Nghiên cứu chế tạo thử nghiệm led tử ngoại hướng tới ứng dụng khử trùng nước

PHẦN MỞ ĐẦU  1.Thông tin chung 1.1 Tên đề tài: Nghiên cứu, chế tạo thử nghiệm LED tử ngoại hướng tới ứng dụng khử trùng nước Mã số: 86/HĐ-SKHCN Thuộc chương trình: Vật liệu 1.2 Chủ nhiệm đề tài: Họ tên: Nguyễn Văn Hiếu Học hàm, học vị: Phó giáo sư, tiến sỹ Chức vụ: Trưởng Bộ môn Vật lý Điện tử, Khoa VL-VLKT, Trường Đại học Khoa học Tự nhiênĐHQG Tp.HCM Email: nvhieu@hcmus.edu.vn Tên tổ chức công tác: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên- ĐHQG Tp.HCM 1.3 Tổ chức chủ trì đề tài: Tên tổ chức chủ trì đề tài: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQG Tp.HCM Địa chỉ: 227 Nguyễn Văn Cừ, Phường 4, Quận 5, Tp.HCM Họ tên thủ trưởng tổ chức: GS.TS Trần Linh Thước Tên quan chủ quản đề tài: Sở Khoa học Công nghệ Tp.HCM 1.4 Thời gian thực đề tài: Theo hợp đồng ký: từ tháng 7/2010 đến tháng 7/2012 Thực tế thực hiện: từ tháng 7/2010 đến tháng 12/2015 Xin gia hạn: 03 năm lý thiết bị MOCVD SHTP Labs không hoạt động 1.5 Kinh phí sử dụng kinh phí Kinh phí duyệt: 330.000.000 đ Kinh phí cấp đợt 1: 220.000.000 đ theo TB số: 98/TB-SKHCN ngày 08/07/2010 Kết sử dụng kinh phí theo khoản chi: TT Nội dung khoản chi Theo kế hoạch Tổng NSNN Nguồn khác Thực tế đạt Tổng NSNN Nguồn khác 1 Công lao động (khoa học, phổ 7 170 170 125 125 thông) Nguyên, vật liệu, lượng 85 85 51,513 51,513 Thiết bị, máy móc 50 50 0 0 Xây dựng, sửa chữa nhỏ 0 0 0 Chi khác 45 45 43,495 43,495 350 350 220 220 Tổng cộng: Các lý thay đổi: Kinh phí cấp lần 220 triệu đồng hoàn tất thủ tục kết toán vào tháng 1/2013 Chi tiết bảng xác nhận tốn kinh phí đợt với Sở KH&CN Tp.HCM đính kèm mục Phụ lục 1.5 ( Phụ Lục 1) 2.Mục tiêu đề tài - Nắm vững công nghệ MOCV chế tạo thử nghiệm số cấu trúc UVLED phát xạ vùng cực tím cho ứng dụng khử trùng nước - Hình thành nhóm nghiên cứu linh kiện bán dẫn đẩy mạnh hợp tác với đối tác nước 3.Nội dung 3.1 Nội dung Đề tài thực với hợp tác PTN linh kiện điện tử bán dẫn Bộ môn Vật lý điện tử (Khoa Vật lý- VLKT, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên) PTN công nghệ bán dẫn (Trung tâm NCTK, Khu CNC Tp.HCM) PTN linh kiện điện quang (Khoa khoa học kỹ thuật, Đại học Ritsumeikan, Nhật bản) Nội dung 1: Tính tốn thiết kế, mơ cấu trúc uvled tối ưu hiệu kinh tế thực Trường ĐH KHTN Nội dung 2: Chế tạo thử nghiệm cấu trúc UVLED bước sóng 320nm, 355nm 365nm Nhật Nội dung Kiểm tra tính chất bề mặt đặc tuyến IV, bước sóng phát xạ chip UVLED thực Tp.HCM (Trung tâm NCTK-SHTP Trường Đại học KHTN) đối chứng với kết kiểm tra Nhật Nội dung Tiến hành đóng gói chip LED thành linh kiện LED thành phẩm Tp.HCM Nội dung Các mạch ứng dụng hướng đến khử trùng chip UVLED hợp tác chế tạo Nội dung Hoàn chỉnh cơng nghệ đề xuất qui trình chế tạo chip uvled thiết bị phịng có SHTP labs 3.2.Tóm tắt nội dung cơng việc thực Giai đoạn I: Từ tháng 07/2010 đến cuối tháng 06/2011 Các nội dung, công việc chủ yếu cần thực stt (các mốc đánh giá chủ yếu) Kết Thời gian Thời gian phải đạt dự kiến kết thúc Thực tế/lý 07/2010 07/2010 Tổng quan nghiên cứu LED Cấu trúc, công nghệ, ứng dụng xu hướng phát sáng UVLED Đúng tiến độ phát triển Mô cấu trúc tính chất Bước sóng thay đổi theo phát quangUVLED với MQW cấu trúc Bảng số liệu cho AlGaN/AlN 08/2010 hay Đối chiếu thực nghiệm 08/2010 Đúng tiến độ InGaN/GaIn sử dụng ANSYS, công bố APSYS, 3D ATLAS Sử dụng thiết bị phòng Nguyên lý, cách sử 02-06/2010 công nghệ vi điện tử (SHTP dụng, thao tác kỹ thuật, Nhật bản) 02-04/2010 Đúng tiến độ tiến hành thực nghiệm bảo hành Chế tạo thử nghiệm cấu trúc phát -Kiểm tra cấu trúc 07-12/2010 quang cho UVLED đế kích thước tối ưu sapphire phương 02-7/2011 T11/2014 pháp MQW MOCVD Nhật - Kích thước nồng độ Do thiết bị pha tạp cho AlGaN/AlN MOCVD ĐH hiệu Ritsumeikan cần cân chỉnh thủ tục hợp tác Thực công đoạn vật liệu- - Tạo nối điện cực 01-03/2011 linh kiện kiểm tra cấu trúc - Kích thước cấu 05-8/2015 UVLED (MQW, AlGaN/AlN trúc đạt thủ tục hợp tác đế Sapphire) qua đo bước - Phát xạ tử ngoại kinh phí thực sóng phát quang qua AFM,HF- cao XDR,RT-PL,… Nhật Việt Nam Báo cáo kỳ tham dự Hội Đã hoàn thành cấu trúc 03/2011 nghị QT, gửi đăng tạp chí linh kiện thử nghiệm đến Kết tốn kinh phí đợt UVLED 06/2011 Tham dự hội nghị đăng tạp chí: T11/2011- T6/2012 Kết tốn kinh phí đợt 1:1/2013 Xin không báo cáo kỳ Giai đoạn II: Từ tháng 07/2011 đến tháng 06/2012 (trễ tiến độ đến tháng 12/2015) stt Các nội dung, công việc chủ yếu cần thực (các mốc đánh giá chủ yếu) Kết Thời gian Thời gian phải đạt dự kiến kết thúc Thực tế/lý 02/2011 T6/2014 đến 07/2011 Do thiết bị Xây dựng qui trình chế tạo - Tham số, bảng biểu, UVLED chế tạo thử nghiệm công nghệ cho UVLED SHTP MOCVD hư - So sánh kiểm tra Gửi đăng tạp chí hỏng nặng chờ giải pháp Tiến hành chế tạo mẫu thử Đúng bước sóng UV nghiệm UVLED SHTP 07/2011 Tháng 5/2015 đến 09/2011 CBNU - Kiểm tra PL Nhật Korea Thiết kế lắp ráp đèn sử dụng Thay đổi công UVLED có cường độ chiếu sáng suất, tiện sử dụng 09/2011 10/2011 đến 10/2011 tháng 9/2015 10/2011 đến 10/2011 đến 03/2012 03/2012 thay đổi cấu trúc sản phẩm thơ sản phẩm thức 10 Xác định khả diệt vi khuẩn Kiểm tra mẫu nước E.coli, nước sinh hoạt trước sau khử đèn sử dụng UVLED UVLED (sản phẩm thô) Điều chỉnh cường độ chiếu sáng Đạt tiêu chuẩn y tế qua vi xử lý đánh giá mức độ tháng bị khử E.coli Viết báo cáo, đăng 12/2015 tạp chí (sản phẩm hồnchỉnh) 11 Báo cáo nghiệm thu nội Báo cáo nghiệm thu, kết thúc 04/2012 12/2015 Qua đề tài, chúng tơi xây dựng nhóm nghiên cứu gần 20 nhà khoa học Trường ĐHKHTN, Trường ĐHBK, Trường ĐHSPKT Tp.HCM Trường ĐHCN- Hà Nội với Trung tâm NCTK (Khu CNC Tp.HCM) Bên cạnh đó, với kỹ sư UVP tham gia thực qui trình cơng nghệ UVLED phòng sạch, thực chế tạo điện cực đặc biệt vận hành thiết bị MOCVD Hàn Quốc Sản phẩm đề tài 4.1 Sản phẩm đề tài a.Sản phẩm dạng I II: Xem mục Phụ lục 2.1 (chuyên đề) mục Phụ lục 2.2 (các mẫu UVLED thông số kỹ thuật chip uvled) Phụ Lục TT Tên sản phẩm Yêu cầu khoa học dự kiến đạt Thực tế thực (Thông số kỹ thuật số (tiêu chuẩn chất lượng số lượng) lượng) 1 2 Công nghệ chế tạo Cung cấp kiến thức tổng Quyển chuyên đề 54 trang UVLED phịng quan, tính chất, mơ phỏng, cấu (Xem mục 2.1 Phụ thí nghiệm trúc, cơng nghệ chế tạo, ứng lục 2) dụng GaN UVLEDs .Đạt yêu cầu Mẫu UVLED Thông số kỹ thuật: MQW 3-5 04 mask in plastic lớp AlGaN/GaN/AlGaN, bước (mesa electrod) sóng khoảng 200-400nm, 02 wafer cấu trúc uvled ( cường độ dòng từ 20-100mA lớp AlGaN/GaN/AlGaN) công suất khoảng 80mW 01 wafer chip uvled Số lượng: mẫu cấu trúc 20 mẫu cấu trúc uvled linh kiện UVLED linh kiện uvled đóng gói hồn chỉnh đo bước sóng 355nm, 365nm, dịng 20mA100mA cơng suất điện 360mW (3,6VDCx100mA) công suất quang 10mW Đạt yêu cầu thông số kỹ thuật, vượt tiêu số lượng chủng loại Chi tiết sản phẩm vật liệu- cấu trúc chíp đề tài Hình dạng mask quang khắc - Bộ mặt nạ chuẩn cho UVLED bước sóng 365nm gồm mask - Bộ mặt nạ chuẩn cho UVLED bước sóng 355nm - Kết quang khắc: ảnh chụp sau quang khắc mask mask Các chip uvled wafer - Điện cực chíp uvled wafer inch cắt ¼ - Điện cực chíp uvled phát xạ 355nm (trái) 365nm (phải) Chip cắt đóng gói - Các chip uvled đóng gói hình trụ - Các chip uvled cắt rời hàn dây- đóng gói (wirebonding) CBNU- Hàn Quốc - Các chip uvled đóng gói vào đế hình mâm - Các phổ phát xạ PL đặc tuyến IV chip uvled 355nm đo kiểm chứng Chi tiết hình chụp sản phẩm Phụ lục b Sản phẩm dạng III: Xem mục Phụ lục 2.3 (bài báo khoa học) mục Phụ lục 2.4 (đào tạo hướng UVLED) Phụ Lục TT Tên sản phẩm Yêu cầu khoa học Dự kiến nơi công bố Thực tế thực dự kiến đạt (Tạp chí, Nhà xuất bản) (Thông số kỹ thuật số lượng) 1 Bài báo cấu Cấu trúc MQW/ 01 (tạp chí quốc tế Journal of trúc tính chất AlGaN/AlN hay Hội nghị quốc tế) IKEEE (Kr) UVLED 210 - tham số phát quang Journal of 370nm ETEAS (UK) kỉ yếu IWNA 2011 tạp chí KHGDKT nước Vượt tiêu Bài báo Tính Mức độ khử 01 tạp chí kỉ yếu IWNA 2011 khử vi vi khuẩn E.coli, khuẩn nước Coliform theo tiêu KH&CN nước nước sinh hoạt thiết chuẩn nước sinh bị sử dụng hoạt UVLED QCVN02/2009/BY tạp chí KHGDKT Vượt tiêu T Đào tạo thạc sỹ Thực LVTN cử nhân lĩnh vực thạc sỹ UVLED Vượt tiêu Các kết thực đề tài đăng tạp chí khoa học quốc tế nước liệt kê dưới: Journal of IKEEE, Vol.17,No.3,221-2208 (Sep,2013) Journal of ETEAS (UK) 2(6):1054-1058 (2011) Proc In IWNA 2011: NFT-030-P,p.519-523 (Nov.2011) Proc In IWNA 2011: NMD-172-P,p.792-795 (Nov.2011) Tạp chí KHGDKT, ĐHSPKT Tp.HCM , số 18, p.53-63 (2011) Tạp chí KHGDKT, ĐHSPKT Tp.HCM , số 18, p.46-52 (2011) Theo đăng ký có 02 báo đăng tạp chí KH&CN Như thế, đề tài vượt 4.2 Tình hình tổ chức Hội nghị Hội thảo Stt Theo kế hoạch Thực tế thực (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm) điểm) Khơng có đăng ký Định hướng sản phẩm 25 kỹ sư MOCVD nguồn nhân lực sinh viên Ghi GS.TS M Takeuchi: Trao đổi kinh nghiệm nghiên cứu Tháng 5/2013 Kp: 10 triệu đồng Tại SHTP lab Công nghệ MOCVD cho UVLED Công nghệ chế tạo MOCVD Chi tiết mục Phụ Lục 2.1trong PTN Công nghệ UVLED (quyển Phụ Lục 20 kỹ sư chuyên gia 2) Báo cáo khảo sát MOCVD đề giải pháp Tháng 7/2013 Kp: 15 triệu đồng Tại SHTP lab Khơng có đăng ký Định hướng phát triển ngành vi 80 nhà khoa mạch bán dẫn Việt Nam học, nguyên 10 báo cáo từ giáo sư va cứu viên, sinh chuyên gia quốc tế Việt Nam viên Tháng 4/2014 Kp: 20 triệu đồng Tại Trường Đại học KHTN, 227 Nguyễn Văn Cừ, Q5 Xem mục Phụ Lục 2.1- Công nghệ Hội thảo ứng dụng LED 30 nhà khoa UVLED (quyển Phụ Lục 2) nông –sinh học theo hướng công học, nguyên nghệ cao với ĐHQG Chonbuk cứu viên, sinh Hàn Quốc (JWLED Bio- viên Agri2015) HQ (5 báo cáo), Hoa kỳ (1 báo cáo), VN (4 báo cáo) 10-11/11/2015 Kp: 40 triệu đồng Tại Trường Đại học KHTN, 227 Nguyễn Văn Cừ, Q5 Do số lý khách quan chủ quan nên đề tài bị dừng lại bước bước thời gian gần 24 tháng thiết bị phòng liên quan cần chuẩn bị nguyên vật liệu kiểm tra an toàn trước vận hành Bên cạnh đó, việc hồn chỉnh Bước cho việc đề xuất qui trình chế tạo chip uvled SHTP labs nhiều thời gian trình khảo sát nhiều thời gian phụ thuộc nhiều vào chuyên gia nước ngồi Cuối cùng, chúng tơi phải sử dụng nguồn kinh phí khác để hợp tác chế tạo UVLED nước hoàn tất nội dung sản phẩm đề Do đó, tính đến thời điểm này, đề tài trễ hạn năm Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu hồn thành nội dung đề chuẩn bị tiền đề cho việc hoàn thiện công nghệ chế tạo UVLED cho đề tài, dự án tới Chương Nghiên cứu linh kiện UVLED  1.1.Tổng quan LED 1.1.1 Các nghiên cứu nước Năm 1962, đèn LED thực tế phát minh Nick Holonyak, Jr công ty General Electric Đầu tiên đèn LED màu đỏ đưa trị trường sử dụng phổ biến nhiều nơi cho việc hiển thị thông tin dạng đoạn Các LED lắp vào thiết bị phịng thí nghiệm đại Sau đó, chúng dùng cho tivi, radio, điện thoại, máy tính thiết bị chiếu sáng khác Tuy nhiên, đèn LED đỏ đủ sáng cho người dùng hay phạm vi hẹp Sau đó, cơng nghệ chế tạo LED phát triển nhanh đáp ứng nhu cầu nhiều loại màu sắc khác hiển thị, quảng cáo, chiếu sáng, vùng khả kiến Các LED phát bước sóng hồng ngoại, X-ray, phát gần mà đặc biệt bước sóng tử ngoại (Ultraviolet, UV) có tiềm lĩnh vực y sinh LED ngày phát triển ứng dụng nhiều lĩnh vực với lượng phát xạ không ngừng cải thiện [1] LED phát xạ bước sóng ngắn khác thực cách sử dụng hợp kim InGaN, GaN, AlGaN InAlGaN [2] Nghiên cứu UVLED dựa AlGaN cho bước sóng ngắn 350 nm số nhóm nghiên cứu thực năm 1996 1998 Dưới số công bố nhóm nghiên cứu Nhật cấu trúc khác LED phát quang cực tím cho thấy chạy đua không ngừng lĩnh vực UVLED Hideki Hirayama cộng (RIKEN, Nhật bản) [4] công bố thành công việc chế tạo cấu trúc UVLED cho phát xạ 231–261 nm sử dụng AlGaN với vùng đệm đa lớp đế sapphire Hình 1.1 Ảnh chụp mặt cắt lớp LED theo phương pháp TEM cho thấy hình thành vùng đệm đa lớp AlN (Multilayer-AlN Buffer) đế sapphire nhóm nghiên cứu H Hirayama, Nhật Thời gian thổi NH3 so với kim loại hữu (TMAI) qui trình tạo màng mỏng Hình 5.18 Đồ thị biểu tỉ lệ diệt vi khuẩn theo nồng độ 2x10-1 dùng nguồn UVLED Kết bảng 5.4 cho thấy tăng thêm 33% {(90-60)/90} tỉ lệ diệt vi khuẩn Ecoli tăng từ 37,5% lên 62,6% từ 4% lên 24% vi khuẩn Coliform Theo công bố nhóm nhiên cứu Nhật bản, tăng cơng suất phát quang lên nhiều lần thời gian chiếu xạ giảm xuống đến 10 phút để phù hợp với ứng dụng khử trùng thực tế Đây định hướng cho nghiên cứu Tiếp tục thực pha loãng mẫu nước thải sinh hoạt thời gian (như đề cập phần 5.4.1 trên) Kết xét nghiệm cho nồng độ 2x10-2 trình bày bảng 5.5 Bảng Kết mẫu vi khuẩn theo nồng độ pha 2x10-2 sử dụng nguồn UVLED Thời gian Mẫu nước chiếu E.coli Coliform 28 60 18 40% 35,72% 80% 71,43% (phút) Mẫu đối chứng (không chiếu UV) LED2-60 Tỉ lệ diệt vi khuẩn LED2-90 Tỉ lệ diệt vi khuẩn Số lượng vi khuẩn (CFU/ml) 90 Nồng độ pha lỗng mẫu nước có vi khuẩn giúp khả diệt vi khuẩn tăng nhanh đạt đến 80% vi khuẩn Ecoli chiếu xạ 90 phút Do đó, việc tăng số lượng UVLED để có cơng suất phát xạ UV lớn cần thiết Việc tản nhiệt tốt xếp vị trí UVLED hợp lý mạch điện tử yếu tố quan trọng cho việc tăng hiệu xuất phát xạ tỉ kệ diệt vi khuẩn Do điều kiện thí nghiệm giới hạn nội dung đề tài nên chưa thực chi tiết đề tài 5.5 Đánh giá nhận xét Từ số liệu bảng 5.3 so sánh với tiêu chuẩn nước sinh hoạt Việt Nam ta có nhận xét mẫu nước sinh hoạt (lấy từ nguồn thủy cục Quận 7) phát Coliform mức tiêu chuẩn an toàn cho phép Tuy nhiên, việc xét nghiệm thành phần khác nước để đánh giá thông số chất lượng khác xác Kết nghiên cứu cho thấy, nước nấu chín (1000 C) để nguội tồn lượng vi khuẩn coliform từ khơng khí hay bình chứa nước chín Số liệu cho thấy lượng vi khuẩn coliform đá bi 233 CPU/1ml so với tiêu chuẩn cho phép 50CFU/100ml (TCVN 6187 - 1996) vượt gần 500 lần Đối với đá bẹ vượt gần 900 lần so với tiêu chuẩn cho phép (414CFU/1ml) Hai loại đá sử dụng phổ biến quán giải khát hay gia đình Chúng nguồn gây bệnh viêm họng đường ruột Các kết khảo sát khả diệt loại vi khuẩn nguy hiểm có nước thải sinh hoạt thể bảng 5.4 bảng 5.5 cho thấy tính hiệu dụng UVLED điều kiện nghiên cứu Chương Kết luận kiến nghị  6.1 Kết luận 1.Một số cấu trúc MQWs tối ưu UVLED cho phát xạ vùng tử ngoại thiết kế xác định qua mô Chúng thực khảo sát thông số cấu trúc theo mức điện thế, mật độ dòng điện, thay đổi thông số liên quan đến cấu trúc UVLED Kết cho thấy, cấu trúc UVLED mô với thơng số thay đổi có ảnh hưởng đến bước sóng phát xạ cấu trúc Một số kết luận đa giếng lượng tử (MQWs) cấu trúc UVLED vùng 355-385nm: phải có cấu trúc kép MQWs, số lớp nằm từ đến lớp bề dầy lớp nên bé 5nm Thực mô cấu trúc phải kiểm tra số lớp, kích thước, mật độ dịng, mật độ hạt tải, độ linh động hạt tải, lớp rào, vùng đệm,… khơng tính đến lớp đế Đề tài khảo sát tập trung cho bề dầy lớp MQW 3nm-4nm cấu trúc UVLED Chúng phát với QW 3,0nm lớp InGaN/AlGaN trường hợp mà phân lớp 2,0nm – 1,0nm 2,5nm – 0,5nm phát xạ 365nm Đối với cấu trúc UVLED có QW 4,0nm tương ứng InGaN có bề dày 1,5nm AlGaN có bề dày 2,5nm xác định phát xạ với bước sóng 357nm 362 ứng mức điện áp 3,5V mật độ dòng J = 1,56475 A/cm2 Riêng cấu trúc QW 4,0nm (1,5nm + 2,5nm) phát xạ xuất trường hợp 355nm với hiệu xuất phát xạ nội (IQE) có xu hướng chạm (100%) mật độ dịng J lớn Việc tính tốn mơ tính chất liên quan đến cấu trúc quan trọng, bước chuẩn bị cần thiết cho việc chế tạo thực nghiệm sau Điều này, giúp giảm thời gian chế tạo tiết kiệm nguyên vật liệu Thống kê cấu trúc MQWs uvled với kết hợp bề dày 3nm-4nm có bước sóng phát xạ phạm vi 355nm-365nm Đề tài xác định cấu trúc LED phát xạ tử ngoại vùng 355nm 365nm để chế tạo thử nghiệm đối tác nước thiết bị MOCVD qui trình cơng nghệ liên quan Kiểm tra thông số bề dầy PL: - Xuất khác bề dầy mặt wafer inch sapphire điều không tránh khỏi Tuy nhiên, trình chế tạo cấu trúc UVLED wafer, điều khiển thơng số đầu vào để có kết tốt - PL mapping cho cấu trúc UVLED wafer cho thấy có xuất bước sóng khác từ 350nm đến 380nm wafer bề dầy hay thành phần MQW có lệch Do đó, kiểm tra chip xác định chip tốt nằm khoản bước sóng mong muốn Chúng tơi chọn chip có bước sóng 355nm 365nm có thơng số phù hợp cho thử nghiệm ứng dụng diệt vi khuẩn Nhóm nghiên cứu thành công việc thử nghiệm khả diệt loại vi khuẩn Ecoli Coliform từ LED tử ngoại chế tạo đề tài Cường độ chiếu xạ LED tử ngoại cần đạt mức 0,6-1,0mW/1LED phải sử dụng 10 LED để có cường độ tử ngoại đủ lớn Tuy nhiên, thiết bị cần hoàn thiện kỹ thuật hình dáng cơng nghiệp để trở thành phương tiện nghiên cứu hiệu cho PTN UV Các kết đề tài cơng bố tạp chí khoa học uy tín trao đổi chun mơn với nhà khoa học nước Qua đề tài, chúng tơi góp phần nhỏ chủ trương đào tạo nguồn nhân lực bán dẫn cho ĐHQG Tp.HCM, SHTP nói riêng định hướng phát triển vi mạch bán dẫn Tp.HCM nước nói chung Đề tài thực có hợp tác quốc tế với trường đại học uy tín nghiên cứu hàng đầu khu vực 6.2 Kiến nghị Chúng ta hoàn tất việc nghiên cứu cấu trúc LED phát xạ tử ngoại từ khâu mô , chế tạo thử nghiệm, đóng gói ứng dụng Nói chúng, nhóm thực đề tài hồn tất nội dung sản phẩm chuyên đề đặt Các kết nghiên cứu cần đầu tư thêm để phát triển sâu công nghệ, tiến tới chế tạo SHTP labs tìm kiếm doanh nghiệm ươm tạo Tuy nhiên, chủ quan thiết bị MOCVD SHTPlab hạn hẹp kinh phí thực hiện, cộng thêm nhiều yếu tố chủ quan khác, đề tài không thực 02 năm hợp đồng ký Kính đề nghị Hội đồng nghiệm thu đề tài cho nghiệm thu đề nghị Sở KH&CN (đơn vị chủ quản) cấp tiếp hay hỗ trợ kinh phí giai đoạn nhóm nghiên cứu hoàn thành nội dung nghiên cứu vượt mức tiêu, số lượng Hợp đồng ký TÀI LIỆU THAM KHẢO  [1] Vũ Thế Đảng, Luận văn Thạc sỹ “ Nghiên cứu chế tạo thiết bị khử vi khuẩn sử dụng LED”, Trường ĐHSPKT Tp.HCM (7/2011, CBHD: TS Nguyễn Văn Hiếu) [2] Bùi Thị Thu Hà, Luận văn tốt nghiệp Đại học “ Tính toán số cấu trúc UVLED cho phát xạ 330nm”, Trường ĐHKHTN-ĐHQG Tp.HCM (7/2011, CBHD: PGS.TS Nguyễn Văn Hiếu ThS Bùi Văn Quảng) [3] D N Chung et al., White light emission from InGaN LED Chip covered with MEH-PPV, Hội nghị Vật lý chất rắn Khoa học Vật liệu toàn quốc lần thứ (SPMS-2009) (Đà Nẵng 810/11/2009) [4] H Hirayama, T Yatabe, N Noguchi, T Ohashi and N Kamata, Applied Physics Letters 91, 071901 (2007) [5] H.X.Wang, H.D.Lib, Y.B.Lee, H.Sato, K.Yamashita, T Sugaharab, S Sakai Journal of Crystal Growth 264 (2004) 48–52 [6] Yi-An Chang, Sheng-HorngYen, Te-Chung Wang, Hao-ChungKuo, YenKuang Kuo, TienChangLu and Shing-Chung Wang Semicond Sci Technol 21 (2006) 598–603 [7] Hideki Hirayama, Sachie Fujikawa, Norimichi Norimichi Noguchi, Jun Norimastsu, Takayoshi Takano, kenji Tsubaki, and Norihiko Kamata Phys Status Solidi A 206, No 6, 1176 – 1182 ( 2009) [8] Hideki Hirayama, Norimichi, Tohru Yatabe, and Norihiko Kamata Applied Physics Expresss (2008) 051101 [9] Sung- Bum Bae, Sung – Bok Kim, Dong – Churl Kim, Eun Soo Nam, Sung – Mook Lim, Jeong – Hwan Son, and Yi – Sang Jo ETRI Journnal, Volume 35, Number 4, August 2013 [10] Website Nashi-Araki Lab: http://www.ritsumei.ac.jp/se/re/nanishilab/englishver/top02-e.html [11] Wesite of Nanostructure Physics Laboratory (Osaka University,Jp): http://www-nano.phys.sci.osaka-u.ac.jp/member-e.html [12] Website of Nano Square (Osaka Pefecture Univ., Jp): http://www.nanosq.21c.osakafu-u.ac.jp/en/environment/equipment.html [13] Akasaki and Amano: GaN-based blue light emitting device development Takeda Award 2002 Achievement Facts Sheet The Takeda Foundation (2002-04-05) [14] Website of Shuji Nakamura’s UCSB group: http://optics.org/cws/article/research/19513 [15] V Härle et al., J Materials Science and Engineering B, Volumes 61-62, 30 July 1999, P310-313 [16] N V Thu et al., cấu trúc, tính chất ứng dụng chế tạo linh kiện điện huỳnh quang (LED) nano tinh thể Si màng Si02, Hội nghị Vật lý chất rắn Khoa học Vật liệu toàn quốc lần thứ (SPMS-2009) (Đà Nẵng 8-10/11/2009) [17] D.D.C Tin, T T Chan and D.M.Chien: Growth of GaN Blue LED structure on sapphire substract by MOVCD technology, proceeding of the 9th AUN/SEED-Net Field-wise Seminar on materials Engineering, p.70-75 ( Jan.,2007) [18] T T Chan, D D C Tin and D.M.Chien: Characterisation of InGaN/GaN multi quantum wells in LED structure by MOVCD technology, proceeding of the 9th AUN/SEED-Net Fieldwise Seminar on materials Engineering, p.87-92 ( Jan.,2007) [19] N T N Nhien et al, Fabrication and test blue light emiting diode (LED) structure InGaN/GaN on saphire wafer material, 2nd IWNA2009 (Vung Tau-Vietnam,Nov 12-14, 2009) p 539 (NMD-201-P) [20] Nguyen Xu Lin, D M Chien et al, Fabrication og GaN-based Light Emiting Diode (LED), 2nd IWNA2009 (Vung Tau-Vietnam,Nov 12-14, 2009) p.529 (NAP-130-P) [21] Website of Saigon Hi-Tech Park: www.shtpvn.org [22] http://www.ledinside.com/led_china_epi_rank_2010_en [23] Noriyuki Yagi et al, Proceedings of the 29th Annual International Conference of the IEEE EMBS City Internationale (Lyon, France August 23-26, 2007) [24] H B Yu, W Strupinski, S Butun, E Ozabay, Phys Sat Sol (A) (will be published) [25 H.Yu, E Ulker and E Ozbay, J Crystal Growth 289 (2006) 419 [26] T Tanaka, A Watanabe, H Amano, Y Kobayashi, I Akasaki, S Yamzaki, M Koike, Appl Phys Lett 65 (1994) 593 [27] M.L Nakaimi, K.H Kim, J Li, H.X Jiang: Appl Phys Lett 82 (2003) 3014 [28] M Suzuki, J Nishio, m Onomura, C Hongo, J Crystal Growth 189 (1998) 511 [29] G Kipshidze, V.Kuryatko, B Borisov, Y Kudryavtsev, R Asomoza, S Nikishin, H Temkin, Appl Phys Lett 80 (2002) 2910 [30] R.Y Korotko,J.M Gregie, B.W Wessels, Appl Phys Lett 78 (2001) 222 [31] R.K Jeon, Z Ren, G Cui, J Su, M Gherasimova, J Han, H K Cho, L.Zhou, Appl Phys Lett 86 (2005) 082107 [32] Yoshitaka Taniyasu etal., Nature 441 (2006) 325 [33] N Murata, H Tochishita, Y Shimizu, T Araki and Y Nanishi, Jpn J Appl Phys Vol.37(1998) L1214 [34] N Kondo and Y Nanishi: Appl Phys Lett 54 (1989) 2419 [35] T Koizumi, J Wada, T Ueno, N Yamashita, T Araki, H Naoi and Y Nanishi, J.Cryst.Growth 275 (2005) E1073 [36] T Yamaguchi, M Kurouchi, H Naoi, A.Suzuki, T Araki and Y Nanishi, J.Cryst.Growth 275 (2005) E1321 [37] Microelectronics Group, Faculty of Engineering, National University of Singapore http://www.mse.nus.edu.sg/rfacilities.html MỤC LỤC Tóm tắt đề tài (tiếng Việt tiếng Anh) Mục lục Danh sách chữ viết tắt Danh sách bảng Danh sách hình Bảng tốn PHẦN MỞ ĐẦU 1.Thông tin chung 1.1 Tên đề tài: 1.2 Chủ nhiệm đề tài: 1.3 Tổ chức chủ trì đề tài: 1.4 Thời gian thực đề tài: 1.5 Kinh phí sử dụng kinh phí 2.Mục tiêu đề tài 3.Nội dung 3.1 Nội dung 3.2.Tóm tắt nội dung cơng việc thực Sản phẩm đề tài 4.1 Sản phẩm đề tài 4.2 Tình hình tổ chức Hội nghị Hội thảo CHƯƠNG NGHIÊN CỨU VỀ LINH KIỆN UVLED 10 1.1.Tổng quan LED .10 1.1.1 Các nghiên cứu nước 1.1.2.Các nghiên cứu nước 13 1.2 Lý thuyết cấu trúc uvled phát xạ 15 1.2.1.Phân loại tia tử ngoại 15 1.2.2 Cơ chế hạt tải vùng lượng 16 1.2.3 Nguyên lý phát quang nối p-n 16 1.2.4 Hiệu suất phát quang 17 1.2.5 Nguyên lý phát xạ cực tím UVLED 18 1.3 Các ứng dụng UVLEDs 20 1.4 Công nghệ chế tạo LEDs 20 CHƯƠNG MÔ PHỎNG VÀ CHẾ TẠO CẤU TRÚC LED VỚI ĐA GIẾNG LƯỢNG TỬ SỬ DỤNG VẬT LIỆU ALGA/ALGAN VÀ INGA/INGAN .23 2.1 Mơ hình cấu trúc uvled 23 2.2 Xác định bước sóng phát xạ cho nồng độ chất nhận (acceptor, NA) 5x1017cm-3 24 2.3 Mô ảnh hưởng nồng độ hạt tải đến bước sóng phát xạ 26 2.4 So sánh với cấu trúc uvled có bề dày MQWs nằm khoảng 1nm - 2nm 37 2.5 Kết mô cấu trúc uvled với MQWs khoảng 5nm 40 2.6 Kết mô cấu trúc uvled với MQWs khoảng 6nm 42 2.7 Kết luân: 45 2.7.1 Nhận xét đánh giá 45 2.7.2 Kết luận: 47 CHƯƠNG QUI TRÌNH CHẾ TẠO LED TỬ NGOẠI TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM48 3.1 Phần mềm mơ Intellisuite 50 3.2 Đề xuất qui trình chế tạo cấu trúc UVLED 50 CHƯƠNG CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM LED TỬ NGOẠI VÀ KIỂM TRA CÁC ĐẶC TUYẾN 60 4.1 Thiết bị qui trình 60 4.2 Các sản phẩm LED tử ngoại chế tạo 63 4.2.1 Hình dạng mask quang khắc 63 4.2.2 Các chip uvled wafer 67 4.2.3 Chip cắt đóng gói 70 4.3 Kiểm tra thông số kỹ thuật chip uvled 70 4.3.1 PL mapping 70 4.3.2.Khảo sát phát xạ (PL) đặc tuyến IV 72 CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠCH KHỬ TRÙNG SỬ DỤNG UVLED 73 5.1.Giới thiệu vi khuẩn 73 5.1.1.Vi khuẩn E.coli 73 5.1.2 Vi khuẩn Coliform 73 5.1.3 Cơ chế sinh sản vi khuẩn 74 5.1.4 Cơ chế diệt vi khuẩn tia cực tím 75 5.2 Thiết kế mạch điện tử sử dụng tử ngoại diệt vi khuẩn 75 5.2.1 Thiết kế khung tủ xét nghiệm 75 5.2.2 Sơ đồ khối tủ xét nghiệm 76 5.2.3 Sơ đồ nguyên lý mạch điện 78 5.3 Mô tả sử dụng tủ xét nghiệm 82 5.3.1 Đánh giá thông số nhiệt độ độ ẩm tủ xét nghiệm 82 5.3.2 Các bước xét nghiệm 80 5.4 Kết xét nghiệm diệt vi khuẩn 83 5.4.1 Mơ tả bước pha mẫu thí nghiệm 83 5.4.2 Đánh giá thông số vi khuẩn nước sinh hoạt 84 5.5 Đánh giá nhận xét 88 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 93 6.1 Kết luận 93 6.2 Kiến nghị 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 DANH SÁCH CÁC HÌNH CHƯƠNG Hình 1.1 Ảnh chụp mặt cắt lớp LED theo phương pháp TEM cho thấy hình thành vùng đệm đa lớp AlN (Multilayer-AlN Buffer) đế sapphire nhóm nghiên cứu H Hirayama, Nhật Thời gian thổi NH3 so với kim loại hữu (TMAI) qui trình tạo màng mỏng 10 Hình 1.2 Cấu trúc UVLED với giếng đa lượng tử AlGaN-MQW cho phát quang 231-261 nm [4] 11 Hình 1.1 (a) Phổ điện tử phát xạ (EL) AlGaN-MQW LEDs [5] với bước sóng 231, 237, 248, 255 261 nm đo nhiệt độ phòng dịng kích thích 50 mA (b) cơng suất đầu hiệu suất lượng tử theo cường độ dịng kích thích cho LED 261nm 11 Hình 1.4 Cấu trúc LED phát quang màu xanh nhà khoa học Nhật phát minh [12] 12 Hình 1.5 Cuộc cách mạng hợp chất Nitride với lợi điểm khe lượng rộng [13] 13 Hình 1.6 Lý thuyết vùng lượng với vùng lượng điện tử 16 Hình 1.7 Nguyên lý phát quang mối nối pn 17 Hình 1.8 Mơ tả ngun lý phát xạ bước sóng cực tím UV LED 18 Hình 1.9 Khe lượng (band gap, Eg) số vật liệu bán dẫn để chế tạo UVLED 19 Hình 1.10 Minh họa lĩnh vực ứng dụng UVLED sống 20 Hình 1.11 Phản ứng hóa học hình thành nên lớp phủ GaN bề mặt wafer 21 CHƯƠNG Hình 2.1 Mơ hìnhcấu trúc LED phát xạ bước sóng cực tím 355nm- 365nm 23 Hình 2.2 Mơ tả trình tái hợp xảy vùng lượng 24 Hình 2.3 Minh họa cho tái hợp electron-lỗ trống 26 Hình 2.4 Kết mơ bước sóng phát xạ cho 363nm với cấu trúc MQWs dầy 3nm mật độ dòng J= 5,0569 x10-7 A/cm2 với điện áp 3,0V bias 27 Hình 2.5 Kết mơ bước sóng phát xạ cho 363nm với cấu trúc MQWs dầy 3nm mật độ dòng J =1,7983 A/cm2 với 3,5V bias 27 Hình 2.6 Kết mơ bước sóng phát xạ cho 363nm với cấu trúc MQWs có độ dầy 3nm mật độ dòng bé J = 0,68019 mA/cm2 sử dụng mức điện áp 5V bias 28 Hình 2.7 Kết mô mức lượng vùng dẫn (phía trên, đường liền nét) vùng hóa trị ( bên dưới, đường chấm) với MQWs kích thước lớp dầy 3nm (2nm + 1nm) theo mức mật độ dòng hạt tải 28 Hình 2.8 Đặc tuyến I-V cấu trúc MQWs 3nm (2nm + 1nm) 29 Hình 2.9 Tương quan mật độ dịng J điện mơ bias từ 0-5V 29 Hình 2.10: Tương quan hiệu xuất phát xạ nội (IQE) với mật độ dòng J Đồ thị đường gấp khúc, có thay đổi lên xuống 30 Hình 2.11: Kết mơ bước sóng phát xạ cho 363nm với cấu trúc MQWs 3nm mật độ dòng J= 5.0569 x10-7 A/cm2 hay 3.0V bias 31 Hình 2.12: Kết mơ bước sóng phát xạ cho 363nm với cấu trúc MQWs 3nm mật độ dòng J = 1.7983 A/cm2 hay 3.5V bias 31 Hình 2.13: Kết mơ bước sóng phát xạ cho 363nm với cấu trúc MQWs 3nm mật độ dòng J = 1.56484x10-5A/cm2 hay 4.5V bias 32 Hình 2.14: Kết mơ mức lượng vùng dẫn hóa trị với MQWs 3nm (2nm + 1nm) thay đổi mật độ dòng J hay bias 32 Hình 2.15: Đặc tuyến I-V cấu trúc MQWs 3nm (2.5nm + 0.5nm) đường thẳng tăng tuyến tính 33 Hình 2.16: Tương quan mật độ dịng J điện mơ bias từ 0-5V, từ 1.5V đến 4.0V mật độ dòng J tăng, từ 4.0V đến 4.5V giảm, bắt đầu tăng đến 5.0V 33 Hình 2.17: Tương quan hiệu xuất phát xạ nội (IQE) với mật độ dòng J cao đạt gần 34 Hình 2.18: Kết mơ bước sóng phát xạ cho 362nm với cấu trúc MQWs 4nm mật độ dòng J= 1.56475A/cm2 hay 3.5V bias 35 Hình 2.19: Kết mơ bước sóng phát xạ cho357nm với cấu trúc MQWs 4nm mật độ dòng J = 0.000111097A/cm2 hay 5V bias 35 Hình 2.20: Kết mơ mức lượng vùng dẫn hóa trị với MQWs 4nm thay đổi mật độ dòng J hay bias 35 Hình 2.21: Đặc tuyến I-V cấu trúc MQWs 4nm (2.5nm + 1.5nm) 36 Hình 2.22: Tương quan mật độ dịng J điện mô bias từ 0-5V 36 Hình 2.23: Tương quan hiệu xuất phát xạ nội (IQE) với mật độ dịng J có xu hướng đạt 0.1 cao 37 Hình 2.24: So sánh bước sóng phát xạ cấu trúc UV LED có bề dày MQWs 3nm với 2nm 3.5V 37 Hình 2.25: So sánh đặc tuyến IV cấu trúc cấu trúc UVLED với bề dày MQWs 3nm 2nm 38 Hình 2.26:So sánh tương quan mật độ dịng J với điện mơ MQWs có bề dày 3nm 2nm 38 Hình 2.27:So sánh tương quan hiệu xuất phát xạ nội (IQE) với mật độ dòng J 38 Hình 2.28 Kết mơ bước sóng phát xạ cho 366nm với cấu trúc MQWs 5nm mật độ dòng J = 4.92068x10-7 A/cm2 hay 3.0V bias 39 Hình 2.29 Kết mơ bước sóng phát xạ cho 367nm với cấu trúc MQWs 5nm mật độ dòng J = 1.53598A/cm2 hay 3.5V bias 40 Hình 2.30 Kết mơ bước sóng phát xạ cho 362nm với cấu trúc MQWs 5nm mật độ dòng J = 7.06966x10-5 A/cm2 hay 5V bias 40 Hình 2.31 Kết mơ mức lượng vùng dẫn hóa trị với MQWs 5nm mật độ dòng J= 4.92068x10-7A/cm2 hay 3.0V bias 41 Hình 2.32 Kết mơ mật độ phân bố hạt tải với cấu trúc MQWs 5nm mật độ dòng J =4.92068x10-7A/cm2 hay 3.0V bias 41 Hình 2.33 Đặc tuyến I-V cấu trúc MQWs 5nm 42 Hình 2.34 Tương quan hiệu xuất phát xạ nội (IQE) với mật độ dịng J có xu hướng chạm (100%) mật độ dòng lớn 42 Hình 2.35 Kết mơ bước sóng phát xạ cho 362nm với cấu trúc MQWs 6nm mật độ dòng J = 4.81664x10-7 A/cm2 hay 3.0V bias 43 Hình 2.36 Kết mơ bước sóng phát xạ cho 362nm với cấu trúc MQWs 6nm mật độ dòng J 1.48982 A/cm2 hay 3.5V bias 43 Hình 2.37 Kết mơ mức lượng vùng dẫn hóa trị với MQWs 6nm mật độ dòng J = 4.81664x10-7 A/cm2 hay 3.0V bias 44 Hình 2.38 Kết mô mật độ phân bố hạt tải với cấu trúc MQWs 6nm mật độ dòng J =4.81664x10-7 A/cm2 hay 3.0V bias 44 Hình 2.39 Đặc tuyến I-V cấu trúc MQWs 6nm 45 Hình 2.40 Tương quan hiệu xuất phát xạ nội (IQE) với mật độ dịng J có xu hướng chạm (100%) mật độ dòng lớn 45 CHƯƠNG Hình 3.1 Các bước chế tạo cấu trúc uvled phát xạ 355nm-365nm qua mô phần mền Intellisuite chuyên dụng 49 Hình 3.2 Chọn lớp đế Sapphire (0001) 51 Hình 3.3 Bước với lớp màng mỏng 51 Hình 3.4 Bước phủ lớp bán dẫn loại n_AlGaN 52 Hình 3.5 Phủ lớp đa giếng lượng tử (MQWs) với lớp 52 Hình 3.6 Bước phủ lớp lớp bán dẫn loại p 53 Hình 3.7 Mặt nạ (mask số 1) 53 Hình 3.8 Phủ rửa lớp cảm quang 54 Hình 3.9 Hình thành lớp cấu trúc UVLED sau rửa lớp rửa cảm quang 54 Hình 3.10 Mặt nạ số 55 Hình 3.11 Phủ lớp Al/Au hình thành điện cực âm cho uvled 55 Hình 3.12 Mặt nạ số sử dụng cho chế tạo điện cực p 56 Hình 3.13 Phủ lớp Al/Au hình thành điện cực dương cho uvled 56 Hình 3.14 Hình dạng điện cực UVLED sau hoàn tất phủ lớp Al/Au 57 CHƯƠNG Hình 4.1 Một hệ thống máy MOCVD 58 Hình 4.2 Sơ đồ hệ MOCVD với khí mang bình chứa kim loại hữu 59 Hình 4.3 Tốc độ phủ màng phụ thuộc vào nhiệt độ áp suất 60 Hình 4.4 Nhóm nghiên cứu chế tạo UVLED (tại Hàn Quốc, trái) thực quan trình quang khắc SHTP labs (phải) 60 Hình 4.5 Mức lượng nhôm thành phần AlGaN 61 Hình 4.6 Dịng khí di chuyển buồng phản ứng hệ phủ màng kim loại hữu MOCVD 61 Hình 4.7 Hình thiết kế phóng lớn wafer cho mesa uvled 365nm 63 Hình 4.8 Thiết kế phóng lớn wafer cho electrode uvled 365nm 63 Hình 4.9 Thiết kế mesa mask uvled 365nm 64 Hình 4.10 Thiết kế electrode mask uvled 365nm 64 Hình 4.11 Ba loại mask (mesa) cho điện cực uvled công đoạn: phủ cảm quang quang khắc 65 Hình 4.12 Ba loại mask (electrod) cho điện cực uvled qua công đoạn: phủ cảm quang quang khắc 67 Hình 4.13 Thiết bị quang khắc tài phịng vàng (SHTP Labs) 67 Hình 4.14 Wafer cấu trúc uvled sau quang khắc 67 Hình 4.15 Hình dạng điện cực chíp uvled wafer inch 68 Hình 4.16 Hình dạng điện cực chíp uvled phát xạ 355nm (trái) 365nm (phải) 68 Hình 4.17 Các chip uvled cắt rời hàn dây- đóng gói (wirebonding) 68 Hình 4.18 Các chip uvled đóng gói vào đế hình mâm 68 Hình 4.19 Các chip uvled đóng gói hình trụ LED thường 69 Hình 4.20 Các chip uvled đóng gói hình trịn 69 Hình 4.21 Kiểm tra linh kiện UVLED phát sáng 69 Hình 4.22 Hệ thống làm nóng tia laser trước tiến hành đo phổ phát xạ PL gắn với hệ điều khiển MOCVD CBNU, Hàn Quốc 70 Hình 4.23 Mẫu đo phổ phát xạ PL mẫu thứ 70 Hình 4.24 Kết đo phổ phát xạ PL mẫu thử 71 Hình 4.25 Kết phân tích độ dày mẫu (3) 71 CHƯƠNG Hình 5.1 Vi khuẩn E.coli: (a) vi khuẩn E.coli chụp từ kính hiển vi, (b) hình dạng vi khuẩn E.coli (c) cấu trúc thể vi khuẩn E.coli 73 Hình 5.2 Hình ảnh vi khuẩn fecal coliform 74 Hình 5.3 (a) Cơ chế sinh sản vi khuẩn (b) Quy trình phân bào sinh sản vi khuẩn 74 Hình 5.4 Mơ tả chế tạo dimer làm thay đổi cấu trúc ADN vi khuẩn chống lại sinh sản phân bào: (a,b) số liên kết T=T hình thành bị UV tác dụng (c) liên kết T^T tạo nên 75 Hình 5.5 Kích thước phần khung tủ xét nghiệm 76 Hình 5.6 Sơ đồ khối mạch điều khiển chiếu xạ tia cực tím 76 Hình 5.7 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển chiếu xạ cực tím 78 Hình 5.8 Đồ thị so sánh nhiệt độ bên bên khu vực chiếu xạ tủ xét nghiệm 83 Hình 5.9 Đồ thị so sánh độ ẩm bên bên khu vực chiếu xạ tủ xét nghiệm 84 Hình 5.10 Chuẩn bị pha mẫu nước để xét nghiệm PTN MEMS Trường ĐHKHTN 80 Hình 5.11 Các bước cấy mẫu petri 3M ủ mẫu 81 Hình 5.12 Các bước tiến hành cài đặt cho việc chiếu xạ tia cực tím tủ xét nghiệm 83 Hình 5.13 Kết xét nghiệm vi khuẩn petri cho mẫu nước để kiểm tra chất lượng theo tiêu chuẩn nước 84 Hình 5.14 Kết kiểm tra vi khuẩn từ mặt sau petri 3M mẫu nước xét nghiệm.85 Hình 5.17 Hình Petri mẫu vi khuẩn với nồng độ 2x10-1 dùng nguồn UVLED 86 Hình 5.18 Đồ thị biểu tỉ lệ diệt vi khuẩn theo nồng độ 2x10-1 dùng nguồn UVLED 87 DANH MỤC CÁC BẢNG CHƯƠNG Bảng 1.1 Phân loại tia cực tím theo tiêu chuẩn ISO-DIS-21348 15 Bảng 1.2 Phân loại ánh sáng theo bước sóng lượng với tên tương ứng 21 CHƯƠNG Bảng 2.1 Giá trị mật độ dịng (J) bước sóng phát xạ () theo điện áp bias bề dày giếng d = 3nm (2nm +1nm) 26 Bảng 2.2 Giá trị J  theo điện áp bias bề dày giếng d = 3nm (2.5nm +0.5nm) 30 Bảng 2.3 Giá trị J  theo điện áp bias bề dày giếng d = 4nm (1.5nm +2.5nm) 34 Bảng 2.4.Giá trị J  theo điện áp bias có bề dày lớp giếng 5nm (2nm +3nm) 39 Bảng 2.5 Giá trị J  theo điện áp bias bề dày lớp giếng 1.5nm – 4.5nm 42 Bảng 2.6 So sánh thay đổi kích thước bề dầy MQWs vùng 355-365nm 46 CHƯƠNG Bảng 5.1 Đánh giá thông số vi khuẩn xét nghiệm mẫu nước (với lần thực lấy giá trị trung bình) 85 Bảng 5.2 Kết mẫu vi khuẩn theo nồng độ pha 2x10-1 sử dụng nguồn UVLED 86 Bảng 5.3 Kết mẫu vi khuẩn theo nồng độ pha 2x10-2 sử dụng nguồn UVLED 87