Luận văn thạc sĩ Kaisone

BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH : VẬT LÍ CHẤT RẮN MÃ SỐ : 60.44.07 Học viên: Kaisone SONTHIKHUOMMAN GVHD : PGS.TS. Nguyễn Văn Minh Hà Nội - 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI Đề tài Chế tạo màng mỏng SrTi 1-x M x O 3 (M = Ni, Fe) bằng phương pháp bốc bay xung laser và khảo sát hình thái bề mặt bằng ảnh hiển vi lực nguyên tử Học viên: Kaisone SONTHIKHUOMMAN GVHD : PGS.TS. Nguyễn Văn Minh Hà Nội - 2011 Nội dung báo cáo Lý do chọn đề tài Tổng quan Thực nghiệm Kết quả và thảo luận LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Một trong các hướng nghiên cứu đang được triển khai thực hiện tại Trung tâm khoa học và công nghệ nano là chế tạo các vật liệu màng mỏng bằng phương pháp bốc bay xung laser (PLD). Việc khảo sát hình thái, mật độ phân bố hạt trên bề mặt được chúng tôi nghiên cứu thông qua ảnh AFM trên hệ NAVITAR được trang bị tại Trung tâm. Với những lí do trên và dựa vào điều kiện trang thiết bị tại cơ sở, tôi đã chọn đề tài: “Chế tạo màng mỏng STO bằng phương pháp bốc bay xung laser và khảo sát hình thái bề mặt bằng ảnh hiển vi lực nguyên tử” làm luận văn của mình. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI  Nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của AFM.  Chế tạo bia SrTi 1-x Ni x O 3 và SrTi 1-x Fe x O 3 bằng phương pháp gốm.  Chế tạo màng SrTi 1-x Ni x O 3 và SrTi 1-x Fe x O 3 bằng phương pháp bốc bay xung Laser.  Khảo sát hình thái bề mặt của các màng tạo được bằng ảnh AFM. TỔNG QUAN  Kính hiển vi lực nguyên tử Lịch sử phát triển  AFM lần đầu tiên được phát triển vào năm 1985.  Năm 1987, T. Albrecht đã lần đầu tiên phát triển AFM đạt độ phân giải cấp độ nguyên tử.  Năm 1988, AFM chính thức được thương mại hóa bởi Park Scientific (Stanford, Mỹ). Sơ đồ cấu tạo của AFM Cấu tạo Nguồn laser, gương phản xạ (mirror ), đầu thu tín hiệu (photodiod), mũi dò (tip), cần rung (cantilever ) và bộ quét áp điện Nguyên tắc hoạt động của AFM Khi mũi nhọn quét gần bề mặt mẫu vật, sẽ xuất hiện lực VanderWaals giữa các nguyên tử tại bề mặt mẫu và nguyên tử tại đầu mũi nhọn (lực nguyên tử) làm rung thanh cantilever. Lực này phụ thuộc vào khoảng cách giữa đầu mũi dò và bề mặt của mẫu. Sự phụ thuộc của lực tương tác giữa đầu mũi dò vào khoảng cách tới bề mặt mẫu Dao động của thanh rung do lực tương tác được ghi lại nhờ một tia laser chiếu qua bề mặt của thanh rung, dao động của thanh rung làm thay đổi góc lệch của tia laser và được detector ghi lại. Việc ghi lại lực tương tác trong quá trình thanh rung quét trên bề mặt sẽ cho hình ảnh cấu trúc bề mặt của mẫu vật. Các chế độ ghi ảnh  Chế độ tiếp xúc.  Chế độ không tiếp xúc.  Chế độ đánh dấu.  AFM khắc phục nhược điểm của STM, có thể chụp ảnh bề mặt của tất cả các loại mẫu kể cả mẫu không dẫn điện.  AFM không đòi hỏi môi trường chân không cao, có thể hoạt động ngay trong môi trường bình thường.  AFM cũng có thể tiến hành các thao tác di chuyển và xây dựng ở cấp độ từng nguyên tử, một tính năng mạnh cho công nghệ nano. Đồng thời AFM cũng hoạt động mà không đòi hỏi sự phá hủy hay có dòng điện nên còn rất hữu ích cho các tiêu bản sinh học. Ưu điểm của AFM [...]... ASX – 750 KẾT LUẬN 4 Kết quả nhiễu xạ tia X cho thấy, các mẫu đều có cấu trúc lập phương với nhóm không gian Pm3m, hằng số mạng cỡ 0,38 0,39 nm Khi thay thế Ni hoặc Fe cho Ti, hằng số mạng giảm khi nồng độ thay thế tăng 5 Chúng tôi đã ghi được ảnh AFM của các mẫu màng, từ đó đưa ra các bàn thảo về hình thái bề mặt và hình dạng các hạt phân bố trên bề mặt mẫu 6 Trong quá thực hiện luận văn, bản thân... thế tăng, ảnh bề mặt cho thấy xuất hiện các hạt hình cầu, số hạt hình que giảm dần kết quả này cho phép ta dự đoán các hạt Fe hình cầu có mật độ tăng dần trên bề mặt mẫu khi nồng độ thay thế tăng KẾT LUẬN 1 Chúng tôi đã tìm hiểu nguyên lý hoạt động, các phương pháp ghi ảnh và bước đầu sử dụng hệ AFM được trang bị tại Trung tâm khoa học và công nghệ Nano để nghiên cứu vi cấu trúc và hình thái bề mặt... không 4 Tủ điều khiển Phép đo nhiễu xạ tia X Nhiễu xạ tia X là một kỹ thuật dùng để nghiên cứu cấu trúc tinh thể Sơ đồ nguyên lý nhiễu xạ tia X Hệ AFM NAVITAR Hiển vi lực nguyên tử (AFM) KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Kết quả chế tạo mẫu khối SrTi1-xNixO3 và SrTi1-xFexO3 Kết quả chế tạo mẫu khối SrTi1-xNixO3 Kết quả chế tạo mẫu khối SrTi1-xFexO3 Chúng tôi đã chế tạo được các mẫu khối với nồng độ thay thế khác nhau . BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH : VẬT LÍ CHẤT RẮN MÃ SỐ : 60.44.07 Học viên: Kaisone SONTHIKHUOMMAN GVHD : PGS.TS. Nguyễn Văn Minh Hà Nội - 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ. vi lực nguyên tử Học viên: Kaisone SONTHIKHUOMMAN GVHD : PGS.TS. Nguyễn Văn Minh Hà Nội - 2011 Nội dung báo cáo Lý do chọn đề tài Tổng quan Thực nghiệm Kết quả và thảo luận LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Một. bằng phương pháp bốc bay xung laser và khảo sát hình thái bề mặt bằng ảnh hiển vi lực nguyên tử” làm luận văn của mình. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI  Nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của AFM.  Chế