Dây Nano TiO2 không pha tạp Khả năng hình thành tính chất sắt từ ở nhiệt độ phòng.PDF

Đại học Quốc gia Hà nội Trường Đại học Khoa học Tự nhiên *********** TÊN ĐÈ TÀI: DÂY NANO TÌO2 k h ô n g p h a TẠP: KHẢ NĂNG HÌNH THÀNH TÍNH CHẤT SẮT TỪ Ớ NHIỆT Đ ộ PHỊNG Mã số: QG-09-03 Chủ trì đề tài: PGS.TS Ngô Thu Hương Hà nội - 2011 Đại học Quốc gia Hà nội Trường Đại học Khoa học Tự nhiên ********** TÊN ĐÈ TÀI: DÂY NANO T i0 k h ô n g p h a TẠP: KHẢ NĂNG HÌNH THÀNH TÍNH CHẤT SẮT TỪ ’ NHIÉT ĐỘ PHỊNG Mã số: QG-09-03 Chủ trì đề tài: PGS.TS Ngơ Thu Hương Các cán tham gia: TSKH Nguyễn Hoa Hồng TS Nguyễn Duy Phương TS Đo Thị Kim Anh Hà n ộ i-2011 - O A I H Ọ C QUỐC G!A HA NÓI 'RUNG TÂM T h õ n g Tin ĩh v ié ni I O Ũ Ũ È C G O C /í- y /í- Báo cáo tóm tắt: a Tên đề t i : D â y nano TỈ02 không pha tạp: khả hình thành tính chất sắt từ nhiệt độ phịng” Mã số: QG-09-03 b Chủ trì đề tài: PGS.TS Ngô Thu Hương c Các cán tham gia: TSKH Nguyễn Hoa Hồng TS Nguyễn Duy Phương TS Đỗ Thị Kim Anh d Thòi gian thực hiện: năm từ tháng năm 2009 đến tháng năm 2011 e Mục tiêu nội dung nghiên cứu: - Mục tiêu: Chế tạo vật liệu T i02 có cấu trúc dây nano phương pháp bốc bay nhiệt Nghiên cứu hình thành tính sắt từ nhiệt độ phịng dựa số mơ hình lý thuyết để giải thích hình thành - Nội dung: Vật liệu bán dẫn có cấu trúc nano vật liệu thuộc lĩnh vực nghiên cứu hai ngành khoa học lớn vật lý hố học Loại vật liệu ứng dụng rộng rãi phát quang sinh học đánh dấu dùng phần ữong công nghệ pin mặt trời, dụng cụ phát quang điện Khả ứng dụng loại vật liệu công nghệ truyền tin quan tâm Gần đây, loại vật liệu có cấu trúc quantum dây, quantum ống quantum dot T i02 nghiên cứu nhiều Chúng quan tâm đến vật liệu T i02 vật liệu có khả mang tính sắt từ nhiệt độ phịng Một số nhóm nghiên cứu tập trung vào nghiên cứu vật liệu màng có tính sắt từ T i02, H f02, ln20 3, ZnO Sn02 Một số nhà lý thuyết cố gắng tìm mồ hình để giải thích tính tốn cấu trúc điện loại vật liệu Vì thế, để thành cơng nghiên cứu tạo thành quantum ống, quantum dây quantum dot lĩnh vực nghiên cứu lý thú thực nghiệm lý thuyết Với điều kiện thiết bị mà chúng tơi có, việc tạo màng T i02 có cấu trúc nano phương pháp bốc bay nhiệt hồn tồn có khả Nếu dây nano T i02 tạo ra, việc nghiên cứu hệ vật liệu mở hướng nghiên cứu có nhiều kết lý thú f Các kết đạt được: - Kết khoa học: - Chúng thành công ữong việc chế tạo màng mỏng T1O2 có ‘ ấu trúc nano c bàng phương pháp bốc bay nhiệt khí N2 Ở điều kiện tối ưu (nhiệt độ thiêu kết 1100 °c nhiệt độ đế Si 650 °C) kích thước dây nano đạt từ 10 đến 30 nm Các mẫu có tính sắt từ yểu với nhiệt độ Curie 400 K - Kết đào tạo: đào tạo 03 cử nhân tốt nghiệp đại học, 01 thạc sĩ + Đào thạo thạc sĩ: Học viên: Bùi Thị Bích, năm tốt nghiệp 12/2010 Tên đề tài luận vãn: “Chế tạo, nghiên cứu cấu trúc tính chất từ cùa vật liệu T i02” + Đào tao đai hoc: • * • Sinh viên Phạm Thành Đại, năm bảo vệ 6/2010 Tên đề tài tốt nghiệp: “Nghiên cứu hình thành cẩu trúc nano có từ tính vật liệu TÌO2 ” Sinh viên Chu Thị Thu, năm bảo vệ 6/2009 Tên đề tài tốt nghiệp: “ Ảnh hưởng chế độ công nghệ tới tỉnh chất cẩu trúc vật liệu oxit ZnO, Ti02” Sinh viên Nguyễn Quang Trưởng, năm bào vệ 6/2009 Tên đề tài: “Chế tạo nghiên cứu tỉnh chất màng oxỉt Titan ” - Kết cơng bố: có 02 báo báo cáo Hội nghị khoa học ừong nước (Hội nghị Vật lý Chất rắn toàn quốc năm 8/2009, Hội nghị Vật lý toàn quốc năm 10/2010), 01 báo gửi đăng tạp chí quốc tế Materials Sciences and Aplications (MSA), 01 báo cáo Hội nghị Quốc tế khoa học Vật liệu (Hội nghị Hàn quốc năm 2010) Ngô Thu Hương, Lê Đại Thanh, Chu Thị Thu Ảnh hưởng chế độ cơng nghệ đểtt hình thành cẩu trúc nano vật liệu TiOy Tuyển tập báo cáo hội nghị Vật lý chất rắn toàn quốc lần thứ - Đà nẵng 8/2009, ưang 289-292 Ngô Thu Hương, Đỗ Kim Anh, Hoàng Nam Nhật Nghiên cứu hình thành cẩu trúc nano Ti02 Sẽ in tuyển tập báo cáo hội nghị vật lý toàn quốc năm 2010 3 Ngô Thu Hương, Bùi Thị Bích, Nguyễn Duy Phương, Hồng Thu Hà, Nguyễn Hoa Hồng Tính chất quang từ nano TỈ02 Đã nhận đăng tạp chí Materials Sciences and Aplications (MSA) Ngơ Thu Hương, Bùi Thị Bích, Nguyễn Hoa Hồng Ảnh hưởng điểu kiện chế tạo mẫu đến hình thành cẩu ừúc nano Ti02 Bảo cáo hội nghị Quốc tể: “International Conference of Asian Union of Magnetics Societies (ICAUMS 2010)” Hàn quốc năm 2010 g Tình hình kinh phí đề tài: Tổng kinh phí cấp 100 ữiệu đồng, chi theo dự tốn phê duyệt Khoa quản lý Chủ trì đề tài (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Trường Đại học Khoa học Tự nhiên »KÓ HIỆU TRƯỎHO Brief project report a Project title: “Nano wires of undoped T i02: Potential room temperature ferromagnets” b Project co-ordinator: Assoc Prof Dr Ngo Thu Huong c Co-operator: Dr.Sc Nguyễn Hoa Hồng Dr Nguyễn Duy Phương Dr Đỗ Thị Kim Anh d Duration: from 2009, March to 2011, March e Objectives and scientific contents: Objectives: Preparation nanowires-structured T i02 by evaporation method and studying potential room temperature ferromagnetic Try to explane experimental data by some models Scientific contents: Semiconductor nanocrystals are the subject of a thriving area of physical and synthetic inorganic chemistry These materials are already commercially marketed for application as luminescent biolabels and have been demonstrated as components in regenerative solar cells, optical gain devices, and elecfroluminescent devices A potentially far greater market awaits these materials in the area of information processing technologies So far, no one has succeeded so far with quantum wires, tubes or dots of Ti02 Our interest on TĨƠ2 comes from a big reason concerning the recent discovery about magnetic properties of undoped Ti02 thin films: it is found that T1O2 is a very conventional semiconducting oxide that hides a big potential of being room temperature ferromagnets if one can achieve to form oxygen vacancies/defects by creating confinement effects in low dimension structures Many groups declared for the room temperature ferromagnetism in T1O2 , HÍD2 , ln20 3, ZnO, and Sn02 films, and the reason was supposed to be oxygen vacancies/defects All come to an excellent agreement with a theoretical works So, the model suggests strongly that any structure of those Brief project report a Project title: “Nano wires of undoped T1O2 : Potential room temperature ferromagnets” b Project co-ordinator: Assoc Prof Dr Ngo Thu Huong c Co-operator: Dr.Sc Nguyễn Hoa Hồng Dr Nguyễn Duy Phương Dr Đỗ Thị Kim Anh d Duration: from 2009, March to 2011, March e Objectives and scientific contents: Objectives: Preparation nanovvừes-structured T1O2 by evaporation method and studying potential room temperature ferromagnetic Try to explane experimental data by some models Scientific contents: Semiconductor nanocrystals are the subject of a thriving area of physical and synthetic inorganic chemistry These materials are already commercially marketed for application as luminescent biolabels and have been demonstrated as components in regenerative solar cells, optical gain devices, and electroluminescent devices A potentially far greater market awaits these materials in the area of information processing technologies So far, no one has succeeded so far with quantum wires, tubes or dots of Ti02 Our interest on T1O2 comes from a big reason concerning the recent discovery about magnetic properties of undoped Ti02 thin films: it is found that T 1O2 is a very conventional semiconducting oxide that hides a big potential of being room temperature ferromagnets if one can achieve to form oxygen vacancies/defects by creating confinement effects in low dimension structures Many groups declared for the room temperature ferromagnetism in Ti02, Hf02, ln20 3, ZnO, and Sn02 films, and the reason was supposed to be oxygen vacancies/defects All come to an excellent agreement with a theoretical works So, the model suggests strongly that any structure of those semiconducting/insulating oxides with low dimension designs such as quantum tu , wừes, and dots that support confinements would certainly result in ferromagnets With the facilities that we have, it is possible to make nano-wưes of T 1O2 by a thermal evaporation, sputtering methods If we can achieve to obtain nano-wires of T 1O2 that are ferromagnetic at room temperature, it can be really a break through in new materials f Results: The main result of this project is: * Science results: We have succeeded in preparing of nano-structured T 1O2 thin films by thermal evaporation method in N gas In optimal conditions (anneal temperature 1000 c and Si substract temperature 650 °C) the size of nanowires held within 10-30 nm The samples showed weak ferromagnetic behavior with Curie temperature larger than 400 K * Training results: 03 Bc.s and 01 Master students M aster student: Bui Thi Bich (12/2010) Title of thesis: “Preparation, studying the crystal structure and magnetic properties of T1O2 materials” Bc.s students: Pham Thanh Dai (6/2010) Title of thesis: ’’Study the formation nano-structured of T1 O2 materials with magnetic property” Chu Thi Thu (6/2009) Title of thesis: ’The influence of the technology on the crystal structure for oxides ZnO, TÌO2” Nguyen Quang Truong (6/2009) Title of thesis: “Preparing and studying T 1O thin films” * Publication results: 02 papers submited at Vietnam National Conference on Solid State Physics 2009 and Vietnam National Conference on Physics 2010 01 paper accepted at International journal (Materials Sciences and Aplications (MSA)) 3/2011, 01 presentation at “International Conference of Asian Union of Magnetics Societies (ICAUMS 2010)” in Korea 12/2010 Ngo Thu Huong, Le Dai Thanh, Chu Thi Thu “The influence of the technology on the formation of nano-structure for T1O2 material” Proceedings of Vietnam National Conference on Solid State Physics, Danang 8/2009, pages 289-292 Ngo Thu Huong, Do Thi Kim Anh, Hoang Nam Nhat “Study on the formation of nano-structure for T 1O material” Proceedings of Vietnam National Conference on Physics, 2010 to be published Ngo Thu Huong, Bui Thi Bich, Nguyen Duy Phuong, Hoang Thu Ha, Nguyen Hoa Hong “Optical and magnetic properties of nano-structured TiOi” Accepted the International journal: Materials Sciences and Aplications (MSA) Ngo Thu Huong, Bui Thi Bich, Nguyen Hoa Hong “The influence of preparation conditions on nanostructure of Ti02” Presentation at International Conference of Asian Union of Magnetics Societies (ICAUMS 2010) g Budget: 100.000.000 VND Mục lục Trang MỞ ĐẦU Chương I: Tổng quan vật liệu T1O2 ^1 1.1 Các dạng cấu trúc T 1O2 11 1.2 Sự chuyển dạng thù hình T1O2 13 1.3 Một số tính chất T 1O2 Chương II: Thực nghiệm 2.1 15 Chế tạo mẫu 15 2.1.1 Chế tạo mẫu gốm phản ứng pha rắn 15 2.1.2 Quá trình tạo màng 15 2.2 Các phương pháp nghiên cứu tính chất T i02 Chương IU: Kết biện luận 16 17 3.1 Kết phân tích cấu trúc 17 3.1.1 Phổ nhiễu xạ tia X 17 3.1.2 Ảnh SEM mẫu TÌ02 19 3.2 Tính chất quang mẫu TÌ02 23 3.2.1 Tính chất quang hệ mẫu gốm 23 3.2.2 Tính chất quang hệ mẫu màng 25 3.3 Tính chất từ mẫu T 1O2 26 KẾT LUẬN 30 TÀI LỆU THAM KHẢO 31 Tóm tắt cơng trình NCKH cá nhân Bài báo gửi đăng tạp chí quốc tế năm 2011 Ngành: Vật lý Chuyên ngành: Khoa học Vật liệu Tên tác giả: Ngô Thu Hương, Bùi Thị Bích, Nguyễn Duy Phương, Hồng Thu Hà, Nguyễn Hoa Hồng Năm 2011 Tên báo: Tính chất quang từ nano TiC>2 Tên tạp chí: Đã chấp nhận đăng tạp chí Materials Sciences and Aplications (MSA) Tóm tắt báo cáo: Đã khảo sát ảnh hưởng điều kiện chế tạo mẫu đến hình thành cấu trúc nano TiC>2 chế tạo băng phương pháp phản ứng pha rắn phương pháp bốc bay Kích thước dây nano từ 10 đến 30 nm Tính chất quang tính chất từ vật liệu nghiên cứu Sự phụ thuộc từ độ vào nhiệt độ từ trường chi mẫu có tính sắt từ yếu phụ thuộc vào điều kiện chế tạo nồng độ vacanxy ôxy Tiếng Anh: Title: Optical and magnetic properties of nano-structured Ti02 Journal: Accepted the International Journal: Materials Sciences and Aplications (MSA) Abstract: The influence of preparation conditions of formation of nano­ structured TiC>2 prepared by solid state reaction and thermal evaporation method has been investigated The size of Ti02 magnetic nanowires was from 10 to 30 ran The optical and magnetic properties of this material were studied The temperature and field dependence magnetization showed that samples were weak ferromagnetic depending on preparation and concentration of oxygen vacancies — Original Message S u b je c t: M S A A c c e p t a n c e N o t i f i c a t i o n ! [7700451] D a te : Wed, A p r 20 1 : : + 80 (CST) From: msa@scirp.org h u o n q n t ■n q o @ q m a i l c o m To: Dear A uthor, Thanks for y o u r c o n t r i b u t i o n to t h e M a t e r i a l s S c i e n c e s a n d A p p l i c a t i o n s ( MSA) W e are p l e a s e d to i n f o r m y o u tha t y o u r paper: ID : 7 0 TITLE : O p t i c a l a n d m a g n e t i c p r o p e r t i e s A U T H OR S :T h u - H u o n g N g o has b e e n a c c e p t e d of n a n o - s t r u c t u r e d TÍ02 Congratulations! You p a p e r w i l l a p p e a r o n l i n e f o l l o w e d b y p r i n t e d in h a r d copy Our j o u r n a l is o p e n a c c e s s to a ll s c h o l a r s a r o u n d t h e world At l e as t one a u t h o r of e a c h a c c e p t e d p a p e r s h o u l d r e g i s t e r w i t h i n a week from n o w on as t h e f o l l o w i n g steps: Step 1: C o p y r i g h t T r a n s f e r Step 2: P u b l i c a t i o n F e e s P a y m e n t Step 3: Fill in th e R e g i s t r a t i o n Please l o g i n t o th e Form s y s t e m b y y o u r u s e r n a m e a n d p a s s wo rd : h t t p :/ / p a p e r s u b m i s s i o n ■s c i r p orq/admin /init LoqinA ction.act ion?j ournallD =32 Then yo u c a n get m o r e r e g i s t r a t i o n i n f o r m a t i o n u n d e r the c o l u m n of "Paper List" You c a n a l s o f i n d t he r e v i e w c o m m e n t s on your p a p e r in t he system Please m o d i f y y o u r p a p e r a c c o r d i n g l y a n d s e n d the r e v i s e d v e r s i o n (in MS Word 2003) v i a e m a i l t o m e b e f o r e A p r i l / 'th , 2011 P l e a s e i m p r o v e your p a p e r a c c o r d i n g to t h e r e v i e w result, a n d then p r o v i d e * a c o ve r letter* c o n c e r n i n g y o u r m o d i f i c a t i o n via E - M A I L to m s a s c i r p o r q You n e e d to p r e p a r e guideline the c a m e r a - r e a d y a c c o r d i n g to the a u t h o r s G D Tóm tắt cơng trình NCKH cá nhân Báo cáo hội nghị Quốc tế “International Conference of Asian Union of Magnetics Societies (ICAUMS 2010)” Hàn quốc 12/2010 Ngành: Vật lý Chuyên ngành: Khoa học Vật liệu Họ tên: Ngơ Thu Hương, Bùi Thị Bích, Nguyễn Hoa Hồng Năm 2010 Tên báo cáo: Ảnh hưởng điều kiện chế tạo mẫu đến hình thành cẩu trúc nano Ti02 Tên hội nghị: Hội nghị Quốc tế: “International Conference of Asian Union of Magnetics Societies (ICAUMS 2010)” Hàn quốc năm 2010 Tóm tắt báo cáo:Ảnh hưởng chế độ công nghệ đến hình thành cẩu trúc nano TĨ02 chế tạo phương pháp phản ứng pha rắn phương pháp bốc bay nhiệt khảo sát Kích thước dây nano từ 10 đến 30 nm Tính chất quang từ cùa vật liệu nghiên cứu cách kỹ lưỡng Sự phụ thuộc từ độ vào nhiệt độ từ trường ràngchúng có tính sắt từ yếu siêu thuận từ phụ thuộc vào điều kiện chế tạo vào nồng độ vacanxy Tiếng Anh: Title: “The influence of preparation conditions on nanostructure of TiO,” Conference: Presentation at International Conference of Asian Union of Magnetics Societies (ICAUMS 2010) Abstract' The influence of preparation conditions on the formation of the nanostructured T1O2 made by solid state reaction and thermal evaporation was investigated The size of nanowires could vary from 10 to 30 nm optical and magnetic properties of this material were studied thoroughly Magnetization measurements versus temperature and magnetic field show that Ti02 could be either weak ferromagnetic or paramagnetic depending on preparation conditions and/or concentration of oxygen vacancies The study gives some hope for further quests - Original Message — From : "ICAUMS2010" To : "Hoa Hong Nguyen", "Thu Huong Ngo" Date : 2010/08/31 Tuesday PM 6:34:21 Subject: [ICAUMS2010] Absừact Acceptance Notification(ARO 1) [ICAUMS2010] Abstract Acceptance Notification(AROl) 2010-08-31 Dear Dr Hoa Hong Nguyen On behalf of the program committee of the International Conference of AUMS (ICAUMS2010), we are pleased to inform you that your paper has been accepted for presentation Please refer to the information on the paper presentation, early regisữation, and manuscript submission below Please follow the link to view the information on your paper (and also to acknowledge this message): http://natureplus.mi-soft.co.kr/papei7abstract status.php Presentation Information - Paper ID: AR01 - Paper Title: Influences of Preparation Conditions on Nanostructure of TĨ02 -Paper Password: 1451 - Presentation Type: Poster - Presentation Date: Dec 6, 2010 - Presentation Time: From 08:00 to 12:30 Early Registration (Deadline: September 30, 2010) At least one author of the accepted paper (including invited paper) should make online registration through the official website(,http://www.icaums2010.org) The online registration is available from August 31, 2010 Manuscript Submission (Deadline: September 30, 2010) Peer-reviewed papers in ICAUMS2010 will be published in the Journal of Magnetics and Thin Solid Films All papers will be reviewed according to the standards of the journals The acceptance of the presentation does not constitute the acceptance of the paper for publication The page length of manuscript is limited to pages and publication fee (USD 150 / KRW 165,000) will be charged to accepted manuscript after manuscript review procedure Online submission system is available now on the official website, where you have to login with above Paper ID and Password The page length is limited to journal pages The publication fee (USD 150 / KRW 165,000) will be charged to the accepted paper Online system for manuscript submission is available from August 31, 201(1 Please login to the system at the official website with the above Paper ID and Password If y o u h ave a n y q u e s tio n s , please c o n ta c t th e IC A U M S S e creta ria t (ic a u m s -S jc in te r.c o k r) PROJECT PROPOSAL SUMMARY Project title: “Nano wires of undoped T i0 2: Potential room temperature ferromagnets” Code Number: QG - 09 - 03 Project Leader: Dr Ngo Thu Huong Dừecting Institution(s): Hanoi University of Science, 334 Nguyen Trai- Hai noi Vietnam Cooperating Institution(s): Field of Research: Metarial Science (in Physics) Duration (number of year): from 1/ 2009 to 12/ 2010 Project goals: Preparing nano T i02 material by the thermal evaporation and sputtering methods Studying the ferromagnetic properties and using some theoretical models to explain these results Abstract: Semiconductor nanocrystals are the subject of a thriving area of physical and synthetic inorganic chemistry These materials are already commercially marketed for application as luminescent biolabels and have been demonsừateđ as components in regenerative solar cells, optical gain devices, and elecừoluminescent devices A potentially far greater market awaits these materials in the area of information processing technologies So far, no one has succeeded so far with quantum wừes, tubes or dots of T i02 Our interest on Ti02 comes from a big reason concerning the recent discovery about magnetic properties of undoped TÌ02 thin films: it is found that TÌ02 is a very conventional semiconducting oxide that hides a big potential of being room temperature ferromagnets if one can achieve to form oxygen vacancies/defects by creating confinement effects in low dimension structures Many groups declared for the room temperature ferromagnetism in T i02, H f02, I1I2O3, ZnO, and Sn 02 films, and the reason was supposed to be oxygen vacancies/defects All come to an excellent agreement with a theoretical works So, the model suggests strongly that any structure o f those semiconducting/insulating oxides with low dimension designs such as quantum tubes, wires, and dots that support confinements would certainly result in ferromagnets With the facilities that we have, it is possible to make nano-wừes of TĨ02 by a thermal evaporation, sputtering methods If we can achieve to obtain nano-wires of TÌ02 that are ferromagnetic ay room temperature, it can be really a break through in new materials 10 Expected Results + New Scientific Contributions: papers will sumit international journal, papers in domestic and international conferences + Possible Application: + Contribution to training: to have a part in training BSc and MSc 11 Funding: _ + T o t a l fu n d in g : 0 0 0 0 V N D + Sources of funding: 39 + From goverment: 100.000.000 VND + From other sources: + Planed Budget: 50.000.000 VND/year 12 Possible International Cooperation: 13 Special Suggestions: Signature Ngo Thu Huong 40 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ĐỂ CƯƠNG ĐỂ TÀI KHCN TRỌNG ĐlỂM /ĐẶC b i ệ t /c ấ p ĐHQGHN Tên để tài Tiếng Việt :Dây nano T i02 khơng pha tạp: khả hình thành tính chất từ ỏ nhiệt độ phịng Tiếng Anh: Nano wires o f undoped T i0 2: Potential room temperature ferromagnets Thời gian thực hiện: 24 tháng Bắt đầu từ tháng 01 năm 2009 đến tháng 12 năm 2010 Đề tài thuộc lĩnh vực ưu tiên: đề tài đặc biệt cấp đại học Quốc gia QG Đề tài có trùng với đề tài tiến hành khơng? Khơng Chủ trì đề tài ( Kèm theo Lý lịch khoa học theo biểu mầu 02/KHCN/ĐHQGHN) -H ọ tên: - Ngô Thu Hương NamD Nữ X Năm sinh: 15 —09 - 1966 - Chuyên môn đào tạo:Vật lý Chất rắn - Học hàm, học vị: Tiến sĩ - Chức vụ.Gidng viên _ Ỉ)ỉ7ỉi vi cơng tác.'Bơ ĩĩĩơỉì ảt lý Chải rãìĩ, khoo Vọt ỉy —Tì uơììg ĐHKỈỈTỈy, ĐHQGHN - Địa liền hệ: Bộ Vật lý Chất rắn, Khoa Vật lý trường ĐHKHTN -S ố điện thoại: 048581717 Fax: 048584069 Email:huongnl_M(ãxnu.edu.yn Tóm tắt hoạt động nghiên cứu chủ trì đề tài (Các chương trình, dề tài lìghiên cứu khoa học tham gia, cơng trình cơng bố liên quan tới phương hướng đề tài) T h i g ia n T cách th am g ia T ên đề tà i/cơ n g trìn h Cấp quản ỉý /n i công b ố 2004 C hế tạo ngh iê n cứu m àng Z n O pha tạp A I C hủ tr ì để tài Trường Đ H K H T N 2007 C hế tạo n g h iê n cứu tín h chất vật liệ u Z n O pha tạp M n , In C hủ tr ì đề tài Đ i học Quốc g ia H nội 2008 C hế tạo kh ảo sát vật liệ u bán d ản P 'Z n O C hủ trì đề tài Đ i học Q uốc gia H n ộ i Tóm tắt hoạt động đào tạo sau đại học chủ trì đề tài năm trở lại T h i g ia n T ên n g h iê n cứu sinh Tên hoc viên cao hoc 2004-2006 Đ m T h i Ọ uyên 2005-2007 L ê T h i Lưu 2007-2011 N g u y ễ n V iệ t Tuyên Cơ quan phối hợp cộng tác viên đề tài (ghi rõ đơn vị cá nhân dã mời nhận lời mời tham gia đê tài, cá nhân tham gia Để tài phải có Lý hch khoa học theo biểu mẩu 02ỈKHCN/ĐHQGHN, ý kiến xác nhận đồng ý tham gia thực dề tài) Cộng tác viên TT Cơ quan p h ố i hợp H ọ tên C huyên ngành T rư ng Đ H K H T N TS N g ô TTiu Hương V ậ t lý Chất rắn ? T rư ng Đ H K H T N N g u y ễ n V iê t Tuyên V t lý Chất rắn V iê n n g h iê n cứu T o u r, France T S K H N g u y ễ n H oa V ậ t lý Chất rắn H ồng H o c v iê n k ỹ thuât M â t mã TS N g u yễ n D u y Phương V â t lý Chất rắn T rư ng Đ H K H T N TS Đ ỗ T h i K im A n h V ậ t lý Chất rắn Thuyết minh cần thiết hình thành dự án - Tổng quan cơng trình nghiên cứu nước liên quan tới vấn đề nghiên cứu để tài {trích dẫn tài liệu nước) - Lý chọn đề tài - Tính thời đề tà i: Việc chê' tạo vật liệu Ti02 có cấu trúc nano quan tâm nhiều nhóm nghiên cứu có tính chất tối ưu so với vật liệu có cấu trúc micro - Tính cấp thiết đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tê - xã hội: hướng nghiên cứu Địa bàn tiến hành nghiên cứu (xã, huyện, tỉnh, vùng) - H iể u b iế t thực tê tác g iả đ ịa bàn n g h iê n cứu : nghiên cứu tiến hành Trường Đ H K H T N nên tác giả hiể u rấ t k ỹ đ ịa bàn m áy m óc, trang th iế t bị - T ín h đ i d iệ n địa bàn n gh iê n cứu: K h o a V ậ t lý trường đại học K H T N nơi tập trung nhiều nhà kh o a học có tên tu ổ i, có n h iề u k in h ngh iệ m tron g nghiên cứu khoa học nên dề tài n g h iê n cứu có ý nghĩa khoa học cao Mục tiêu đề t i : C hế tạo vật liệ u T i có cấu trúc dây nano phương pháp bốc bay n h iê t, phương pháp sputtering N g h iê n cứu sư h ình thành tính sắt từ n h iệ t độ phòng dựa trê n m ộ t số m hình lý th u yế t để g iả i th íc h hình thành 10 Tóm tắt nội dung nghiên cứu để tài : Vật liệ u bấn dẫn có cấu trú c nano vặt liệ u th u ộ c lĩn h vụ c ngh iê n cứu hai ngành khoa học lớn vật lý hoá học L o i vật liệu ứng dụng rộng rãi phát quang sinh học đánh dấu dùng phần tron g cô ng nghệ p in m ặt trờ i, dụng cụ p hát quang đ iệ n K ứng dụng lo i vật liệ u tron g công nghệ truyề n tin quân tâm Gần đây, m ột lo i vật liệ u có cấu trúc quantum dây, quantum ống quantum d o t T i nghiên cứu nhiêu C h ú n g tô i quan tâm đến vật liệ u T i v ì vật liệ u có khả m ang tín h sắt từ n h iê t p hịng M ộ t sơ nhóm n g h iê n cứu tập tru n g vao nghiên cưu C2 C vạt h cu m ang cọ tính' s ắ t'từ T Í 2, H f 2, I n A , Z n O S n M ộ t số nhà lỵ th uyế t c ố gắng tìm m h ình để g iả i th ích tính toán câu trú c điên cuâ lo i vạt lieu nay, V I the, đc cong tro n g n g h iê n cứu tạo thành quantum ống, quantum dây quantum dot m ộ t lĩn h vực n g h ie n cứu rấ t lý th ủ thực n gh iệ m lý thuyết V i đ iề u kiệ n th iế t b ị mà chúng tơ i có, việc tạo màng T i có cấu trú c nano băng phương pháp bốc bay n h iệ t hồn tồn có khả N ếu dây nano T iO , tạo việc n g h iê n cưu hệ vật liệ u m m ộ t hướng nghiên cứu m ới có nhiều kêt lý thú 11 Các chuyên đề nghiên cứu dự kiến đề tài (tên nội dung chinh chuyên - Nghiên cứu qui trình cơng nghệ để tạo nano Ti02 - Nghiên cứu tính chít cấu trúc vật liệu TiOj - Nghiên cứu tính chất sắt từ vật liệu Ti02ở nhiệt độ phòng 12 Cấu trúc dự kiến báo cáo kết đề tài (chi tiết hoá chương mục) : Chương : Tổng quan vật liệu Ti02 Chương : Thự c n g h iệ m (q u i trìn h c h ế tạo mẫu phép đo đạc) Chương : Kết biện luận kết Chương : K ế t luậ n vấn để thu liê n quan đến vật liệu 13 Tính đa ngành liên ngành để tài - Đê tài liên quan đến ngành/chuyên ngành nào?: Đề tài có liên quan chun ngành vật liệu - Tính đa/liên ngành thể nội dung trình triển khai đề tài? T ro n g trìn h thực h iệ n đề tài cần phả i có phố i kế t hợp với chuyên g ia hoá đề g iả i th ích h ìn h thành nano, chuyên gia lý thuyết bán thực n gh iệ m để áp dụng m ộ t số m h ìn h lý th u yế t g iả i th ích tượng 14 Phương pháp luận phương pháp khoa học sử dụng đề tài : Khoa học thực nghiệm 15 Khả sử dụng sở vật chất, trang thiết bị (tên phòng thi nghiệm sử dụng đê tài): Các tran g th iế t b ị ch ính sử dụng có T rung tâm khoa học V ậ t ỉiệu th uộ c kh oa V ậ t lý trường Đ i học K h o a học Tự nhiên N g o i có hợp tác với m ột sơ' phịng th í n g h iệ m thuộc trường Đ i học C ông nghệ, V iệ n khoa học V ậ t liệu Đ ặc b iệt m ột số phép đo tiế n hành tạ i nước (V iệ n T o u r - Pháp) 16 Khả nãng hợp tác quốc tế - H ợp tấc đã/đang có (tên tổ chức vấn đê hợp tác) : co hợp tac quoc te \ƠI JA IS T — N h ậ t vật liệ u n h iệ t điện, vật liệ u từ - Hợp tác có (tên tổ chức vấn đề hợp tác) 17 Các hoạt động nghiên cứu đề tải - Nghiên cứu lý thuyết □ - Điều tra khảo sát □ - Xây dựng mơ hình thử nghiệm - Biên soạn tài liệu □ □ - Viết báo cáo khoa học X - Hội thảo khoa học X □ - Tập huấn - Các hoạt động khác □ 18 Kết dự kiến 18.1 Kết khoa học - Dự kiến đóng góp đề tài : có đóng góp tham gia vào cồng tác đào tạo cử nhân thạc sĩ - Số báo, sách, báo cáo khoa học dự kiến công bố : dự kiến công bố báo quốc tế, báo cáo hội nghị nước quốc tế 18.2 Kết ứng dụng - Các sản phẩm công nghệ - K h ả ứng dụn g thưc tê kê t 18.3 Kết đào tạo - Số cử nhân đào tạo khuôn khổ để tài: 02 Mỗi NCS học viên cao học cấn có ỉ phiếu đăng ký hướng dần sau đại học theo biểu mẫu ỉ 5/KHC NỈĐHQGHN - Đ ổ i m i/b ổ sung cho n ộ i dun g giáo trìn h/ch uyê n đe 18.4 Kết vê tăng cường tiềm lực cho đơn vị - K ế t b i dưỡng cán - Đóng góp cho việc tăng cuờng trang thiết bị 19 Nội dung tiến độ thực đề tài (các công việc cẩn triển khai, thời hạn thực sản phẩm đạt được) TT Hoạt động nghiên cứu Thời gian thưc hiên Từ tháng Đến tháng 2008 2009 Sản phẩm khoa hoc Tài liệu tham khảo Chuyên đề/Nội dung 2009 2010 Nội dung Chuyên đề/Nội dung 2009 2010 Nội dung Chuyên để/Nội dung 2009 2010 Chuyẽn đề/Nội dung 2009 2010 Nội dung Nội dung Xử lý kết 2009 2010 Viết báo cáo chuyên đề 2009 2010 Thu thập viết tổng quan tài liêu Xây dựng đề cương nghiên cứu chi tiết Điều tra khảo sát, thí nghiệm, thu thập sô' liệu Sô' chuyên đề (như mục 2) Hội thảo kỳ Bổ sung số liệu/thử nghiệm/ứng dụng 2010 2009 Tổng kết số liệu 2010 Viết báo cáo tổng hợp Hội thảo lần cuối 2010 10/2010 Hoàn thiện báo cáo 11/2010 Nộp sản phẩm Nghiệm thu đề tài 12/2010 12/2010 Các kết Báo cáo Báo cáo đề tài 20 Phân bổ kinh phí (Tuỳ theo đặc điểm chun mơn ả4 tài, mục!tiểu mục bảng có thay đổi cho phù hợp) TT Nội dung Xây dựng đề cương chi tiết Thu thập viết tổng quan tài liệu Kinh phí Năm thứ Năm thứ 3 25 25 4 12 12 2 Quản lý phí 4 Tổng kinh phí 50 50 Thu thập tư liệu (mua, thuê) Dịch tài liệu tham khảo (số trang Xđơn giá) Viết tổng quan tư liệu Điều tra, khảo sát, thí nghiệm, thu thập số liệu, nghiên cứu Chi phí tàu xe, cơng tác phí Chi phí thuê mướn Chi phí hoạt động chuyên môn Thuê, mua sắm trang thiết bị, nguyên vật liệu T hu ê trang th iế t b ị M ua trang thiết bị Mua nguyên vật liệu, cây, Viết báo cáo khoa học, nghiệm thu Viết báo cáo Hội thảo Nghiệm thu Chi khác Mua văn phòng phẩm In ấn, photocopy 21 Tài liệu tham khảo để viết đề cương - T i liệ u tiế n g V iệ t - T ài liệ u tiế n g A n h : R o o m tem perature fe rro m a g n e tism observed in undoped sem iconducting and in s u la tin g o x id e th in film s N g u y e n H o a H o n g , Joe Sakai, N a th a lie and V irg in ie Brize PHIẾU ĐĂNG KÝ KÉT QƯẲ NGHIÊN c ứ u KH-CN Tên đe tài (hoặc dự án): Dây nano I Ì khơng pha tạp: khả hình thành tính chất sắt từ nhiêt Iphịng IMã số: QG-09-03 \Cơ quan chủ trì đề tài (hoặc dự án): Tnrfrng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà nôi 334 Nguyễn Trãi - Thanh xuân - Hà nội Cơ quan quản ỉý đề tài (hoặc dự án): IĐại học Quốc gia Hà nội 144 Xuân Thủy, cầu giấy, Hà nội Tồng kỉnh phí thực chi: 100.000.000 đ Trong đó: - Từ ngân sách nhà nước: 100.000.000 đ - Kinh phí ĐHQG: - Vay tín dụng: - Vốn tự có: - Thu hổi: Thòi gian nghiên cửu: năm Thời gian bắt đầu: 3/2009 Thời gian kết thức: 3/2011 Ị Tên cán phối hợp nghiên cứu: TSKH Nguyễn Hoa Hổng TS Nguyễn Duy Phương TS Đỗ Thị Kim Anh Sổ đãng ký đề tài: Sô chứng nhận đăng ký kêt nghiên cứu: Ngày: Bảo mật: a Phổ biến rộng rãi: [x] b Phổ biến hạn chế: c Bảo mật: Tóm tăt kết nghiên cứu: INội dung chỉnh mà đề tài đạt là: - Đề tài tìm quy trình tốt để chế tạo vật liệu T i02 có cấu trúc nano với kích thước từ 10 - 30 nm nhiệt độ nguồn nung 1100°c, nhiệt độ đế ỉà 650°c - Tính chất quang vật liệu nghiên cứu cách chi tiết phát có xuất đỉnh vùng tử ngoại Tính chất quang vật liệu nhiệt độ phịng có giao thoa ánh sáng Hệ số truyền qua với mẫu màng chế tạo công suất p = 40 w 90 % Mầu màng chế tạo công suất p = 40 w mỏng hon hệ số truyền qua cao hom hệ số hấp thụ thấp so với mẫu chế tạo công suất p = 60 w - Vật liệu TÍƠ2 có tính chất siêu thuận từ, xuất tính sắt từ yếu nhiệt độ phịng Nhiệt độ Curie mẫu cỏ giá trị cao nhiệt độ phòng, cụ thể 350 K Kiến nghị vềqũỹm ổ đối tượng áp dụng nghiên cứu: Đề nghị tiếp tục nghiên cứu theo hướng triển khai ứng dụng Chủ nhiệm đe tài Họ tên Học hàm, học vị Ký tên Đóng dấu Thủ trưởng quan chủ trì đề tài: Ngơ Thu Hương Nguyễn Hồng Lương Chủ tịch Hội đồng đánh giá thức Hà Huy Bằng Thủ trirởng quan quản lý đề tài ... sắt từ mẫu bột TÌO2 pha tạp xuất nhiệt độ phịng, số nghiên cứu có mặt pha thứ lắng đọng đám sắt tò gốc sắt - Khi khảo sát tính chất từ mẫu T1O2 pha Mn, V, Co, La phương pháp thuỷ nhiệt, với nhiệt. .. phương pháp thuỷ nhiệt, với nhiệt độ ủ nồng độ tăng dần cho thấy tính sắt từ mẫu giảm Các mẫu ủ nhiệt độ 650°c tính sắt từ thể rồ Nguyên nhân tính sắt từ nhiệt độ phòng đo thay v 5+, Mn2+, Co2+,... đường từ nhiệt nhiệt độ cao nên chưa xác đinh xác nhiệt độ Curie mẫu nói nhiệt độ Curie mẫu cao hom 350 K 27 Hình 3.16: Sự phụ thuộc cùa từ độ vào nhiệt độ từ trường kOe mẫu T1 O2 ủ ôxy Hình 3.17