Nghiên cứu một số tính chất của vật liệu SnO2 và SnO2 Sb(Zn

132 948 5

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

/ 132 trang

Thông tin tài liệu

. THANH BÌNH NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU SnO 2 VÀ SnO 2 :Sb(Zn) Chuyên ngành: Vật lí chất rắn Mã số: 62 44 07 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÍ NGƯỜI. 80 4.3. Phổ huỳnh quang của vật liệu SnO 2 và SnO 2 :Sb 82 4.4. Kết luận chương 4 84 Chương 5: Nghiên cứu tính chất của vật liệu SnO 2 và SnO 2 pha tạp chất Sb, Zn được chế tạo. học và công nghệ nano. Đây là một lĩnh vực, một hướng nghiên cứu rất mới mẻ. Việc áp dụng khoa học và công nghệ nano vào chế tạo và nghiên cứu các vật liệu có ý nghĩa vô cùng quan trọng và hấp

Ngày đăng: 31/03/2015, 15:43

Xem thêm: Nghiên cứu một số tính chất của vật liệu SnO2 và SnO2 Sb(Zn, Nghiên cứu một số tính chất của vật liệu SnO2 và SnO2 Sb(Zn, SnO2 nói chung không phải là vật liệu phát quang mạnh đó là do SnO2 thuộc nhóm bán dẫn đặc biệt, có vùng cấm thẳng nhưng các chuyển dời lưỡng cực điện lại bị cấm vì tính đối xứng đặc biệt của hàm sóng. Sau này người ta thấy rằng khi kích thước tinh thể gi

Từ khóa liên quan

Mục lục

1.1.3. Tính chất hấp thụ của vật liệu bán dẫn SnO2
1.1.4. Tính chất huỳnh quang của SnO2
SnO2 nói chung không phải là vật liệu phát quang mạnh đó là do SnO2 thuộc nhóm bán dẫn đặc biệt, có vùng cấm thẳng nhưng các chuyển dời lưỡng cực điện lại bị cấm vì tính đối xứng đặc biệt của hàm sóng. Sau này người ta thấy rằng khi kích thước tinh thể giảm xuống cỡ nanomet, vì hiệu ứng giam giữ lượng tử, tính đối xứng của hàm sóng có thể bị phá vỡ, do đó các chuyển dời cấm có thể xảy ra.
Số công trình nghiên cứu về huỳnh quang của SnO2 tương đối ít so với các vật liệu ZnO, ZnS…nhưng các kết quả của các tác giả lại không đồng nhất với nhau về giá trị năng lượng và cả về cách giải thích nguồn gốc của các đỉnh huỳnh quang. Nghiên cứu của các tác giả [34] cho thấy ở nhiệt độ phòng, huỳnh quang của các màng SnO2 có các đỉnh tại bước sóng 393 nm (3,15 eV), 439 nm (2,83 eV), 486 nm (2,55 eV), 496 nm (2,5 eV), còn các tác giả [27] đã phát hiện được một bức xạ huỳnh quang tại bước sóng 500 nm. Tất cả các đỉnh này đều có nguồn gốc từ sai hỏng VO là các nút khuyết ôxy, một loại sai hỏng luôn tồn tại trong màng, được hình thành trong quá trình tạo màng. Đỉnh huỳnh quang ở 3,14 eV (394,8 nm) không thay đổi theo nhiệt độ đo [38] được giải thích bằng ảnh hưởng của các yếu tố sai hỏng mạng như các nút khuyết ôxy, thiếc hoặc ảnh hưởng của kích thước nano các hạt tinh thể trong màng. Trong một nghiên cứu khác [41], huỳnh quang của SnO2 trên đế InSb ở 10 K thay đổi vị trí đỉnh từ 2,8 eV đến 3,3 eV khi độ dày màng thay đổi từ 1750 Å đến 1990 Å, kết quả này được giải thích trên qui luật giảm năng lượng vùng cấm do hiện tượng giảm các sai hỏng mạng khi độ dày màng tăng lên. Các tác giả [38] đã nghiên cứu tính chất huỳnh quang ở nhiệt độ 6 K của các màng SnO2 chế tạo bằng phương pháp CVD. Các kết quả nghiên cứu cho thấy cường độ và vị trí các đỉnh 3,38; 3,33; 3,1 và 2,4 eV thay đổi theo nhiệt độ đế. Theo các tác giả này nguyên nhân hình thành dải phổ 2,4 eV là sự tồn tại các nút khuyết ôxy, còn dải phổ 3,1 eV liên quan đến sai hỏng mạng. Cường độ các đỉnh phổ 3,33 eV và 3,38 eV giảm mạnh khi nhiệt độ đế tăng từ 425 ºC lên 500 ºC. Cơ chế huỳnh quang ứng với đỉnh 3,33 eV là chuyển dời điện tử vùng dẫn đến axepto và ứng với đỉnh 3,38 eV là chuyển dời cặp đono – axepto.
Nhóm tác giả Bhise và các cộng sự [12] chưa công bố được sự ảnh hưởng của tạp chất Sb lên tính chất huỳnh quang nhưng đã giải thích sự phát huỳnh quang tại các đỉnh 370 nm (3,35 eV), 430 nm (2,88 eV), 488 nm (2,54 eV) là do sự xuất hiện các trạng thái khuyết tật ở các bề mặt và các nút khuyết ôxy. Jin Ma và các cộng sự [54] lại phát hiện được một số đỉnh huỳnh quang tại các giá trị năng lượng 3,16 eV, 2,88 eV và 2,44 eV [Hình 1.6]. Bức xạ huỳnh quang tại 3,16 eV được giải thích bởi cơ chế tái hợp cặp đono – axepto. Cơ chế của hai đỉnh còn lại chưa được tìm ra.
Hình 2.6. Sơ đồ nguyên lý hệ đo phổ huỳnh quang FL 3-22.