1 82 Đỉnh hấp thụ, huỳnh quang chấm lượng tử CIZS chế tạo diesel theo tỉ lệ phân tử Zn:(Cu+In) 106 DANH MỤC HÌNH VẼ STT Trang Hình 1.1 Cấu trúc vùng lượng tinh thể khối, chấm lượng tử phân tử Hình 1.2 Mật độ trạng thái điện tử tự hệ bán dẫn khối 3D, giếng lượng tử 2D, dây lượng tử 1D chấm lượng tử 0D Hình 1.3 Một số chuyển dời điện tử hấp thụ quang: 1- Hấp thụ riêng; 2-Hấp thụ exciton; 3a, 3b- Hấp thụ bời hạt tải điện tự do; 4a, 4b- Hấp thụ tạp chất - vùng gần; 4c, 4dHấp thụ tạp chất - vùng xa; 5- Hấp thụ tạp chất 14 Hình 1.4 Các dạng chuyển mức vùng-vùng bán dẫn 15 Hình 1.5 Các trình hấp thụ phát quang tinh thể 17 Hình 1.6 Cấu trúc lượng vùng cấm họ bán dẫn hợp chất nguyên I-III-VI2 20 21 Hình 1.7 Cấu trúc mạng lập phương ZnS (a) mạng tinh thể CuInS2 (b) Hình 1.8 Một số hình ảnh ứng dụng chấm lượng tử CIS đánh dấu huỳnh quang (a), chiếu sáng (b) chế tạo pin mặt trời (c) Hình1.9 23 Phổ hấp thụ huỳnh quang chấm lượng tử CIS chế tạo dung mơi ODE (hình trên) chấm lượng tử CIZS chế tạo theo tỉ lệ Cu:Zn dung mơi ODE 25 10 Hình 1.10 Phổ huỳnh quang chấm lượng tử CIS CIS/ZnS 26 11 Hình 2.1 Sự thay đổi nồng độ q bão hịa theo thời gian t 31 12 Hình 2.2 Một số kết mơ q trình mọc mầm phát triển nano tinh thể Nồng độ hạt độ bão hòa theo thời gian (a) Sự phát triển theo thời gian nồng độ hạt với độ bão hòa khác (b), nhiệt độ (c), lượng tự bề mặt (d) Các hình chèn (b- 124 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Trần Thị Kim Chi (2010), “Hiệu ứng kích thước ảnh hưởng lên tính chất quang CdS, CdSe CuInS2”, Luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu Nguyễn Quang Liêm (2011), “Chấm lượng tử bán dẫn CdSe, CdTe, InP CuInS2: chế tạo, tính chất quang ứng dụng”, sách chuyên khảo Nhà xuất Khoa học tự nhiên công nghệ, Hà Nội Nguyễn Ngọc Long (2007), “Vật lý chất rắn”, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội N T M Thủy, T T K Chi, N Q Liêm (2011), “Tinh thể nano CuInS2 chế tạo dung môi diesel”, Tạp chí hóa học 49, 706-709 N T M Thủy, P S Toàn, T T K Chi, N Q Liêm (2010), “Chế tạo nghiên cứu tính chất tinh thể nano CuInS2”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị Vật lý chất Khoa học vật liệu Toàn quốc lần thứ NXB Khoa học Tự nhiên Công nghệ Tr.258-288 Phạm Thị Thủy (2013), “Nghiên cứu chế tạo số chế kích thích chuyển hoá lượng vật liệu bán dẫn hợp chất III-P cấu trúc nanô”, Luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu N T M Thủy, T T K Chi, N Q Liêm (2013), “Ảnh hưởng số yếu tố cơng nghệ lên tính chất quang tinh thể nano CuInS2” Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, nhận đăng U T D Thúy, T T K Chi, P S Toàn, L Q Phương, P T Thủy, N T M Thủy, N T Hiệp, T T T Huyền, N T Loan, N Q Liêm (2013), “Vật liệu quang điện tử bán dẫn nanô: chế tạo, tính chất quang ứng dụng”,Tạp chí Khoa học Công nghệ, 51, 1-18 Tiếng Anh A Dijiken, E A Meulenkamp, D Vanmaekelbergh, A J Meijerink (2000), “Identification of the transition responsible for the visible 125 emission in ZnO using quantum size effects”, Journal of Luminescence, 90, 123 10 Aby Cheruvathoor Poulose, Srivani Veeranarayanan, Athulya Aravind, Yutaka Nagaoka,Yasuhiko Yoshida, Toru Maekawa, and D Sakthi Kumar (2012), “Synthesis of CuAlS2 Nanocrystals and Their Application in Bio-Imaging”, Mater Express, Vol 2, No 2, 94 11 Bleuse J., Carayon S., Peter R (2004), "Optical properties of core/multishell CdSe/Zn(S,Se) nanocrystals", Physica E, 21, p 331 12 Booth M., Brown A P., Evans S D., and Critchley K (2012), “Determining the Concentration of CuInS2 Quantum Dots from the Size-Dependent Molar Extinction Coefficient”, Chem Mater, 24, 2064 13 Castro S L., Bailey S G., Raffaelle R P., Banger K K., Hepp A F (2004), “Synthesis and Characterization of Colloidal CuInS2 Nanoparticles from a Molecular Single–Source Precursor”, J Phys Chem B, 108, 12429–12435 14 Contreras M A., Egaas B., Ramanathan K., Hiltner J., Swartz–lander A., Hasoon F., Noufi R (1999), “Progress toward 20% efficiency in Cu(In,Ga)Se2 polycrystalline film solar cells”, Prog Photovolt Res Appl., 7, 311–316 15 Chen B., Zhong H., Zhang W , Tan Z., Li Y., Yu C., Zhai T., Bando Y., Yang S., and Zou Bi (2012), “Highly Emissive and Color-Tunable CuInS2-Based Colloidal Stoichiometry Effects Semiconductor and Nanocrystals: Improved Off- Electroluminescence Performance”, Adv Funct Mater., 22, 2081–2088 16 Chen X., Hutchison J L., Dobson P J., Wakefield G (2009 ), "Highly luminescent monodisperse CdSe nanoparticles synthesized in aqueous solution", J Mater Sci., 44, p 285 126 17 Chi T T K., Phuong L Q., Liem N Q., Li L., Peter R (2010), "Timeresolved photoluminescence study of CuInS2 nanocrystals", Adv Nat Sci.: Nanosci Nanotech., 1, pp 025007-02501 18 Chi T T K., Thanh D X., and Liem N Q (2007), “Luminescence of nano-sized CdS prepared by ball milling”, Comm in Phys., 17, 188 19 Chi T T K., Thuy U T D., Liem N Q., Nam M H., Thanh D X (2008), "Temperature-dependent photoluminescence and absorption CdSe quantum dots embbeded in PMMA", J Korean Phys Society, 52, pp 510-513 20 D Pan, X.Wang, Z.Zhou, W.Chen, C Xu, Y F Lu (2009), “Synthesis of Quaternary Semiconductor Nanocrystals with Tunable Band Gaps”, Chem.Mater., 21, 2489-2493 21 D Valerini, A Creti, M Lomascolo, L Manna, R Cingolani, M Anni (2005), “Temperature dependence of the photoluminescence properties of colloidal CdSe/ZnS core/shell quantum dots embedded in a polystyrene matrix”, Phys Rev B, 71, 35409 22 Da-Eun Nam, Woo-Seuk Song and Heesun Yang (2011), “Facile, airinsensitive solvothermal synthesis of emission-tunable CuInS2/ZnS quantum dots with high quantum yields”, J Mater Chem., 21, 18220–18226 23 Da-Eun Nam, Woo-Seuk Song, Heesun Yang (2011), “Noninjection, one-pot synthesis of Cu-deficient CuInS2/ZnS core/shell quantum dots and their fluorescent properties”, Journal of Colloid and Interface Science, 361, 491–496 24 Deng D., Chen Y., Cao J., Tian J., Qian Z., Achilefu S., and Gu Y (2012), “High-Quality CuInS2/ZnS Quantum Dots for in vitro and in vivo Bioimaging”, Chem Mater., 24, 3029 127 25 Dmitry Aldakov, Aur´elie Lefranỗois and Peter Reiss (2013), Ternary and quaternary metal chalcogenide nanocrystals: synthesis, properties and applications”, J Mater Chem C, 1, 3756–3776 26 F Bensebaa, C Durand, A Aouadou, L Scoles, X Du, D Wang, Y Le Page (2010), “A new green synthesis method of CuInS2 and CuInSe2 nanoparticles and their integration into thin films”, J Nanopart Res., 12, 1897–1903 27 F Chaffar Akkari, R Brini, M Kanzari and B Rezig (2005), “High absorbing CuInS2 thin films growing by oblique angle incidence deposition in presence of thermal gradient”, Journal of Materials Scienc, 21, 5751-5755 28 Gao F., Han J., Zhang J., Li Q., Sun X., Zheng J., Bao L., Li X., Liu Z (2011), "The synthesis of newly modified CdTe quantum dots and their application for improvement of latent fingerprint detection", Nanotech., 22, p 075705 29 G Manna, S Jana, R Bose, and N Pradhan (2012), “Mn-Doped Multinary CIZS and AIZS Nanocrystals”, J Phys Chem Lett., 3, 2528−2534 30 H S Chen, B Lo, J Y Hwang, G Y Chang, C M Chen, S J Tasi, and S J Wang, J Wang (2004), “Colloidal ZnSe, ZnSe/ZnS, and ZnSe/ZnSeS Quantum Dots Synthesized from ZnO”, J Phys Chem B 108, 17119 31 H Zhong, S S Lo, T Mirkovic, Y Li, Y Ding, Y Li, G D Scholes (2010), “Noninjection Gram-Scale Synthesis of Monodisperse Pyramidal CuInS2 Nanocrystals and Their Size-Dependent Properties”, ACS Nano, 10, 1021 32 Haizheng Zhong, Zelong Bai, and Bingsuo Zou (2012), “Tuning the Luminescence Properties of Colloidal I−III−VI Semiconductor 128 Nanocrystals for Optoelectronics and Biotechnology Applications”, J Phys Chem Lett., 3, 3167−3175 33 H Zong, Y Li, M Ye, Z Zhu, Y Zhou, C Yang and Y Li (2007), “A facile route to synthesize chalcopyrite CuInSe2 nanocrystals in non– coordinating solvent”, Nanotechnology, 18, 025602 34 H Nakamura, W Kato, M Uehara, K Nose, T Omata, S Otsuka– Yao–Matsuo, M Miyazaki, and H Maeda (2006), “Tunable Photoluminescence Wavelength of Chalcopyrite CuInS2–Based Semiconductor Nanocrystals Synthesized in a Colloidal System”, Chem Mater., 18, 3330–3335 35 H W Hillhouse, M C Beard (2009), “Solar cells from colloidal nanocrystals: Fundamentals, materials, devices, and economics”, Current Opinion in Colloid & Interface Science, 14, 245–259 36 H Wang, Z Shao, B Chen, T Zhang, F Wanga and H Zhong (2012), “Transparent, flexible and luminescent composite films by incorporating CuInS2 based quantum dots into a cyanoethyl cellulose matrix”, RSC Adv., 2, 2675–2677 37 Hunter McDaniel, Nobuhiro Fuke, Jeffrey M Pietryga, and Victor I Klimov (2013), “Engineered CuInSexS2−x Quantum Dots for Sensitized Solar Cells”, J Phys Chem Lett., 4, 355−361 38 Hyunki Kim, Ji Yeon Han, Dong Seok Kang, Sung Wook Kim, Dong Seon Jang, Minwon Suh, Artavazd Kirakosyan, Duk Young Jeon (2011), “Characteristics of CuInS2/ZnS quantumdots and itsapplicationon LED”, Journal of Crystal Growth, 326, 90–93 39 J S Gardner, E Shurdha, C.Wang, L D Lau, R G Rodriguez, J J Pak (2008), “Rapid synthesis and size control of CuInS2 semiconductor nanoparticles using microwave irradiation”, J Nanopart Res., 10, 633–641 129 40 Jaehyun Park and Sang-Wook Kim (2011), “CuInS2/ZnS core/shell quantum dots by cation exchange and their blue-shifted photoluminescence”, J Mater Chem., 21, 3745–3750 41 Jang Bo Shim, Chang Gyoun Kim, Dong Ju Jeon, Taek-Mo Chung, KiSeok An, Sun Suk Lee, Jong Sun Lim, Seok Jong Jeong, Bo Keun Park, Young Kuk Lee (2013), “Hydrothermal synthesis of CuInSe2 nanoparticles in aceticacid”, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 74, 867–871 42 Jian Feng, Ming Sun, Fan Yanga and Xiurong Yang (2011), “A facile approach to synthesize high-quality ZnxCuyInS1.5+x+0.5y nanocrystal emitters”, Chem Commun., 47, 6422–6424 43 Jianping Xiao, Yi Xie,1 Rui Tang, and Yitai Qian (2001), “Synthesis and Characterization of Ternary CuInS2 Nanorods via a Hydrothermal Route”, Journal of Solid State Chemistry., 161, 179-183 44 Jie Guo, Wen-HuiZhou , MeiLi, Ze-Liang Hou, Jie Jiao, Zheng-JiZhou, Si-Xin Wu (2012), “Synthesis of bullet-like wurtzite CuInS2 nanocrystalsunder atmospheric conditions”, Journal of Crystal Growth, 359, 72–76 45 Jie Zhang, Renguo Xie, and Wensheng Yang (2011), “A Simple Route for Highly Luminescent Quaternary Cu-Zn-In-S Nanocrystal Emitters”, Chem Mater., 23, 3357–336 46 Khare A., Himmetoglu B., Johnson M.,1 Norris D J., Cococcioni M., and Aydil E S (2012), “ Calculation of the lattice dynamics and Raman spectra of copper Zinc tin chalcogenides and comparison to experiments”, J Appl Phys., 111, 083707 47 Katsuhiro Nose, Yuki Soma, Takahisa Omata and Shinya Otsuka-YaoMatsuo (2009), “Synthesis of Ternary CuInS2 Nanocrystals; Phase Determination by Complex Ligand Species”, Chem Mater., 21, 2607–2613 130 48 Kenneth J Klabunde (2001), “Nanoscale materials in chemistry”, Wiley interscience 49 Ken-Tye Yong, Indrajit Roy, Rui Hu, Hong Ding, Hongxing Cai, Jing Zhu, Xihe Zhang, Earl J Bergey and Paras N Prasad (2010), “Synthesis of ternary CuInS2/ZnS quantum dot bioconjugates and their applications for targeted cancer bioimaging”, Integr Biol., 2, 121–129 50 Krustok J., Schon J H., Collan H., Yakushev M., Madasson J., and Bucher E (1999), “Origin of the deep center photoluminescence in CuGaSe2 and CuInS2 crystals”, J Appl Phys., 86, 365–369 51 Kuan-ting Chen, Chung-Jie Chiang, Dahtong Ray (2013), “Hydrothermal synthesis of chalcopyrite using an environmental friendly chelating agent”, Materials Letters, 95, 172–174 52 L Qin, D Li, Z Zhang, K Wang, H Ding, R Xie and W Yang (2012), “The determination of extinction coefficient of CuInS2, and ZnCuInS3 multinary nanocrystals”, Nanoscale , 4, 6360–6364 53 Li L., Daou T J., Texier I., Chi T T K., Liem N Q., Peter R (2009), "Highly Luminescent CuInS2/ZnS Core/Shell anocrystals: CadmiumFree Quantum Dots for In Vivo Imaging", Chemistry of Materials, 21, pp.2422-2429 54 Li L., Protière M., Peter R (2008), "Economic Synthesis of High Quality InP Nanocrystals Using Calcium Phosphide as the Phosphorus Precursor", Chem Mater., 20, p 2621 55 L Li, A Pandey, D J Werder, B P Khanal, J M Pietryga, and V I Klimov (2011), “Efficient Synthesis of Highly Luminescent Copper Indium Sulfide-Based Core/Shell Nanocrystals with Surprisingly LongLived Emission”, J Am Chem Soc., 133, 1176-1179 131 56 Liem N Q., Phuong L Q., Chi T T K., Thuy U T D., Thanh D X (2008), "Polarization of colloidal CdSe quantum dots", J Korean Phys Society, 53, pp.1570-1574 57 Liem N Q., Quang V X., Thanh D X., Lee J I., Kim D (2001), " Temperature dependence of biexciton luminescence in cubic ZnS bulk crystals", Solid State Commu., 117, pp 255–259 58 Liu J W., Zhang Y., Ge C W., Jin Y L., Hu S L., Gu N (2009), "Temperature-dependent photoluminescence of highly luminescent water-soluble CdTe quantum dots", Chinese Chem Lett., 20, pp.977–980 59 Liu J-H., Fan J-B., Gu Z., Cui J., Xu X-B., Liang Z-W.,Luo S-L, and Zhu M-Q (2008), “Green Chemistry for Large-Scale Synthesis of Semiconductor Quantum Dots”, Langmuir, 24, 5241-5244 60 Liu Y F., Yu J S (2009), "Selective synthesis of CdTe and high luminescence CdTe/CdS quantum dots: The effect of ligands", J Colloi Inter Sci., 333, pp.690–698 61 M Protière, P Reiss (2007), “Highly Luminescent Cd1-xZnxSe/ZnS Core/Shell Nanocrystals Emitting in the Blue-Green Spectral Range”, Small., 3, 399-403 62 M Scocioreanu, M Baibarac, I Baltog, I Pasuk, T.Velula (2012) “ Photoluminescence and Raman evidence for mechanico-chemical interaction of polyaniline-emeraldine base with ZnS in cubic and hexagonal phase”, Journal of Solid State Chemistry, 186, 217–223 63 Malik M A., O’Brien P., Revaprasadu N (1999), “A Novel Route for the Preparation of CuSe and CuInS2 Nanoparticles”, Adv Mater, 11,1441-1443 64 Muray C B., Kagan C R., Bawendi M G (2000), "Synthesis and characterization of monodisperse nanocrystals and close-packed nanocrystals assemblies", Annu Rev Mater Sci., 30, p 546 132 65 M Oda, T Miyaoka, S Yamada, and Toshiro Tani, (2012), "Synthesis, characterization and its photoluminescence properties of group I-III-VI2 CuInS2 nanocrystals”, Physics Procedia 29 (2012) 18 – 24 66 Nam D., Song W and Yang H (2011), “Facile, air-insensitive solvothermal synthesis of emission-tunable CuInS2/ZnS quantum dots with high quantum yields”, J Mater Chem, 21, 18220–18226 67 Nguyen Thi Minh Thuy, Tran Thi Kim Chi, and Nguyen Quang Liem, “Low-cost and large-scale synthesis of CuInS2 nanocrystals in diesel”, Opt Materials (submitted) 68 Park J., Joo J., Kwon S G., Jang Y., Hyeon T (2007), "Synthesis of monodisperse spherical nanocrystals", Angew Chem Int Ed., 46, p 4630 69 Peter R., Protière M., Li L (2009), "Core/Shell Semiconductor Nanocrystals", Small, 5, pp.154-168 70 Protière M., Peter R (2007), "Highly Luminescent Cd1-xZnxSe/ZnS Core/Shell Nanocrystals Emitting in the Blue-Green Spectral Range", Small, 3, pp.399-403 71 Qijie Guo, Suk Jun Kim, Mahaprasad Kar, William N Shafarman, Robert W Birkmire, Eric A Stach, Rakesh Agrawal and Hugh W Hillhouse (2007), “Development of CuInSe2 Nanocrystal and Nanoring Inks for Low–Cost Solar Cells”, Nanolettters, 8, 2982–2987 72 Rie X., Rutherford M., and Peng X (2009), “Formation of HighQuality I-III-VI Semiconductor Nanocrystals by Tuning Relative Reactivity of Cationic Precursors”, J Am Chem Soc., 131, 5691 73 Rogach A L (2008), Semiconductor Nanocrystal quantum Dots: Synthesis, Assembly, Spectroscopy and Applications, Springer, Wien, New York 74 R Zeng, T Zhang, J Liu, S Hu, Q Wan, X Liu, Z Peng, and B Zou (2009), “Aqueous synthesis of type–II CdTe/CdSe core–shell quantum 133 dots for fluorescent probe labeling tumor cells”, Nanotechnology, 20, 095102–095110 75 Shi A., Wang X., Meng X., Liu X., Li H., Zhao J (2012), “Temperature-dependent photoluminescence of CuInS2 quantum dots”, Journal of Luminescence, 132, 1819 76 S Shirakata, K Ohkubo, YasuyukiIshii, T Nakada (2009), “Effects of CdS buffer layers on photoluminescence properties of Cu(In,Ga)Se2 solar cells”, Solar Energy Materials & Solar Cells, 93, 988–992 77 Sinnott, Susan B., Andrews, Rodney (2001), "Carbon Nanotubes: Synthesis, Properties, and Applications", Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences., 26(3), 145–249 78 Siyu Liu, Hao Zhang, Yu Qiao and Xingguang Su (2012), “One-pot synthesis of ternary CuInS2 quantum dots with near-infrared fluorescence in aqueous solution”, RSC Adv., 2, 819–825 79 Siyu Liu, Yanyi Li and Xingguang Su (2012), “Determination of copper(II) and cadmium(II) based on ternary CuInS2 quantum dots”, Anal Methods, 4, 1365–1370 80 Song W-S and Yang H (2012), “Fabrication of white light-emitting diodes based on solvothermally synthesized copper indium sulfide quantum dots as color converters”, Appl Phys Lett., 100, 183104 81 Spiess H W., Haeberlen U., Brandt G., Rauber A., and Schneider J (1974), “Nuclear magnetic resonance in I-III-VI2 semiconductors”, Phys Status Solidi B, 62, 183 82 S L Castro, S G Bailey, R P Raffaelle, K K Banger, and A F Hepp (2003), “Nanocrystalline Chalcopyrite Materials (CuInS2 and CuInSe2) via Low-Temperature Pyrolysis of Molecular Single-Source Precursors”, Chem Mater., 15(16), 3142-3147 134 83 T Onishi, K Abe, Y Miyoshi, M Iwai and K Wakita (2005), “Defect States in CuInS2 Crystals Grown by Traveling Heater Method” Jpn J Appl Phys., 44, 722 84 Talapin D V (2002), "Experimental and theoretical studies on the formation of highly luminescent II-VI, III-V and core-shell semiconductor nanocrystals", PhD Thesis, University of Hamburg, Germany 85 Talapin D V., Rogach A L., Haase M and Weller H (2001), “Evolution of an Ensemble of Nanoparticles in a Colloidal Solution: Theoretical Study”, J Phys Chem B, 105, 12278 86 Talapin D V., Rogach A L., Kornowski A., Haase M., Weller H (2001), "Highly Luminescent Monodisperse CdSe and CdSe/ZnS Nanocrystals Synthesized in a Hexadecylamine–Trioctylphosphine Oxide–Trioctylphospine Mixture ", Nano Lett., 1, pp 207-211 87 Talapin D V., Rogach A L., Mekis I., Haubold S., Kornowski A., Haase M., Weller H (2002), "Synthesis and Surface Modification of Amino-Stabilized CdSe, CdTe and InP Nanocrystals", Coll Surf A, 202, pp.145-154 88 Terezia Nyari (2005), “Experimental and numerical results in hydrothermal synthesis of CuInS2 compound emiconductor nanocrystals”, Journal of Crystal Growth, 275, e2383–e2387 89 Toan P S., Thien T D., Liem N Q (2010), "Lager-scale synthesis of CdTe quantum dots in aqueous phase", Communication in Physics, 20, p377 90 T Riedle, (2002), “Raman spectroscopy for the Analysis of Thin CuInS2 Films”, PhD thesis, Berlin 135 91 Tzung-Luen Li and Hsisheng Teng (2010), “Solution synthesis of highquality CuInS2 quantum dots as sensitizers for TiO2 photoelectrodes”, Journal of Materials Chemistry, 20, 3656–3664 92 Tzung-Luen Li, C Cai, Te-Fu Yeh, H Teng (2013), “Capped CuInS2 quantum dots for H2 evolution from water under visible light illumination”, Journal of Alloys and Compounds, 550, 326–330 93 Tzung-Luen Li, Yuh-Lang Leea and Hsisheng Teng (2012), “Highperformance quantum dot-sensitized solar cells based on sensitization with CuInS2 quantum dots/CdS hetero structure”, Energy Environ Sci., 5, 5315–5324 94 Thi Hiep Nguyen, Thu Loan Nguyen, Thi Dieu Thuy Ung and Quang Liem Nguyen (2013), “Synthesis and characterization of nano-CuO and CuO/TiO2 photocatalysts”, Adv Nat Sci.: Nanosci Nanotechnol., 4, 025002 (6pp) 95 T Pons, E Pic, N Lequeux, E Cassette, L Bezdetnaya, F Guillemin, F Marchal and B Dubertret (2010), “Cadmium-Free CuInS2/ZnS Quantum Dots for Sentinel Lymph Node Imaging with Reduced Toxicity”, American Chemical Society, 5, 2531–2538 96 Thuy P T., Chi T T K., Liem N Q (2011), " Temperature-dependent photoluminescence study of InP/ZnS quantum dots.", Advances in Natural Sciences: Nanoscience and nanotechnology, 2, p 025001 97 Thuy P T., Thuy U T D., Chi T T K., Phuong L Q., Liem N Q., Li L., Peter R (2009), "Time-resolved photoluminescence measurement of InP/ZnS quantum dots", J Phys: Conf Series, 187, p 012014 98 Thuy U T D., (2010), “Synthesis and characterization of III-V colloidal semiconductor nanocrystals doped with rare-earth ions”, Ph.D Thesis 136 99 Thuy U T D., Huyen T T T., Liem N Q., Peter R (2008), "Low temperature synthesis of InP nanocrystals", Materials Chem Phys., 112, pp 1120-1123 100 Thuy U T D., Liem N Q., Thanh D X., Protière M., Peter R (2007), "Optical transitions in polarized CdSe, CdSe/ZnSe, and CdSe/CdS/ZnS quantum dots dispersed in various polar solvents", Appl Phys Lett., 91, p 241908 101 Thuy U T D., Peter R., Liem N Q (2010), "Luminescence properties of In(Zn)P alloy core/ZnS shell quantum dots", Appl Phys Lett, 97, p193104 102 Thuy U T D., Thuy P T., Liem N Q., Li L., Peter R (2010), "Comparative photoluminescence study of close-packed and colloidal InP/ZnS quantum dots", Appl Phys Lett., 96, p 073102 103 Ueng H Y., Hwang H L., (1989), “The defect structure of CuInS2 part I: Intrinsic defects“, J Phys Chem Solids 50, 1297 104 Ung T D Thuy, Tran T K Chi , Pham T Nga, Nguyen D Nghia , D D Khang and Nguyen Q Liem, (2012), “CdTe and CdSe quantum dots: synthesis, characterizations and applications in agriculture”, Adv Nat Sci: Nanosci Nanotechnol, 3, 043001 105 W H Koschel and M Bettini (1975), “Zone-centered phonons in AIBIIIS2 chalcopyrites”, Phys stat sol (b), 72, 729–737 106 Wang Y., Chen H., Ye C., Hu Y (2008), "Synthesis and characterization of CdTe quantum dots embedded gelatin nanoparticles via a two-step desolvation method", Mat Lett., 62, pp.3382–3384 107 Wei-Dong Xiang, Hai-Long Yang, Xiao-Juan Liang, Jia-Song Zhong, Jing Wang, Le Luo and Cui-Ping Xie (2013), “Direct synthesis of highly luminescent Cu–Zn–In–S quaternary nanocrystals with tunable”, J Mater Chem C, 1, 2014–2020 137 108 Weisheng Guo, Na Chen, Chunhong Dong, Yu Tu,b Jin Chang and Bingbo Zhang (2013), “One-pot synthesis of hydrophilic ZnCuInS/ZnS quantum dots for in vivo imaging”, RSC Adv., 3, 9470–9475 109 W Guo, N chen, Y Tu, C Dong, B Zhang, C Hu, and J Chang (2013), “Synthesis of Zn-Cu-In-S/ZnS Core/Shell Quantum Dots with Inhibited Blue-Shift Photoluminescence and Applications for Tumor Targeted Bioimaging”, Theranostics, Vol 3, Issue 2, 99-108 110 Wei-Wei Xiong, G Yang, X Wu, and Jun-Jie Zhu (2013), “Aqueous Synthesis of Color-Tunable CuInS2/ZnS Nanocrystals for the Detection of Human Interleukin 6”, ACS Appl Mater Interfaces, 5(6), 8210 111 W Yue, F Wu, C Liu, Z Qiu, QiCui, H Zhang, F Gao, W Shen, Q Qiao, M Wang (2013), “Incorporating CuInS2 quantum dots into polymer/oxide-nanoarraysystem for efficient hybrid sola rcells, Solar Energy Materials & Solar Cells, 114, 43–53 112 Wenjin Zhang and Xinhua Zhong (2011), “Facile Synthesis of ZnS_CuInS2-Alloyed Nanocrystals for a Color-Tunable Fluorchrome and Photocatalyst”, Inorg Chem., 50, 4065–4072 113 Woggon U (1997), “Optical Properties of Semiconductor Quantum dot”, Springer Tracts in Modern Physics 114 X Yuan, J Zhao, P Jing, W Zhang, H Li, L Zhang, X Zhong, and Y Masumoto (2012), “Size- and Composition-Dependent Energy Transfer from Charge Transporting Materials to ZnCuInS Quantum Dots”, J Phys Chem C, 116, 11973−11979 115 Xue Gao, Xingcen Liu, Zihan Lin, Siyu Liu and Xingguang Su (2012), “CuInS2 quantum dots as a near-infrared fluorescent probe for detecting thrombin in human serum”, Analyst., 137, 5620–5624 138 116 Yacobi B G., Brada Y., Lachish U., Hirsch C (1975.), "Phonongenerated microfields and temperature dependence of the absorption edge in II-VI compounds", Phys Rev B, 11, p 2990 117 Yakushev M V., Martin R W., Mudryi A.V and Ivaniu Kovich A V (2008), “Excited states of a free exciton in CuInS2”, Appl Phys Lett, 92, 111908 118 Yanyan Chen, Shenjie Li, Lijian Huang, and Daocheng Pan (2013), “Green and Facile Synthesis of Water-Soluble Cu−In−S/ZnS Core/Shell Quantum Dots”, Inorg Chem., 52, 7819−7821 119 Yuhan Lin, Fang Zhang and Daocheng Pan (2012), “A facile route to (ZnS)x(CuInS2)1-x hierarchical microspheres with excellent watersplitting ability”, J Mater Chem., 22, 22619–22623 120 Zhang Y., Zhang H., Ma M., Guo X., Wang H (2009), "The influence of ligands on the preparation and optical properties of water-soluble CdTe quantum dots", Appl Surf Sci., 255, pp 4747–4753 121 Tariq J ALWAN and Mushtak A JABBAR (2010), “Structure and optical properties of CuAlS2 thin films prepared via chemical bath deposition”, 34, 107 – 116 122 W Liu, Y Zhang, W Zhai, Y Wang, T Zhang, P Gu, H Chu, H Zhang, T Cui, Y Wang, J Zhao, W W Yu (2013) “TemperatureDependent Photoluminescence of ZnCuInS/ZnSe/ZnS Quantum Dots”, The Journal of Physical Chemistry, xxx, xxx-xxx ... luận án '' ''Nghiên cứu chế tạo tính chất quang chấm lượng tử bán dẫn hợp chất ba nguyên tố I-III-VI2 (CuInS2)" 3 Mục đích luận án Nghiên cứu chế tạo thành công vật liệu bán dẫn hợp chất I-III-VI... 3.2.2.2 Cấu trúc chấm lượng tử hợp chất CuIn(Zn)S2 80 3.3 Chấm lượng tử hợp chất CuIn(Al)S2 82 3.3.1 Chế tạo chấm lượng tử hợp chất CuIn(Al)S2 82 3.3.2 Cấu trúc chấm lượng tử hợp chất CuIn(Al)S2... GIÁO DỤC VÀ ÐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KH & CN VIỆT NAM VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU NGUYỄN THỊ MINH THỦY NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA CHẤM LƯỢNG TỬ BÁN DẪN HỢP CHẤT BA NGUYÊN TỐ I-III-VI2