0861 nghiên cứu pha tạp cation co2 nhằm nâng cao hiệu suất phát quang của chấm lượng tử perovskite cspbbr3 luận văn tốt nghiệp

BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO TRƯỜNGĐẠI HỌCQUYNHƠN NGUYỄNCAONGỌCHỒNG NGHIÊN CỨU PHA TẠP CATION Co2+NHẰMNÂNG CAO HIỆU SUẤT PHÁT QUANG CỦACHẤMLƯỢNGTỬPEROVSKITECsPbBr3 Chuyên ngành: Vật lý chất rắnMãsố:8440104 Ngườihướngdẫn: 1.TS.DƯƠNGTHANHTÙNG 2.PGS.TS.NGUYỄNMINHVƯƠNG LỜI CAMĐOAN Tơixincamđoanrằngcáckếtquảkhoahọcđƣợctrìnhbàytrongluậnvănnàylàthànhquả nghiêncứucủabảnthântơitrongsuốtthờigianlàmnghiêncứu chƣa xuất công bố tác giả khác Các kết quảđạtđƣợclà chínhxácvàtrungthực Tácgiảluậnvăn NguyễnCaoNgọcHồng LỜICẢMƠN Lờiđầu tiên, xin bày tỏ trân trọng lời cảm ơnchânt h n h , s â u sắc đến hai thầy PGS.TS Nguyễn Minh Vƣơng - Trƣờng Đại học QuyNhơn, TS Dƣơng Thanh Tùng - ĐHBK Hà Nội, thời gian học tập vàlàm luận văn tốt nghiệp hai thầy tận tình bảo, hƣớng dẫn tạo mọiđiềukiện thuận lợinhất đểtơicó thểhồnthànhluậnvănnày Tơi xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo Viện Tiên tiến Khoa học Côngnghệ, Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, Trƣờng Đại học Quy Nhơn tạomọi điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành thí nghiệm kết đo mẫutrong luậnvăn Tơixinđƣợcgửilờicảmơnđến cácgiáosƣ,tiếnsĩđãgiảngdạytơitrongqtrìnhhọctập vàlàmluậnvăn.Chínhnhờsựtậntìnhcủaqthầycơmàtơi có đƣợc kiến thức quý báu để vận dụng vào cơng tác giảngdạycủa Xinchânthànhcảmơnsựquantâm,giúpđỡvàđộngviêncủaqthầycơ giáo,cácanhchịemlớpcaohọcVậtlýchấtrắnK22vànhấtlàcácthànhviên gia đình động viên mặt tinh thần, giúp đỡ mặtchuyên môn, chia sẻ sống học tập để tơi hồn thành khóahọc Kinh phí để thực nghiên cứu đƣợc tài trợ Quỹ nafosted trongkhuônkhổđề tàiMS:103.02-2020.46 Tácgiảluậnvăn NguyễnCaoNgọcHồng MỤCLỤC LỜI CAM ĐOANLỜICẢMƠ N DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮTDANHMỤC CÁCHÌNHVẼ MỞĐẦU 1 Tính cấp thiết củađềtài Mụcđíchnghiên cứu 3 Đốitƣợngnghiêncứu Phạmvi nghiên cứu Phƣơngphápnghiêncứu Ýnghĩakhoa họcvà thựctiễn đềtài CHƢƠNG1.TỔNGQUAN .5 1.1.CHẤMLƢỢNGTỬPEROVSKITE 1.1.1 Gi ớithiệuvềchấmlƣợngtửPerovskite .5 1.1.2 M ộtsốứngdụngcủanano tinhthể bándẫnPerovskite/polyme composit 1.1.2.1 Én g dụngdènnentrongmànhìnhhienthịLCD .8 1.1.2.2 Én g dụngtamhienthịtrong suot CHƢƠNG2.PHƢƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU 11 2.1.QTRÌNHTHÍNGHIỆM 11 2.1.1 .Hóa chất 11 2.1.2 .Dụn g cụthínghiệm 11 2.1.3 .Quy trình chếtạomẫu .11 2.1.3.1 Tổn ghợpchamlượngtửperovskiteCsPbBr3 11 2.1.3.2 hợh am lượngtửCsr 3htCo 2+ 12 2.2.CÁCPHƢƠNGPHÁPKHẢOSÁTTÍNHCHẤTVẬTLIỆU 12 2.2.1 .Phổ kích thíchhuỳnhquang vàphát xạhuỳnhquang 13 2.2.2 .Phổ nhiễuxạtiaX(XRD) 13 2.2.3 .Phổ phản xạkhuếch tánUV-Vis .14 2.2.4 .Ảnh hiểnviđiện tửtruyềnqua 15 2.2.5 .Xác địnhhiệusuấtlƣợngtửbằngquảcầutíchphân 16 CHƢƠNG3.KẾTQUẢVÀTHẢOLUẬN .18 3.1 KHẢOSÁTĐIỀUKIỆNCHẾTẠOLÊNCẤUTRÚCVÀTÍNHCHẤT QUANG CỦA HẠT NANO TINH THỂ CsPbBr 3BẰNG PHƢƠNGPHÁPHÓAMỘTBƢỚC 18 3.2 CHẾTẠOHẠTNANOTINHTHỂCsPbBr3PHATẠPCOBALTPHÁTÁ NHSÁNG XANHLAM 23 KẾTLUẬNVÀKIẾNNGHỊ 35 KẾTLUẬN 35 KIẾNNGHỊ 36 DANHMỤCC NG TRNH KHOAHỌCĐC NGBỐCỦATÁCGIẢ 37 DANHMỤCTÀILIỆUTHAMKHẢO 38 DANHMỤC CÁC KÝHIỆUVÀCHỮVIẾTTẮT Stt Ký hiệu TiếngAnh Tiếng Việt LED LightEmittingDiode Điốtphátquang kPa Kilopascal Đơnvị ápsuất lm/W Lumen/Watt Hiệusuấtquang UV Ultraviolet Tiacựctím CCT CorrelatedColor Nhiệtđộtƣơngquan Temperature màu CommissionInternationale Hệtọađộ màu CIE del'Eclairage IESLM80 Phƣơngphápđoduytrì quangthơngcủa cácnguồnsángLED CRI ColorRenderingIndex Độhoànmàu B/R Blue/Red Xanh/đỏ 10 DLP DigitalCrystalDisplay Xửlýánhsángkỹ thuậtsố 11 XRD X-raydiffraction 12 UV-Vis Ultraviolet-Visible Nhiễu xạtiaX Quangphổtửngoạikhả kiến 13 TEM TransmissionElectron Kínhhiển viđiện tử Microscopy truyền qua 14 PL Photoluminescence Phổhuỳnh quang 15 PLE Photoluminescence Phổkíchthích huỳnh Excitation quang 16 MA Methylammonium 17 QDs QuantumDots Chấmlƣợngtử DANHMỤCCÁCHÌNHVẼ Hình1.Ƣunhƣợcđiểmcủacácloạivậtliệuchấmlƣợngtửbándẫntronglĩnhvựcnanoqu angđiệntử[22] .1 Hình 1.1 hình LCD hiển thị màu đỏ, xanh lục, xanh lam sử dụng cácđèn blue LED + YAG: Ce (a) Blue LED + KSFM + CsPbBr3(b),mơ hình cấu trúc hình hiển thị (c), (d) độ phủ gam màu mànhìnhhiển thịtrong không gian màu CIE1931sovới tiêu chunRec 2020[ ] .9 Hình 1.2 (a) Sơ đồ hình chiếu xạ suốt; (b) Nguồn sáng UV405nmđƣợcđiềukhiểnbởimáychiếuDLPvàhìnhảnhđƣợcchiếulêntấmphátquangkíchthƣớclớn.Viết tắt:DLP(xửlýánhsángkỹthuậtsố) [4] 10 Hình 2.1 Máyđo phổhuỳnhquang .13 Hình 2.2 Máyđo nhiễuxạtiaX(XRD) 14 Hình 2.3 Máyđo UV– Vis 15 Hình2.4 Hệthốnghiểnvi điện tửtruyềnqua(TEM) 16 Hình2.5Hệđocácđạilƣợngquangbằngquảcầutíchphân .17 Hình 3.1 Cƣờng độ PL hạt nano tinh thể CsPbBr3với thời gian phảnứng khác nhiệt độ tƣơng ứng 40oC(a), 60oC(b) 100oC(c).(Bƣớcsóngkíchthíchquangkhiđolà380nm) .20 Hình 3.2 Phổ cƣờng độ huỳnh quang CsPbBr3QDs với nhiệt độ phản ứngkhácnhautạithờigianphản ứnglà12phút.(Bƣớc sóngkíchthíchquangkhiđolà380nm) .21 Hình3.3ẢnhhƣởngthờigianchếtạolêncấutrúchạtnanoCsPbBr3 22 Hình 3.4 (a) Ảnh TEM mẫu CsPbBr3khơng pha tạp Cobalt phân bốkíchthƣớchạttronghình(b);(c)và(d)ẢnhTEMcủamẫuCsPbBr3@CoBr2vớitỷlệ moltiềnchất đầuvàoCoBr2/PbBr2thấpvà cao(vớiphânbốkíchthƣớctinhthểcácphiếnnanotheođộdàyvàchiềungang bêntronghìnhd) 25 Hình 3.5 (a) Đề xuất mơ hình tinh thể CsPbBr3và CsPbBr3@ CoBr2; (b) MẫuXRD CsPbBr3và CsPbBr3@CoBr2ở tỷ lệ tiền chất đầu theo molCoBr2/PbBr2cao 26 Hình 3.6 (a),(b) Các đƣờng cong PLE PL CsPbBr3@CoBr2ở tỷ lệ mol1/1;ẢnhchụpmẫuCsPbBr3@CoBr2có khơng chiếu tia UV (Bƣớcsóng kíchthíchquangkhiđo là380nm) 28 Hình 3.7 (a) Phổ PL phụ thuộc vào nhiệt độ tinh thể nanoCsPbBr3@CoBr2với nhiệt độ dao động từ 20 đến 120C Cƣờng độ tíchphân PL so với nhiệt độ nghịch đảo đƣờng nội suy Arrhenius (đƣờngliềnnét)đƣợcthểhiệntronghìnhbêntrong; (b)ĐƣờngcongphânrãPLcủadungdịchtinhthểnanoCsPbBr3@CoBr2trongdu ngmơiiso-octane; (c) Phổ quang điện đèn LED 430 nm, trƣớc sau phủ nano tinhthểCsPbBr3@CoBr2 30 Hình 3.8 Phổ điện quang tọa độ màu (a-b) LED xanh lam + YAG: Cevà(c) LEDxanhlam+ YAG:Ce+ KSFM+ CsPbBr3@CoBr2 .33 Hình 3.9 (a) Phổ truyền qua composite CsPbBr 3@CoBr2/PMMA vớicác độ dày khác nhau; (b) Mô hình máy chiếu hình hiển thị sử dụngtấmcompositeCsPbBr3@CoBr2perovskitetrongsuốt 34