Nghiên cứu chế tạo và một số tính chất quang của vật liệu nano bột và màng ZnS:Ni

Nghiên cứu chế tạo và một số tính chất quang của vật liệu nano bột và màng ZnS:Ni

Luận văn thạc sỹ khoa học Hoàng Anh Tuấn MỞ ĐẦU I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong suốt 10-15 năm gần đây, công nghệ nano được xem là một trong những môn khoa học hàng đầu trong cả nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu công nghệ cao và được phát triển trên toàn cầu. Thành tựu khoa học của các công trình nghiên cứu vật liệu nano đang trở nên có ý nghĩa hơn bao giờ hết. Công nghệ nano đang phát triển với một tốc độ bùng nổ và hứa hẹn đem lại nhiều thành tựu kỳ diệu cho loài người. Đối tượng của công nghệ nano là những vật liệu có kích cỡ nanomét (10 -9 m). Với kích thước nhỏ như vậy vật liệu nano có những tính chất vô cùng độc đáo mà những vật liệu có kích thước lớn hơn không thể có đuợc như độ bền cơ học, hoạt tính xúc tác cao, tính siêu thuận từ, các tính chất điện quang nổi trội .Mục tiêu ban đầu của việc nghiên cứu vật liệu nano để ứng dụng trong cụng nghệ sinh học, chẳng hạn như các tác nhân phản ứng sinh học và hiện ảnh các tế bào. Ứng dụng trong vật lý, các chấm lượng tử được hướng tới để sản xuất các linh kiện điện tử như các diode phát quang (LEDs), laser chấm lượng tử có hiệu suất cao hơn và dòng ngưỡng thấp. Trong viễn thông, chấm lượng tử được dùng trong các linh kiện để khuếch đại quang và dẫn sóng. Khống chế và điều khiển tập hợp các chấm lượng tử là một mục tiêu lớn để dùng các vật liệu này cho máy tính lượng tử. Chính những tính chất ưu việt này đã mở ra cho các vật liệu nano những ứng dụng vô cùng to lớn đối với nhiều lĩnh vực từ công nghệ điện tử, viễn thông, năng luợng đến các vấn đề về sức khỏe, y tế, môi trường; từ công nghệ thám hiểm vũ trụ đến các vật liệu đơn giản nhất trong đời sống hàng ngày Với phạm vi ứng dụng to lớn như vậy, công nghệ nano đã được các nhà khoa học dự đoán sẽ làm thay đổi cơ bản thế giới trong thế kỷ XXI Nghiên cứu cơ bản tính chất quang học là một trong những chuyên ngành quan trọng của quang phổ học của Vật lý chất rắn. Vì vậy các hợp chất bán dẫn thuộc nhóm A II B VI với các tính chất quang phong phú đã và đang là đối tượng được nhiều nhà bác học quan tâm nghiên cứu. Việc nghiên cứu các tính chất của các hợp chất bán dẫn có vai trò quan trọng cả về lí thuyết và ứng dụng: Như nếu có độ rộng vùng cấm lớn cho phép ta mở rộng giới 1 Luận văn thạc sỹ khoa học Hoàng Anh Tuấn hạn ứng dụng vật liệu bán dẫn vào các linh kiện điện tử trong miền ánh sáng nhìn thấy và cực tím gần. Một trong các hợp chất bán dẫn đó là Kẽm sunfua ( ZnS ) . ZnS là chất bán dẫn có vùng cấm thẳng, độ rộng vùng cấm lớn nhất trong các hợp chất bán dẫn A II B VI ( E g ≈ 3,68eV ở nhiệt độ phòng ) có độ bền nhiệt độ cao… Với vùng cấm thẳng, đồng thời chuyển mức phát quang gây bởi các tâm sâu có xác xuất lớn nên ZnS có hiệu suất lượng tử phát quang lớn. Nó là hợp chất có vùng cấm thẳng, độ rộng vùng cấm lớn nhất trong các hợp chất A II B VI , có nhiệt độ nóng chảy cao (2103K). Vì vậy mà ZnS đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học và đời sống. Chẳng hạn có thể ứng dụng trong các linh kiện quang điện tử như cửa sổ hồng ngoại, laser phát quang, màn hình hiển thị…. Mặc khác ta có thể điều khiển độ rộng vùng cấm cũng như mong muốn thu được dải phát xạ khác trong vùng ánh sáng nhìn thấy của tinh thể ZnS. Các hạt nano có thể được pha thêm các kim loại chuyển tiếp và các kim loại đất hiếm như: Ni 2+ , Mn 2+ , Cu 2+ hoặc Eu 3+ …; thay đổi nồng độ pha tạp, thay đổi điều kiện chế tạo mẫu nhằm cải thiện tính chất quang của chúng. Do đó ZnS có rất nhiều ứng dụng rộng rãi trong khoa học kĩ thuật: Bột huỳnh quang ZnS được sử dụng trong các tụ điện huỳnh quang, các màn Rơnghen, màn của các ống phóng điện tử. Người ta chế tạo được nhiều loại photodiot trên cơ sở lớp chuyển tiếp p – n của ZnS, suất quang điện động của lớp chuyển tiếp p – n trên tinh thể ZnS thường đạt tới 2,5V. Điều này cho phép hy vọng có những bước phát triển trong công nghệ chế tạo thiết bị ghi đọc quang học laser chẳng hạn như làm tăng mật độ ghi thông tin trên đĩa, tăng tốc độ làm việc của các máy in laser, đĩa compact, tạo khả năng sử dụng bảng màu trộn từ 3 laser phát màu cơ bản. Ngoài ra, hợp chất ZnS pha với các kim loại chuyển tiếp (Ni 2+ , Cu 2+ ,Mn 2+ , Pb 2+ , …)được ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực điện phát quang, chẳng hạn như trong các dụng cụ phát xạ electron làm việc ở dải tần rộng. Với việc pha thêm tạp chất và thay đổi nồng độ tạp chất, có thể điều khiển được độ rộng vùng cấm làm cho các ứng dụng của ZnS càng trở nên phong phú. Hiện nay ZnS càng thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu do những tính chất đặc biệt của nó khi các hạt có kích thước nanô. Những tính chất này được gây ra bởi hiệu ứng lượng tử hóa vì kích thước các hạt bị thu nhỏ. Các 2 Luận văn thạc sỹ khoa học Hoàng Anh Tuấn nghiên cứu cũng đã chỉ ở điều kiện nồng độ tạp chất tối ưu, tác động của các điều kiện tổng hợp trong khi chế tạo ( chế độ nung ủ trong không khí hay trong khí Ar …) và của các chất phụ gia polyme đưa vào … đã ảnh hưởng tới hiệu suất lượng phát quang của tinh thể ZnS:Ni 2+ . Tuy nhiên các kết quả đưa ra chưa có sự thống nhất về điều kiện nồng độ tạp chất ( về nồng độ Ni 2+ tối ưu và cách giải thích về sự ảnh hưởng của một hay nhiều thông số trong điều kiện chế tạo, ảnh hưởng của các chất phụ gia đưa vào …). Từ những lý do trên đây và trên cơ sở trang thiết bị sẵn có của Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu là: "Nghiên cứu chế tạo và một số tính chất quang của vật liệu nano bột và màng ZnS:Ni” II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU  Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano ZnS, ZnS:Ni có kích thước nano.  Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ pha tạp Ni lên cấu trúc và tính chất quang của mẫu bột và màng ZnS:Ni. Từ đó xác định hàm lượng tối ưu của Ni để mẫu có tính chất quang tốt nhất.  Nghiên cứu tính chất quang của mẫu bột và màng ZnS:Ni. III. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU  Phương pháp nghiên cứu lý luận: Dựa trên cơ sở các kết quả tính toán lý thuyết.  Phương pháp thực nghiệm.  Phương pháp trao đổi và tổng kết kinh nghiệm. Luận văn được tiến hành bằng phương pháp thực nghiệm, các mẫu nghiên cứu trong luận văn được chế tạo bằng phương pháp hoá ướt tại Phòng thí nghiệm hoá học hữu cơ, Khoa hó học và Trung tâm khoa học và công nghệ nano trường Đại học sư phạm Hà Nội. IV. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN  Mở đầu  Nội dung  Chương 1: Tổng quan  Chương 2: Thực nghiệm chế tạo và phương pháp khảo sát mẫu 3 Luận văn thạc sỹ khoa học Hoàng Anh Tuấn  Chương 3: Kết quả và thảo luận  Kết luận chung  Phụ lục  Tài liệu tham khảo 4 Luận văn thạc sỹ khoa học Hoàng Anh Tuấn NỘI DUNG Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ZNS VÀ ZNS:NI 1.1. Vật liệu nano 1.1.1. Định nghĩa Vật liệu nano là vật liệu trong đó ít nhất 1 chiều có kích thước nanomet (nm). Theo trạng thái, người ta chia vật liệu nano thành trạng thái rắn, lỏng và khí. Theo hình dáng vật liệu, người ta chia vật liệu nano thành:  Vật liệu nano không chiều: là vật liệu cả ba chiều đều có kích thước nanomet. Ví dụ: đám nano, hạt nano….  Vật liệu nano một chiều: là vật liệu trong đó hai chiều có kích thước nanomet. Ví dụ: ống nano, dây nano….  Vật liệu nano hai chiều: là vật liệu trong đó một chiều có kích thước nanomet. Ví dụ: màng nano…. Ngoài ra còn có vật liệu nanocomposit trong đó chỉ một phần của vật liệu có kích thước nano hoặc cấu trúc của nó có nano không chiều, một chiều, và hai chiều đan xen nhau. Ví dụ: nanocomposit bạc/ silica, bạc/uretan…. 1.1.2. Đặc trưng của vật liệu nano Một đặc điểm quan trọng của vật liệu nano là kích thước hạt vô cùng nhỏ bé, chỉ lớn hơn kích thước của nguyên tử 1 hoặc 2 bậc. Do vậy, tỉ số giữa số nguyên tử nằm ở bề mặt trên số nguyên tử tổng cộng của vật liệu nano lớn hơn rất nhiều so với tỉ số này đối với các vật liệu có kích thước lớn hơn. Như vậy, nếu như ở vật liệu thông thường, chỉ một số ít nguyên tử nằm trên bề mặt, còn phần lớn các nguyên tử còn lại nằm sâu phía trong, bị các lớp ngoài che chắn thì trong cấu trúc của vật liệu nano, hầu hết các nguyên tử đều được "phơi" ra bề mặt hoặc bị che chắn không đáng kể. Do vậy, ở các vật liệu có kích thước nano mét, mỗi nguyên tử được tự do thể hiện toàn bộ tính chất của mình trong tương tác với môi trường xung quanh. Điều này đã làm xuất hiện ở vật liệu nano nhiều đặc tính nổi trội, đặc biệt là các tính chất điện, quang, từ, …. Hình 1.1. Mô phỏng vật liệu khối (3D), màng nano (2D), dây nano (1D) và hạt (0D) nano 5 Luận văn thạc sỹ khoa học Hoàng Anh Tuấn Kích thước hạt nhỏ bé còn là nguyên nhân làm xuất hiện ở vật liệu nano ba hiệu ứng: hiệu ứng lượng tử, hiệu ứng bề mặt, hiệu ứng kích thước.  Hiệu ứng lượng tử Đối với các vật liệu vĩ mô gồm rất nhiều nguyên tử (1µm 3 vật liệu có khoảng 10 12 nguyên tử), các hiệu ứng lượng tử được trung bình hóa cho tất cả các nguyên tử, vì thế mà ta có thể bỏ qua những khác biệt ngẫu nhiên của từng nguyên tử mà chỉ xét các giá trị trung bình của chúng. Nhưng đối với cấu trúc nano, do kích thước của vật liệu rất nhỏ, hệ có rất ít nguyên tử nên các tính chất lượng tử thể hiện rõ hơn và không thể bỏ qua. Điều này làm xuất hiện ở vật liệu nano các hiện tượng lượng tử kỳ thú như những thay đổi trong tính chất điện và tính chất quang phi tuyến của vật liệu, hiệu ứng đường ngầm  Hiệu ứng bề mặt Ở vật liệu nano, đa số các nguyên tử đều nằm trên bề mặt, nguyên tử bề mặt có nhiều tính chất khác biệt so với các nguyên tử bên trong. Vì thế, các hiệu ứng có liên quan đến bề mặt như: khả năng hấp phụ, độ hoạt động bề mặt .của vật liệu nano sẽ lớn hơn nhiều so với các vật liệu dạng khối. Điều này đã mở ra những ứng dụng kỳ diệu cho lĩnh vực xúc tác và nhiều lĩnh vực khác mà các nhà khoa học đang quan tâm nghiên cứu.  Hiệu ứng kích thước Các vật liệu truyền thống thường được đặc trưng bởi một số các đại lượng vật lý, hóa học không đổi như độ dẫn điện của kim loại, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, tính axit Tuy nhiên, các đại lượng vật lý và hóa học này chỉ là bất biến nếu kích thước của vật liệu đủ lớn (thường là lớn hơn 100 nm). Khi giảm kích thước của vật liệu xuống đến thang nano (nhỏ hơn 100 nm) thì các đại lượng lý, hóa ở trên không còn là bất biến nữa, ngược lại chúng sẽ thay đổi theo kích thước. Hiện tượng này gọi là hiệu ứng kích thước. Kích thước mà ở đó, vật liệu bắt đầu có sự thay đổi tính chất được gọi là kích thước tới hạn. Ví dụ: Điện trở của một kim loại tuân theo định luật Ohm ở kích thước vĩ mô mà ta thấy hàng ngày. Nếu ta giảm kích thước của kim loại xuống nhỏ hơn quãng đường tự do trung bình của điện tử trong kim loại (thường là từ vài nanomet đến vài trăm nanomet) thì định luật Ohm không còn đúng nữa. Lúc đó điện trở của vật liệu có kích thước nano sẽ tuân theo các quy tắc lượng tử. 6 Luận văn thạc sỹ khoa học Hoàng Anh Tuấn Các nghiên cứu cho thấy các tính chất điện, từ, quang, hóa học của các vật liệu đều có kích thước tới hạn trong khoảng từ 1 nm đến 100 nm nên các tính chất này đều có biểu hiện khác thường thú vị ở vật liệu nano so với các vật liệu khối truyền thống. Bảng 1.1: Khi kích thước hạt tăng, tổng số nguyên tử trong hạt tăng, phần trăm số nguyên tử trên bề mặt hạt giảm. Bảng 1.2 Độ dài tới hạn của một số tính chất của vật liệu Tính chất Thông số Độ dài tới hạn (nm) Tính chất cơ Tương tác bất định xứ 1 - 1000 Biên hạt 1 - 10 Bán kính khởi động nứt vỡ 1 - 100 Sai hỏng mầm 0,1 - 10 Độ nhăn bề mặt 1 - 10 Tính chất điện Bước sóng điện tử 10 - 100 Quãng đường tự do trung bình không đàn hồi 1 - 100 Hiệu ứng đường ngầm 1 - 10 Tính chất từ Độ dày vách đômen 10 - 100 Quãng đườ ng tán xạ spin 1 - 100 Tính siêu dẫn Độ dài liên kết cặp Cooper 0,1-100 7 Lun vn thc s khoa hc Hong Anh Tun thm thu Meiner 1 - 100 Tớnh cht quang Ging lng t 1 - 100 di suy gim 10 - 100 sõu b mt kim loi 10 - 100 1.1.3. Vi nột v mng mng v ng dng [4] Cụng nghip mng mng l mt nghnh ngh thut c xa nht nhng ng thi cng l nghnh khoa hc mi m. Trong lch s ngh thut dỏt vng ó c phỏt trin t 4000 nm trc bt ngun t ngi Ai Cp vi dy khong 0,3 m à . Ngy nay cụng ngh dỏt vng ó t ti chiu dy 1 m à , 0,05 m à . K thut ch to mng mng hin nay c chia thnh hai nhúm phng phỏp l phng phỏp hoỏ hc v phng phỏp vt lý. Cỏc phng phỏp húa hc thụng dng l phun in thy phõn, lng ng in húa, oxy hoỏ anot, lng ng hi hoỏ hc, quay ph (spin costing) . Cỏc phng phỏp vt lý thng c tin hnh trong mụi trng ỏp sut thp, do ú kộo theo vic ng dng cụng ngh chõn khụng trong vic ch to mng mng. Cỏc phng phỏp vt lý ch to mng mng nh: phỳn x catt (do W.R.Grove tỡm ra nm 1852), phng phỏp bc bay nhit (do M.Faraday tỡm ra vo nm 1857), phng phỏp phỳn x catt trong t trng . Do c tớnh ca mng mng l cú kớch thc mt chiu b gii hn cú th di kớch thc gii hn ca vt liu to iu kin cho vic ch to cỏc vt dng cú kớch thc nh gn, tit kim nng lng cỏc lp mng ph trờn b mt cú th giỳp trỏnh c nh hng ca hin tng ụxihúa, n mũn vt liu . Chớnh vỡ vy nú c ng dng vo tt c cỏc lnh vc trong i sng con ngi v c bit l cụng ngh vi mch in t v cỏc quang c cụng ngh mng mng. C th nh: + Mng mng ph b mt ca trang sc, lm gng laser trong hc cng hng, lm cm bin . + Lm pha ốn chiu, lm cỏch t, lm in cc trong sut trong pin mt tri, trong cỏc vi mch in t s dng cụng ngh quang khc . 1.2. Cu trỳc mng tinh th ca vt liu ZnS 8 Zn S Hình 1.3. Cấu trúc Wurtzite Luận văn thạc sỹ khoa học Hồng Anh Tuấn ZnS có 2 dạng cấu trúc chính là: cấu trúc lập phương giả kẽm và cấu trúc lục giác Wurtzite. Cấu trúc Wurtzite bền ở nhiệt độ cao, cấu trúc lập phương giả kẽm thường được hình thành ở nhiệt độ thấp . 1.2.1. Cấu trúc lập phương giả kẽm (Zinc blend).[1,2] Nhóm đối xứng khơng gian của tinh thể A II B VI ứng với mạng tinh thể này là T 2 d – F 43m (216). Đây là cấu trúc thường gặp của ZnS ở điều kiện nhiệt độ áp suất bình thường. Trong ơ cơ sở có 4 phân tử ZnS có tọa độ như sau: )0, 2 1 , 2 1 (); 2 1 ,0, 2 1 (); 2 1 , 2 1 ,0();0,0,0(:4S ) 4 1 , 4 3 , 4 3 (); 4 3 , 4 1 , 4 3 (); 4 3 , 4 3 , 4 1 (); 4 1 , 4 1 , 4 1 (:4Zn 2Mỗi ngun tử Zn (S) được bao bọc bởi 4 ngun tử S (Zn) ở 4 đỉnh của tứ diện đều với khoảng cách a 4 3 , với )(410,5 o Aa = là hằng số mạng [phụ lục III]. Mỗi ngun tử S (Zn) còn được bao bọc bởi 12 ngun tử còn lại, chúng ở lân cận bậc hai nằm trên khoảng cách a 2 2 . Trong đó có 6 ngun tử nằm ở đỉnh của lục giác trên cùng mặt phẳng ban đầu, 6 ngun tử còn lại tạo thành hình lăng trụ gồm 3 ngun tử ở mặt cao hơn, 3 ngun tử ở mặt phẳng thấp hơn mặt phẳng kể trên. Các lớp ZnS định hướng theo trục [111] . Do đó tinh thể có cấu trúc lập phương giả kẽm có tính dị hướng. Các hợp chất sau đây có cấu trúc tinh thể theo kiểu lập phương giả kẽm: CuF, CdS, InSb… 1.2.2 .Cấu trúc Wurtzite: Nhóm đối xứng khơng gian của mạng tinh thể này là C 4 6v -P6 3 mc là cấu trúc bền ở nhiệt độ cao. Mỗi ơ cơ sở chứa hai phân tử ZnS với các vị trí lần lượt là: ) 2 1 , 3 2 , 3 1 ();0,0,0(:2S 9 Hình 1.2 . Mô hình cấu trúc lập phương giả kẽm [100] [010] [001] Luận văn thạc sỹ khoa học Hoàng Anh Tuấn ). 2 1 , 3 2 , 3 1 ();,0,0(:2 uuZn + với 8 3 ≅ u Mỗi nguyên tử Zn liên kết với 4 nguyên tử S nằm trên 4 đỉnh của tứ diện gần đều. Khoảng cách từ nguyên tử Zn đến nguyên tử S là (u.c) còn 3 khoảng cách kia bằng 2 2 2 2 1 1 3 2 a c u     + −    ÷       (trong đó a và c là các hằng số mạng, với 0 0 6,2565 , 3,823a A c A= = ). Ta có thể coi mạng Wurtzite được cấu tạo từ hai mạng lục giác lồng vào nhau: một mạng chứa các nguyên tử S và mạng kia chứa các nguyên tử Zn. Mạng lục giác thứ hai trượt so với mạng lục giác thứ nhất một đoạn là 3 8 c . Xung quanh mỗi nguyên tử có 12 nguyên tử bậc hai gần nó, được phân bố như sau: + 6 nguyên tử ở đỉnh lục giác nằm trong cùng một mặt phẳng ban đầu và cách một khoảng bằng a. + 6 nguyên tử khác ở đỉnh của lăng trụ tam giác cách nguyên tử này một khoảng 2 2 1 1 3 4 a c   +     1.3. Cấu trúc vùng năng lượng của ZnS [1] 1.3.1. Cấu trúc vùng năng lượng của mạng lập phương giả kẽm Mạng lập phương giả kẽm có đối xứng tịnh tiến của mạng lập phương tâm mặt, với các véctơ tịnh tiến cơ sở là: ( ) ( ) ( ) 1 2 3 1 1 1 1,1,0 ; 1,0,1 ; 0,1,1 2 2 2 a a a a a a = = = ur uur uur Mạng đảo là mạng lập phương tâm khối với các vectơ cơ sở là: 10 [...]... quá trình bắt hạt dẫn và tái hợp hạt dẫn 1.5 Một số kết quả nghiên cứu về cấu trúc và tính chất quang của tinh thể ZnS và ZnS:Ni 1.5.1 Tính chất về cấu trúc vật liệu Khi pha tạp các kim loại chuyển tiếp với nồng độ pha tạp nhất định thì sự thay thế vị trí của Zn2+ bằng các ion này không làm thay đổi đến cấu trúc lập phương giả kẽm của ZnS Theo tác giả [14] thì khi pha tạp Ni vào ZnS thì với nồng độ... Hình 1.20: Phổ hấp thụ của ZnS và ZnS:Ni với các nồng độ khác nhau [14] -E&F - 25 Luận văn thạc sỹ khoa học Hoàng Anh Tuấn CHƯƠNG II THỰC NGHIỆM CHẾ TẠO VÀ PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT MẪU 2.1 Một số phương pháp chế tạo vật liệu nano Hiện tại có rất nhiều phương pháp chế tạo mẫu ZnS dưới dạng khối và màng Các phương pháp này được chia làm hai nhóm chính: nhóm các phương pháp vật lí và nhóm các phương pháp... kim phun và đế, bộ ổn nhiệt cho lò nung để đảm bảo điều kiện chế tạo màng mỏng có chất lượng tốt Kĩ thuật phun tĩnh điện có nhiều ưu điểm trong việc chế tạo màng mỏng: • Trang thiết bị có độ chính xác cao, một số bộ phận dễ chế tạo và lắp đặt • Hiệu suất tạo màng cao, chất lượng màng tốt, độ mịn và độ đồng đều cao • Dễ dàng điều chỉnh tốc độ phun dung dịch, điều chỉnh khoảng cách giữa kim phun và đế,... phương pháp hoá ướt để chế tạo vật liệu bột và màng nano ZnS:Ni Hai phương pháp chế tạo này có những đặc điểm gần giống nhau, cùng xuất phát từ những chất ban đầu là kẽm accetat ( CH 3COO2 2 H 2O ) , muối nikensun phat (NiSO4 6H2O) và natri sunfua ( Na2 S 9 H 2O ) là các nguyên liệu dễ kiếm và rẻ tiền Để khống chế kích thước hạt, tôi sử dụng dung dịch đệm CH 3COONa : COOH để tạo ra môi trường phản... thị quang phổ hấp thụ của tinh thể ZnS có pha tạp chất và không pha tạp chất với đỉnh hấp thụ ở 308 nm Cũng theo nghiên cứu của nhóm tác giả [18] hình vẽ 1.18 cho thấy đỉnh phát xạ huỳnh quang của tinh thể nguyên chất ZnS là 450 nm Nhưng đỉnh phát xạ của tinh thể có chứa tạp chất Ni2+ là 520 nm (màu xanh) Những hiệu ứng huỳnh quang của mẫu có chứa tạp chất đã giảm xuống trong khi tỷ lệ phân tử gam của. .. lượng cao vào bia và lien kết các hạt này trên đế Các hạt vật liệu này được bứt ra trong môi trường plasma của khí trơ được kích hoạt trong áp suất từ 10-2 đến vài Pa Ưu điểm của phương pháp này là dễ dàng chế tạo được màng có nhiệt độ nóng chảy cao, thành phần màng chính xác với thành phần bia, màng đồng nhất trên diện tích rộng Tuy nhiên, nhược điểm là tốc độ tạo màng thấp, giá thành vật liệu cao,... nhớt của dung dịch thường không cao, màng tương đối xốp với một số chất khó có độ bám dính vào đế 2.2 Một số phương pháp khảo sát mẫu 2.2.1 Phép đo nhiễu xạ tia X Nhiễu xạ tia X là hiện tượng các chùm tia X nhiễu xạ trên các mặt tinh thể của chất rắn Do tính tuần hoàn của cấu trúc tinh thể đã tạo nên các cực đại và cực tiểu nhiễu xạ Kỹ thuật nhiễu xạ tia X được sử dụng để phân tích cấu trúc của vật. .. kim phun và đế, do đó có thể chế tạo các màng có độ dày, độ đồng đều như mong muốn • Thời gian chế tạo màng ngắn, hao phí dung dịch nhỏ, cách vận hành thiết bị đơn giản • Màng mỏng tạo ra có thể ủ ngay trên lò nung, do đó đảm bảo chất lượng của màng, tiết kiệm thời gian • Kiểm soát được nhiệt độ đế, dễ dàng chế tạo ở các nhiệt độ khác nhau Nhược điểm của phương pháp: • Màng tiếp xúc với môi trường... Ưu điểm Chế tạo được những màng mỏng có độ Dễ áp dụng, giá thành thấp, dễ tinh khiết cao, tính đồng nhất về quang dàng thay đổi nồng độ pha tạp, học, cấu trúc và mật độ hạt cao tốc độ tạo màng nhanh, diện tích phủ màng rộng, có khả năng đưa điểm Phải thực hiện ở môi trường chân không cao, thiết bị phức tạp đắt tiền Nhược vào chế tạo hàng loạt Chất lượng màng không đồng đều, chịu ảnh hưởng của môi trường... Nguyên tắc của phương pháp này là nhỏ từng giọt trên mặt đế đang quay với tốc độ lớn Dưới tác dụng của lực li tâm dung dịch sẽ trải đều trên đế và tạo thành màng mỏng Ưu điểm của phương pháp này là dễ thực hiện, có thể điều chỉnh độ dày của màng, các màng mỏng chế tạo đồng nhất, có thể phủ màng trên diện tích lớn do đó có lợi ích kinh tế cao Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là khó tạo được màng . " ;Nghiên cứu chế tạo và một số tính chất quang của vật liệu nano bột và màng ZnS:Ni II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU  Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano ZnS, ZnS:Ni. để mẫu có tính chất quang tốt nhất.  Nghiên cứu tính chất quang của mẫu bột và màng ZnS:Ni. III. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU  Phương pháp nghiên cứu lý luận: