Luận án tiến sĩ chế tạo và nghiên cứu các đặc tính của dây nano si (tt)

MỞ ĐẦU Ngày nay, vật liệu nanô với tính chất quang, tính chất điện với đặc tính so với vật liệu khối nhà khoa học nghiên cứu, phát triển với nhiều ứng dụng rộng rãi y học, quân sự, ngành công nghiệp Các hình thái cấu trúc có kích thước nanô bao gồm: dạng hạt nanô (cấu trúc không chiều), dạng dây nanô (cấu trúc chiều) dạng màng mỏng (cấu trúc hai chiều) Tuỳ thuộc vào ứng dụng cụ thể, nhóm nghiên cứu nước giới tìm hiểu theo định hướng cấu trúc để khai thác hiệu tính chất vật liệu Với kích thước nanô, vật liệu Si thể tính chất đặc biệt hiệu ứng giam giữ lượng tử hiệu ứng bề mặt Vào năm 1990, Canham [11] nghiên cứu phát quang mạnh vùng nhìn thấy vật liệu Si xốp với mong muốn ứng dụng vật liệu quang điện tử sống Cấu trúc Si dạng khối phát huỳnh quang vùng phổ có lượng khoảng 1,12 eV nhiệt độ phòng phổ huỳnh quang cấu trúc nanô Si như: Si xốp, dây nanô silic (SiNW) chấm lượng tử lại dịch chuyển phía lượng cao thu nhỏ kích thước Ở hình thái khác cấu trúc Si với kích thước nanô (màng, hạt, dây) xuất thêm nhiều tính chất vật lý hóa học mới, thu hút quan tâm nhiều nhóm nghiên cứu Do nhiều công trình khoa học tập trung nghiên cứu hạt nanô sợi nanô nhằm giải thích nguồn gốc xuất dịch chuyển phổ huỳnh quang tiềm ứng dụng khoa học đời sống Silic vật liệu truyền thống nghiên cứu ứng dụng công nghiệp bán dẫn vi điện tử Hầu hết linh kiện vi điện tử, chíp bán dẫn chế tạo dựa sở vật liệu Si Tuy nhiên, silic có độ rộng vùng cấm hẹp (Eg1,12 eV nhiệt độ phòng), cấu trúc vùng cấm xiên, hiệu suất quang lượng tử thấp (10-6) dẫn tới hạn chế khả ứng dụng vật liệu silic số linh kiện quang điện tử điốt phát quang, laser bán dẫn,… Thế kỷ XXI thời đại vật liệu có kích thước nanô, với công nghệ nanô ngày phát triển, vật liệu Si có cấu trúc thấp chiều thanh, dây đai nanô Si quan tâm nghiên cứu Với ưu điểm sử dụng vật liệu ít, định hướng tinh thể cao, diện tích bề mặt lớn, độ rộng vùng cấm thay đổi (bằng cách thay đổi đường kính cấu trúc nanô chiều), cấu trúc nanô Si chiều đánh giá có nhiều tiềm đầy hứa hẹn cho ứng dụng lĩnh vực nhuwchees tạo pin mặt trời, cảm biến sinh học, thiết bị quang điện tử,… Tại Việt Nam có số nhóm nghiên cứu màng silic, silic xốp SiNW tính chất chúng phương pháp khác như: màng silic, silic xốp pha tạp ecbi điện hoá đặc tính quang huỳnh quang chúng Nghiên cứu huỳnh quang vùng nhìn thấy silic xốp huỳnh quang vùng hồng ngoại Si xốp pha tạp ecbi [43, 44] Hoặc nhóm nghiên cứu Đào Trần Cao-Viện Khoa học Vật liệu-Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam nghiên chế tạo, nghiên cứu tính chất quang định hướng ứng dụng tán xạ Raman tăng cường bề mặt hệ dây nanô silic xếp thẳng hàng (AsiNW) đế Si phương pháp ăn mòn hóa học có trợ giúp kim loại (metal-assisted chemical etching - MACE) phương pháp ăn mòn điện hóa có trợ giúp kim loại (metal-assisted electrochemical etching MAECE) [2] Bằng phương pháp bốc bay nhiệt nhóm nghiên cứu Phạm Thành Huy nghiên cứu chế tạo số tính chất dây nano Si Si:Er3+ [3]… Chính nên định chọn vật liệu làm đối tượng nghiên cứu công trình Trên sở trang thiết bị sẵn có tại môn Vật liệu Điện tử - Viện Vật lí Kỹ thuật, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, nhằm đóng góp phần hiểu biết chung công nghệ chế tạo tính chất vật liệu nanô Si nghiên cứu sinh thực nội dung luận án “Chế tạo nghiên cứu đặc tính dây nano Si” - Mục tiêu nghiên cứu luận án: Tổng hợp SiNW đế Si hai phương pháp phún xạ catốt RF bốc bay nhiệt từ nguồn rắn; Làm rõ ảnh hưởng thông số chế tạo lên hình thái, cấu trúc, tính chất SiNW; Tìm hiểu nguồn gốc, chế phát huỳnh quang SiNW ảnh hưởng thông số chế tạo lên tính chất phát xạ huỳnh quang Nhằm đạt số mục đích trên, số nội dung nghiên cứu cụ thể sau thực hiện: - Đối tượng nghiên cứu: Các SiNW chế tạo hai phương pháp bốc bay nhiệt từ nguồn rắn phún xạ - Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu luận án phương pháp thực nghiệm Với nội dung nghiên cứu, phương pháp thực nghiệm lựa chọn phù hợp  Các phương pháp chế tạo vật liệu: SiNW chế tạo phương pháp bốc bay nhiệt với nguồn vật liệu hỗn hợp Si+C * SiNW chế tạo phương pháp phún xạ catốt  Các phương pháp phân tích tính chất vật liệu: - Hình thái bề mặt, thành phần pha tinh thể, thành phần hoá học mẫu chế tạo luận án khảo sát sử dụng nhiều phép đo thiết bị đo đại như: kính hiển vi điện tử quét (SEM) tích hợp với với thiết bị đo phổ tán sắc lượng tia X (EDS), hiển vi điện tử truyền qua (TEM), phổ nhiễu xạ tia X phổ tán xạ Raman - Tính chất quang huỳnh quang SiNW khảo sát phép đo phổ huỳnh quang vùng nhìn thấy vùng hồng ngoại gần Ngoài ra, chế phát quang đề xuất luận án dựa tài liệu công bố - Ý nghĩa lí luận thực tiễn luận án: Về lý luận kết luận án góp phần làm sáng tỏ chế phát quang SiNW nói riêng cấu trúc nanô silic nói chung Luận án chứng minh điều khiển hình thái, cấu trúc tính chất SiNW cách thay đổi chế độ công nghệ tương đối đơn giản - Những đóng góp luận án: Việc tổng hợp SiNW phương pháp bốc bay nhiệt nghiên cứu cách tương đối có hệ thống Cụ thể, khảo sát ảnh hưởng chiều dày lớp kim loại xúc tác, nhiệt độ tổng hợp, thời gian tổng hợp, lưu lượng khí mang, thành phần nguồn rắn đến hình thái, cấu trúc tính chất dây nanô silic Trên sở đó, chọn chế độ công nghệ thích hợp cho sản phẩm dây nanô silic với đặc tính định Về lý luận, kết luận án góp phần làm sáng tỏ chế phát quang SiNW nói riêng cấu trúc nanô silic nói chung Các đỉnh phổ vùng bước sóng ngắn từ 400÷650 nm có liên quan đến sai hỏng, exciton tự bẫy có sai hỏng nút khuyết ôxi Trong đó, phát xạ vùng bước sóng dài liên quan đến tượng giam giữ lượng tử lõi Si cho trường hợp SiNW có đường kính nhỏ hoặc/và liên quan đến cụm nanô silic mạng SiOx Từ thấy phát quang liên quan chặt chẽ với lớp ôxít silic hình thành bề mặt mẫu trình ôxi hóa trình tổng hợp Góp phần hiểu biết sâu sắc vật liệu silic cấu trúc nanô Bước đầu chế tạo SiNW phương pháp phún xạ - Cấu trúc luận án: Luận án bao gồm 123 trang với 08 bảng, 71 hình vẽ đồ thị Ngoài phần mở đầu trình bày lý chọn vấn đề nghiên cứu kết luận kết đạt số vấn đề nghiên cứu tiếp tục, luận án được cấu trúc chương: Chương 1: Tổng quan cấu trúc chiều sở vật liệu Si; Chương 2: Nghiên cứu chế tạo SiNW phương pháp bốc bay nhiệt từ nguồn rắn; Chương 3: Nghiên cứu tính chất huỳnh quang, cấu trúc SiNW; Chương 4: Nghiên cứu chế tạo SiNW phương pháp phún xạ CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC MỘT CHIỀU TRÊN CƠ SỞ VẬT LIỆU Si 1.1 Cơ sở vật liệu có cấu trúc nanô 1.2 Vật liệu silic 1.2.1 Cấu trúc tinh thể silic 1.2.2 Cấu trúc vùng lượng silic 1.3 Đặc tính dây nanô Si 1.3.1 Tính chất quang dây nanô Si 1.3.1.1 Phổ Raman dây nanô silic 1.3.1.2 Phổ hấp thụ dây nanô silic 1.3.1.3 Phổ huỳnh quang dây nanô silic 1.3.2 Tính chất nhiệt dây nanô silic 1.4.3 Tính chất dây nanô silic 1.3.4 Tính chất điện tử dây nanô silic 1.4 Một số ứng dụng dây nanô silic 1.4.1 Pin mặt trời 1.4.2 Pin Lithium sử dụng dây nanô silic 1.4.3 Cải thiện hiệu suất cấu trúc FET 1.4.4 Cảm biến sở dây nanô silic 1.5 Các phương pháp chế tạo Các phương pháp chế tạo SiNW trở thành vấn đề nghiên cứu thu hút ngày phát triển nhanh chóng Cho đến nay, nhiều công trình nghiên cứu tập trung vào việc chế tạo SiNW với thông số cấu trúc kiểm soát Sự khác biệt lớn phương pháp cách thức cung cấp nguồn vật liệu Si: nguồn Si đơn chất hợp chất Si [36, 102] 1.5.1 Phương pháp lắng đọng hóa học từ pha 1.5.2 Phương pháp laser 1.5.3 Phương pháp epitaxy chùm phân tử 1.5.4 Phương pháp phún xạ RF 1.5.5 Phương pháp bốc bay nhiệt từ nguồn rắn CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO SiNW BẰNG PHƯƠNG PHÁP BỐC BAY NHIỆT TỪ NGUỒN RẮN 2.1 Cơ chế hình thành VLS 2.2 Quy trình chế tạo SiNW đế Si phương pháp bốc bay nhiệt từ nguồn rắn 2.3 Hệ thiết bị thí nghiệm vật liệu hóa chất 2.4 Khảo sát hình thái SiNW kính hiển vi điện tử quét 2.5 Lựa chọn kim loại xúc tác Hình 2.8 cho thấy hình thái phân bố hạt hợp kim đế Si với độ dày lớp xúc tác kim loại Au khác Ta thấy kích thước hạt không đồng đều, mật độ phân bố hạt phụ thuộc vào độ dày lớp xúc tác Đối với mẫu màng mỏng Au nm nm, kích thước hạt hợp kim xúc tác khoảng từ 20÷50 nm, màng Au có bề dày nm cho hạt hợp kim có kích thước lớn 50÷80 nm Hình 2.8 Hình thái bề mặt hạt Au đế Si(111) với độ dày lớp xúc tác Au: nm (a),2 nm (b) nm (c) sau ủ nhiệt 1100 oC thời gian 15 phút Việc hình thành hạt xúc tác có kích thước mật độ phân bố không đồng lí giải hai nguyên nhân [124]: Thứ nhất, việc tụ đám hạt kích thước nhỏ nhiệt độ ủ lớn Thứ hai ảnh hưởng bề dày màng xúc tác Au đế Si(111) Màng dày, kích thước hạt hợp kim xúc tác sau trình xử lí nhiệt lớn Hình 2.9 Hình thái bề mặt hạt Au đế Si sau ủ nhiệt 1100 oC, thời gian ủ khác Quan sát hình thái bề mặt hạt vàng với thời gian ủ nhiệt khác nhau, thấy thời gian ủ kéo dài hạt hợp kim AuSi nóng chảy tạo thành giọt lỏng hình thành nhú mầm SiNW theo chế SLS Hình 2.10 Hình thái bề mặt hạt Au đế Si sau ủ nhiệt nhiệt độ khác nhau, thời gian ủ 15 phút Nhiệt độ ủ ảnh hưởng tới kích thước phân bố hạt hợp kim Au-Si Tại ủ nhiệt 900 oC cho thấy hạt Au-Si có kích thước khoảng 20 nm với mật độ phân bố dày, nhiệt độ ủ tăng 1100 oC cho thấy kích thước hạt Au-Si khoảng 40÷70 nm với mật độ phân bố thấp 2.5 Ảnh hưởng điều kiện chế tạo lên cấu trúc SiNW đế Si 2.5.1 Vai trò kim loại xúc tác Nhóm nghiên cứu M Lajvardi [57] tổng hợp SiNW phương pháp ăn mòn dính ướt hình thái cấu trúc nanô Si trình chế tạo phụ thuộc nhiều vào độ dày lớp xúc tác Ag, độ dày lớp tối ưu 10 nm cần thiết để chế tạo SiNW Ngoài S Leela đồng nghiệp [59] tổng hợp SiNW phương pháp PECVD sử dụng kim loại xúc tác Au, độ dày lớp xúc tác ảnh hưởng đến kích thước SiNW Quan sát ảnh SEM thể Hình 2.13 mẫu dây Si chế tạo với độ dày lớp xúc tác Au khác nhau, SiNW hình thành có kích thước to nhỏ đan xen khoảng từ 10÷50 nm đồng thời mật độ hình thành vị trí không đồng Kết hình thái bề mặt SiNW cho thấy kích thước mật độ SiNW phụ thuộc vào kích thước, mật độ phân bố hạt hợp kim hình thành đế Si Kích thước SiNW khoảng từ 10÷80 nm, SiNW nhỏ đan xen dây lớn, kết thu tương đồng với kết hình thái hạt vàng Hình 2.13 Hình thái bề mặt hệ SiNW tổng hợp 1100 oC thời gian 60 phút, lưu lượng khí 150 sccm, tỷ lệ Si:C (4:1), độ dày Au đế Si: a) nm, b) nm, c) nm Chúng tiến hành tổng hợp SiNW không sử dụng xúc tác kim loại Au sử dụng xúc tác Au Kết cho thấy xúc tác (màng Au) việc hình thành dây trở nên khó khăn (không hình thành) có xúc tác tiến hành tạo mẫu điều kiện chế tạo (Hình 2.14) Hình 2.14 Hình thái bề mặt SiNW tổng hợp 1100 o C, thời gian 60 phút, lưu lượng khí 150 sccm, tỷ lệ Si:C (4:1) với: a) Không xúc tác, b) xúc tác Au Kết thu chúng tôi, thông tin để khẳng định rõ vai trò kim loại xúc tác trình tổng hợp SiNW Một số nhóm nghiên cứu không sử dụng kim loại xúc tác điều kiện chế tạo SiNW thành công với nhiệt độ khoảng 1350 oC thời gian mọc kéo dài khoảng 2÷3 [4, 32, 62, 82] 2.5.2 Ảnh hưởng nhiệt độ lên cấu trúc SiNW Theo giản đồ pha cho thấy tồn trạng thái lỏng kim loại xúc tác vàSi đồng thời hình thành hợp chất tinh (eutectic) Khi tăng thành phần Si pha lỏng, tạo trạng thái bão hòa, gây tách pha Si kim loại xúc tác Do vậy, việc lựa chọn nhiệt độ kỹ thuật bốc bay nhiệt chân không phụ thuộc vào điểm tinh kim loại đóng vai trò xúc tác Nhóm nghiên cứu Z W Pan cộng [82] SiNW tổng hợp phương pháp bốc bay nhiệt từ nguồn rắn điều kiện nhiệt độ lớn 1000 oC, 900 oC không hình thành SiNW, mà tạo thành dây SiOx vô định hình Hình 2.15 Hình thái bề mặt hệ SiNW tổng hợp nhiệt độ khác khoảng thời gan 60 phút, lưu lượng khí 150 sccm tỷ lệ Si:C (4:1) Với nhiệt độ 900 oC, cho thấy SiNW chưa hình thành, bề mặt hạt Au hình thành nứt vỡ màng mỏng Au nhiệt độ cao co cụm lại thành hạt hình cầu để giảm lượng liên kết nguyên tử Au bề mặt đế Si Tại nhiệt độ tổng hợp 1000 oC, bắt đầu có hình thành SiNW ngắn mật độ dây chưa đồng Như với kết khảo sát cho thấy rằng, nhiệt độ tổng hợp 1000 oC, phát triển SiNW khó xảy với tốc độ chậm Tại nhiệt độ tổng hợp SiNW 1100 oC cho thấy SiNW hình thành với mật độ dây cao hơn, đường kính dây nhỏ cỡ khoảng 20 nm Nếu nhiệt độ tổng hợp tiếp tục tăng (khoảng 1200 oC) thấy kích thước đồng dây thay đổi, hình thành SiNW có kích thước lớn dẫn đến dây bị đứt gãy, kết chưa thể rõ nên không trình bày luận án Do khả thiết bị nâng nhiệt hệ chế tạo tối đa 1200 oC, nên tiếp tục khảo sát nhiệt độ cao Tuy nhiên kết SiNW hình thành vùng nhiệt độ khảo sát 1100 oC đến 1200 oC phù hợp nghiên cứu a) b) Hình 2.17 Hình thái bề mặt SiNW dạng bạch tuộc tổng hợp nhiệt độ 1100 oC, thời gian 60 phút, lưu lượng khí 150 sccm, tỷ lệ Si:C (4:1) : a) chưa khử Au, b) khử Au Nhưng trình nâng nhiệt tới nhiệt độ tổng hợp không qua giai đoạn ổn định nhiệt thời gian nâng nhiệt từ nhiệt độ phòng tới nhiệt độ tổng hợp 50 phút, dẫn đến kết SiNW tổng hợp có cấu trúc dạng bạch tuộc Kết giải thích, trình nâng nhiệt màng Au nóng chảy co cụm kết tủa thành đám đảo Au đồng thời hình thành SiNW dẫn đến cấu trúc nhận có dạng bạch tuộc 2.5.3 Ảnh hưởng thời gian tổng hợp lên cấu trúc SiNW Có thể thấy rằng, tăng thời gian tổng hợp từ 15 đến 120 phút, độ dài SiNW tăng lên (xem Hình 2.18(a-d) SiNW hình thành với mật độ cao dây dài thời gian tổng hợp 60 phút (như Hình 2.18(c)) Tuy nhiên, thời gian tổng hợp kéo dài (120 phút), dẫn đến SiNW hình thành với mật độ kích thước thay đổi Hình 2.18(d) Kết quan sát Hình 2.18 cho thấy gia tăng chiều dài mật độ dây thời gian lắng đọng phù hợp Khi thời gian lắng đọng 30 phút, bắt đầu nhú mầm hình thành SiNW với chiều dài cỡ micrô-mét, mật độ chưa cao (Hình 2.18b) Tiếp tục tăng thời gian tổng hợp lên 60 phút, dây hình thành với mật độ cao, chiều dài SiNW tăng lên Hình 2.18 Hình thái bề mặt SiNW tổng hợp 1100 oC, lưu lượng khí 150 sccm, tỷ lệ Si:C (4:1) với thời gian lắng đọng: a) 15, b) 30, c) 60 d) 120 phút Với thời gian lắng đọng 120 phút cho thấy SiNW mọc dài ra, mức dây bị đứt gãy, điều giải thích trình tổng hợp nhiệt độ cao với thời gian kéo dài dẫn đến trình hình thành khuyết tật bên Khi thời gian lắng đọng kéo dài SiNW trở nên dài xa gốc dây mỏng cuối Các kết nghiên cứu Al-Ruqeishi MS [4] cho yếu tố thời gian định đến hình thành dây Si dài hay ngắn, lớp SiOx dày thời gian tổng hợp kéo dài 2.5.4 Ảnh hưởng lưu lượng khí Nhóm nghiên cứu [108] ảnh hưởng lưu lượng khí Ar trình tổng hợp SiNW, kết cho thấy lưu lượng khí cao thấp trình hình thành tinh thể SiNW không xảy xảy chậm Thông số quan trọng trình tổng hợp SiNW Với lưu lượng khí Ar 50 sccm không đủ mang SiO đến bề mặt đế có lớp xúc tác Au, việc hình thành dây có không đáng kể có vị trí không quan sát (Hình 2.19a) Khi lưu lượng khí tăng lên 100 sccm, bề mặt mẫu xuất SiNW với mật độ có cải thiện hơn, SiNW dài kích thước đồng (Hình 10 2.19b) Khi tăng lưu lượng khí Ar lên 150 sccm, SiNW hình thành với mật độ cao với kích thước thay đổi rõ rệt đường kính lẫn chiều dài SiNW (Hình 2.19c) Hình 2.19 Hình thái bề mặt SiNW tổng hợp 1100 o C, thời gian 60 phút, tỷ lệ Si:C (4:1) với lưu lượng khí: a) 50, b) 100, c) 150 d) 300 sccm Khi tăng lưu lượng khí Ar lên đến 300 sccm, SiNW hình thành với mật độ cấu trúc thay đổi rõ rệt, hình thành có tính định hướng thay mọc ngẫu nhiên lộn xộn trường hợp lưu lượng khí 50, 100 150 sccm Sự phát triển dây Si theo định hướng thẳng đứng ngắn, cỡ nhỏ µm Có thể lý giải việc lưu lượng khí lớn, nguồn bốc bay nhiệt bột Si xảy mạnh mẽ, nguyên tử Si bám vào khuếch tán xung quanh hạt nanô Au tạo trạng thái bão hòa Các nguyên tử Si tiếp tục khuếch tán vào vùng lỏng Au-Si bão hòa, sau kết tinh tạo cấu trúc chiều dây Si với định hướng ưu tiên (111) Các SiNW điều kiện mọc nêu có xu hướng định hướng thẳng với chiều dài khoảng μm (Hình 2.19d) Có thể giải thích ảnh hưởng lưu lượng khí lên cấu trúc SiNW hình thành đế Si (111), với dây Si mọc thẳng định hướng ngắn hai yếu tố sau: * Sự phát triển dây mọc thẳng đứng có cấu trúc hoàn hảo trì tốc độ mọc khó so với dây nằm ngang, nơi mà có khuyết tật xảy ảnh hưởng tới phát triển định hướng dây nằm ngang mặt đế, hạt xúc tác trở nên linh động phát triển nhanh chóng theo chế mọc từ đỉnh, chiều dài lên đến vài chục micrô-mét; 11 * Yếu tố khác liên quan đến việc nguồn Si cung cấp nhanh mạnh thời gian ngắn Hỗn hợp quan sát lại sau phản ứng lại màu đen bột cácbon, thay với trường hợp trên, bột lại pha trộn màu đen-xám hỗn hợp Si:C, hỗn hợp lại sử dụng nghiên cứu mọc dây Si tỷ lệ hỗn hợp thay đổi 2.5.5 Vai trò nguồn rắn Hình 2.20 Hình thái bề mặt SiNW tổng hợp 1100 oC, lưu lượng khí 150 sccm, thời gian 60 phút với tỷ lệ Si:C: Si 100% (a), 4:0,5 (b), 4:1 (c) Quan sát ảnh FESEM mẫu điển cho thấy nhiệt độ chế tạo 1100 oC vật liệu nguồn mặt cácbon không quan sát thấy khả hình thành SiNW (Hình 2.20a) Với có mặt cácbon theo tỷ lệ Si:C=4:0,5 cho thấy bắt đầu hình thành dây với mật độ thấp chiều dài dây ngắn (Hình 2.20b) Trong trường hợp tỷ lệ Si:C=4:1 với điều kiện thí nghiệm, cho thấy hiệu suất mọc SiNW cao với đường kính khoảng 30÷50 nm chiều dài tăng lên đáng kể (Hình 2.20c) Kết cho thấy rõ vai trò bột C hỗn hợp nguồn rắn Sự có mặt cácbon có hai ý nghĩa: Thứ nhất, có tăng cường nhiệt độ bên hỗn hợp nguồn làm thúc đẩy trình bay bột Si Sự hấp thụ nhiệt mạnh cácbon làm tăng cường ủ nhiệt Thứ hai, cácbon có tác dụng giúp loại bỏ lớp ôxít bên hạt bột Si bị môi trường ôxi hóa, cho phép hạt Si tới tham gia trình mọc phát triển dây vùng tiếp xúc lỏng-rắn hợp kim Au-Si Hiệu ứng thúc đẩy trình phát triển định hướng tốc độ mọc SiNW 12 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT HUỲNH QUANG, CẤU TRÚC CỦA SiNW 3.1 Khảo sát hình thái kích thước hệ SiNW kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) Hình ảnh TEM đơn SiNW cho thấy cấu trúc gồm lõi Si bao bọc lớp SiOx vỏ vô định (Hình 3.3) SiNW với cấu trúc lõi tinh thể Si-lớp ôxít silic chế tạo cách sử dụng phương pháp bay nhiệt với nguồn nguyên liệu khác [115], chẳng hạn SiO [54], hỗn hợp Si-SiO2 [116], hỗn hợp Si-C [32] Tùy thuộc vào điều kiện thí nghiệm cụ thể, hình thành cấu trúc lõi vỏ Si/SiOx quy cho hai chế: * Cơ chế liên quan đến việc hấp thụ (của SiO từ pha hơi), ngưng tụ tham gia phản ứng phân tách chỗ chất xúc tác (Au trường hợp chúng tôi, SiO trường hợp chất xúc tác kim loại sử dụng) * Sau phân tách, Si hấp thụ vào hạt nanô xúc tác, ôxít bề mặt hạt xúc tác Sau đó, SiNW phát triển theo chế VLS [81] Cơ chế thứ hai liên quan đến trình ôxi hóa xuyên tâm với ôxi dư lò ống, dẫn đến hình thành lớp ôxít silic vô định hình Hình 3.3 Ảnh TEM đơn dây nanô silic Quan sát hình ảnh TEM (Hình 3.3) đơn dây nanô silic, cho dây nanô có lõi tinh thể vỏ bọc vô định hình, lõi dây có cấu trúc lớp Si/SiOx, độ dày lớp nhỏ nhiều so với đường kính Đường kính lõi tinh thể khoảng 30 nm độ dày vỏ bao khoảng 15 nm Hình ảnh cho thấy SiNW có cấu trúc lõi vỏ dạng ống Các lớp ôxít silic vô định hình có vai trò lớp bảo vệ lõi tinh thể Si nằm bên [32] 13 Hình 3.4 Ảnh TEM số SiNW tổng hợp với nhiệt độ 1100 oC, thời gian 60 phút, lưu lượng khí 150 sccm, tỷ lệ S:C (4:1) Một số SiNW tách khỏi đế Si để xác định đường kính thông qua phép đo TEM Kết thu cho thấy đường kính dây tương đối đồng Hình 3.4 thể ảnh hiển vi điện tử truyền qua TEM đặc trưng cấu trúc dây nanô Si tổng hợp nhiệt độ cao Có thể quan sát rõ nét cấu trúc lõi/vỏ dây nanô Si, cho thấy dây SiNW tổng hợp với kích thước to nhỏ đan xen Kích thước dây SiNW khoảng 10÷90 nm (Hình 3.4), tương ứng lõi Si tinh thể có đường kính từ vài nm đến vài chục nm bao bọc lớp vỏ ôxít silic dày Hình 3.5 Ảnh TEM đơn dây nanô silic Kết khảo sát TEM minh họa Hình lõi tinh thể Si quan sát phần màu đậm nằm phía trong, lớp SiOx bao bọc có màu nhạt bao bọc phía Chúng quan sát phân lớp sáng/tối, mấp mô bề mặt phần lõi SiNW Khi quan sát kỹ lõi SiNW, nhận thấy lõi có lớp sáng tối xen kẽ nhau, kết nhóm tác giả Phạm Thành Huy phân tích [88] 3.2 Huỳnh quang SiNW 3.2.1 Phương pháp phân tích huỳnh quang 3.2.2 Hiệu ứng lượng tử, sai hỏng trạng thái bề mặt SiNW 14 3.2.3 Ảnh hưởng nhiệt độ tổng hợp SiNW lên phổ huỳnh quang Quan sát phổ huỳnh quang ảnh hưởng nhiệt độ cho thấy xuất đỉnh phát xạ nằm vùng 400-700 nm: 480nm, 520 nm, 640 nm 700 nm tương ứng với lượng phát xạ 2,58; 2,38; 1,94; 1,77 eV, nguồn gốc đỉnh phát xạ vùng nhì n thấ y của SiNW cho là: Hình 3.9 Phổ huỳnh quang SiNW tổng hợp nhiệt độ khác với thời gian mọc 60 phút, 150 sccm, Si:C (4:1) Đỉnh phát xạ vùng ánh sáng đỏ ~ 700 nm xuất số mẫu SiNW tổng hợp được, đỉnh phát xạ giải thích nguyên nhân sau: * Sự tương quan sai hỏng biên Si/SiOx tái hợp điện tử - lỗ trống giam giữ lượng tử lõi nanô tinh thể SiNW có kích thước nhỏ (cỡ bán kính Bohr 5 nm) [23]; * Do trạng thái bề mặt SiNW [108]; * Do hạt nanô tinh thể Si mạng SiOx [99]; Đỉnh phát xạ 640 nm là tâm sai hỏng bề mặt lớp tiếp xúc tinh thể Si với lớp SiOx bao bọc nút khuyết ôxi gây Kết tương đồng với công trình Zhang cộng chế tạo SiNW môi trường có ôxi [150]; Đỉnh phát xạ 520 nm 480 nm tâm sai hỏng lớp SiOx gây ra, hình thành lớp ôxít silic trình tổng hợp nhiệt độ cao 3.2.4 Ảnh hưởng thời gian tổng hợp lên phổ huỳnh quang Với thời gian lắng đọng 30 phút xuất đỉnh phát xạ huỳnh quang 400, 600 640 nm tương ứng với lượng phát xạ 3,1; 2,48 1,94 eV, trình tổng hợp SiNW lớp ôxít silic hình thành bảo vệ lõi tinh thể Si, đồng thời xuất sai hỏng khuyết tật mẫu SiNW tổng hợp nhiệt độ cao khoảng thời gian lắng đọng 15 Tiếp tục tăng thời gian tổng hợp 60 phút, quan sát phổ quang huỳnh quang cho thấy dải phổ phát xạ mở rộng hơn, có thay đổi đỉnh phía sóng dài, xuất đỉnh phát xạ 520 nm, 640 nm 700 nm tương ứng với lượng phát xạ 2,38; 1,94 1,77 eV Kết cho thấy mẫu SiNW xuất sai hỏng, khuyết tật tinh thể Si tổng hợp nhiệt độ cao, thời gian kéo dài Hình 3.10 Phổ huỳnh quang SiNW tổng hợp 1100 oC, 150 sccm, Si:C (4:1) với thời gian mọc khác Nhưng tiến hành tổng hợp SiNW với thời gian khoảng giờ, kết khảo sát cho thấy thay đổi vùng phổ phát xạ phía sóng ngắn với đỉnh phát xạ 400 nm, 500 nm tương ứng lượng 3,1 2,48 eV, chứng tỏ SiNW bị ôxi hóa nhiều dẫn đến hình thành lớp ôxít silic chủ yếu Điều giải thích nguyên nhân sau: * Thứ nhất: Nồng độ ôxi dư buồng phản ứng trình tổng hợp nhiệt độ cao cao dẫn tới tạo lớp ôxít silic [75] Trong nghiên cứu tác giả, buồng phản ứng (ống lò thạch anh) không hút chân không trước trình nuôi, mà làm cách thổi khí Ar qua buồng phản ứng liên tục suốt trình tổng hợp SiNW để loại bỏ khí ôxi dư lượng ôxi sinh từ thành ống (thuyền chứa mẫu) nhiệt độ cao Do vậy, lượng ôxi dư tồn buồng phản ứng, dẫn tới trình hình thành mẫu SiNW tạo thành lớp ôxít silic * Thứ hai: Hơi SiO sinh từ phản ứng cácbon với lớp ôxít silic tự nhiên bao bọc hạt nanô Si khuếch tán vào hạt kim loại xúc tác Au hình thành lớp vỏ ôxít silic [54] * Thứ ba: Bột cácbon phản ứng với lớp ôxít tự nhiên hạt nanô Si hình thành SiO Hơi Si bay từ hạt nanô Si SiO lúc khuếch tán vào hạt kim loại xúc tác Au, đạt trạng thái bão hoà xu hướng tách pha, Si khuếch tán vùng có nhiều Si, SiO2 khuếch tán vùng có nhiều SiOx dẫn tới 16 tượng phân pha hình thành cấu nên trúc lõi Si lớp SiOx bao bọc quan sát thấy Hình 3.5 * Thứ tư: Sự hình thành lớp ôxít silic sau mẫu SiNW tiếp xúc với môi trường khí [47] 3.2.5 Ảnh hưởng lưu lượng khí lên phổ huỳnh quang Quan sát phổ PL Hình 3.11 ba mẫu tương ứng cho thấy đỉnh phát xạ 600-700 nm với cường độ mạnh xuất mẫu dây với tốc độ lưu lượng khí 150 sccm, xuất đỉnh phát xạ 520 nm Chứng tỏ với lưu lượng khí SiNW đồng thời vừa hình thành lớp ôxít silic vừa hình thành lõi tinh thể Si Khi giảm tốc độ lưu lượng khí xuống 100 sccm, phổ huỳnh quang mẫu xuất đỉnh phát xạ khoảng từ 400÷550 nm Như với lưu lượng dòng chảy khí SiNW hình thành chủ yếu lớp ôxít silic Chúng tiến hành giảm tốc độ lưu lượng khí 50 sccm, cho thấy phổ huỳnh quang mẫu SiNW không xuất đỉnh phát xạ Kết hoàn toàn phù hợp với hình thái bề mặt mẫu thu (Hình 2.18) Hình 3.11 Phổ huỳnh quang hệ SiNW tổng hợp 1100 oC, thời gian 60 phút, tỷ lệ Si:C (4:1) với lưu lượng khí khác Từ phổ huỳnh quang quan sát thấy tăng huỳnh quang mẫu SiNW lưu lượng khí tăng lên đến 150 sccm thấy tăng cường huỳnh quang có liên quan chặt chẽ với nồng độ nút khuyết ôxi có lớp ôxít dây Si Từ đó, cho rằng, có ôxi hóa xảy trình hình thành SiNW nguyên nhân gây tăng giảm cường độ huỳnh quang mẫu Khi lưu lượng tăng mạnh, cụ thể với lưu lượng khí lên đến 300 sccm, phổ huỳnh quang mẫu đo hai dải phổ từ 420 ÷ 500 nm (tương ứng lượng 2,95 ÷ 2,48 eV) 720 ÷ 800 nm (tương ứng lượng 1,72 ÷ 1,55 eV), cho thấy xuất hai đỉnh phát xạ 480 nm, 760 nm Như với lưu 17 lượng khí 300 sccm dây SiNW hình thành lớp ôxít silic bao bọc lõi tinh thể Si Hình 3.12 Phổ huỳnh quang SiNW với lưu lượng khí 300 sccm 3.2.6 Ảnh hưởng nguồn vật liệu lên phổ huỳnh quang Quan sát thấy phổ huỳnh quang hai mẫu này là rất giống với cấu trúc bao gồm hai đỉnh Với trường hợp mẫu SiNW hình thành với tỷ lệ Si:C=4:0,5 phổ huỳnh quang xuất đỉnh phát xạ khoảng 400 nm 500 nm Một điểm quan sát đỉnh phổ nhỏ bước sóng ~ 760 nm (1,63 eV) Sự tồn đỉnh phổ có liên quan đến tái hợp tâm phát quang cấu trúc lõi Si, khuyết tật sai hỏng trình tổng hợp nhiệt độ cao gây Hình 3.13 Phổ huỳnh quang SiNW tổng hợp 1100 oC, thời gian 60 phút, lưu lượng khí 150 sccm với tỷ lệ Si:C tương ứng a) 4:0,5; b) 4:1 Rõ ràng rằng, với tỷ lệ Si:C nêu trên, SiNW hình thành có tốc độ phát triển chậm, ngắn với lớp ôxít silic hình thành chủ yếu, bên cạnh lõi tinh thể Si hình thành với kích thước nhỏ Khi tỷ lệ hỗn hợp tăng lên với tỷ lệ Si:C=4:1, ta quan sát thấy thấy dạng phổ với “vai” quan sát vùng bước sóng khoảng 520, 640 700 nm Chúng cho rằng, đỉnh ứng với bước sóng thấp nhỏ 640 nm tâm phát xạ lớp ôxít silic phân biên gây Đỉnh 700 nm liên quan đến trình tái hợp hạt tải điện có thân lõi Si với lớp tiếp giáp phân biên 18 Si/SiOx hạt nanô tinh thể Si Như điều kiện tổng hợp SiNW hình thành với cấu trúc Si/SiOx 3.2.7 Ảnh hưởng độ dày lớp xúc tác kim loại Au lên phổ huỳnh quang Hình 3.14 Phổ huỳnh quang SiNW tổng hợp 1100 oC, thời gian 60 phút, lưu lượng khí 150 sccm với độ dày Au đế Si là: 1, nm Tổng hợp SiNW với độ dày lớp xúc tác Au nm xuất đỉnh phát xạ khoảng 400-500 nm, nguồn gốc đỉnh phát xạ nút khuyết ôxi lớp SiOx phát xạ phân biên cấu trúc lõi Si/lớp ôxít silic Chứng tỏ nhiệt độ tổng hợp 1100 oC khoảng thời gian 60 phút, SiNW hình thành chủ yếu lớp ôxít silic tạo thành Đối với độ dày lớp xúc tác Au đế Si nm, xuất thêm đỉnh phát xạ 640 700 nm sai hỏng khuyết tật bề mặt tái hợp lõi Si gây Kết cho thấy SiNW hình thành lõi tinh thể Si đồng thời hình thành lớp ôxít silic 3.3 Phổ tán xạ Raman Phổ Raman dây nanô nuôi đế Si vùng có phủ kim loại xúc tác ủ nhiệt độ 1100 oC (Hình 3.17) Phổ Raman mẫu đặc trưng đỉnh  516 cm-1 So với phổ Raman Si khối đỉnh dao động dịch chuyển phía tần số thấp (cỡ cm-1) có mở rộng phổ bất đối xứng so với đỉnh phổ đế Si dạng khối (đỉnh phổ Si khối khoảng 520 cm-1) Điều giải thích khuyết tật cấu trúc SiNW ví dụ có mặt nguyên tử ôxi xếp tinh thể nanô silic có kích thước nhỏ Để giảm khuyết tật SiNW, tiến hành ủ trực tiếp buồng chân không (áp suất ~10-2 mmHg) sử dụng bơm học hệ CVD Khí trơ Ar đưa vào buồng phản ứng hệ CVD điều khiển lưu lượng khí GFC Sau trình phản ứng, mẫu làm nguội từ từ (10 oC/min) điều kiện chân không buồng phản ứng 19 Hình 3.17 Phổ Raman đo nhiệt độ phòng: a) đế Si, b) SiNW Quá trình tiến hành ủ mẫu nhiệt độ 1100 oC thời gian Trong trình chế tạo, trước mọc dây Si, hạt xúc tác (Au-Si) phải hạn chế tiếp xúc với môi trường bên để tránh khả hình thành lớp ôxít silic đế Si (111) Việc hình thành lớp SiOx với không khí môi trường làm cản trở trình mọc dây Si Hình 3.18 Phổ Raman đo nhiệt độ phòng SiNW sau ủ 3.4 Cấu trúc tinh thể thành phần pha SiNW Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) SiNW chế tạo từ vật liệu nguồn Si:C 4:1 tương ứng với mẫu SiNW phân tích hình thái bề mặt phép đo FESEM (Hình 2.21) chương Giản đồ nhiễu xạ mẫu SiNW Hình 3.19 nhận bao gồm đỉnh nhiễu xạ liên quan đến Si kim loại xúc tác Au Các đỉnh nhiễu xạ liên quan đến đế Si có cường độ yếu Bên cạnh đỉnh kim loại xúc tác Au, đỉnh với cường độ nhiễu xạ mạnh liên quan đến cấu trúc tinh thể vật liệu SiNW Chúng quan sát SiNW có tồn số cấu trúc tinh thể định hướng: , , , , đỉnh Si có cường độ mạnh nhất, điều có nghĩa trình hình thành, SiNW có xu hướng mọc theo hướng Như kết phân tích ảnh TEM, mẫu 20 nhận SiNW có cấu trúc lõi Si lớp ôxít silic Đây nhược điểm phương pháp bốc bay nhiệt tổng hợp SiNW từ vật liệu nguồn silic cácbon Chúng cho rằng, lớp ôxít silic có cấu trúc vô định hình tạo phông giản đồ XRD Hình 3.19 Giản đồ XRD: a) Đế Si, b) SiNW đo nhiệt độ phòng Kết hợp với kết đo XRD TEM, kết luận mẫu nhận SiNW có cấu trúc lõi Si lớp SiOx Wagner Ellis [119] nghiên cứu hình thành cấu trúc Si định hướng bị uốn theo hướng khác với nhiều mật độ định hướng khác Sự phát triển SiNW với định hướng bị thay đổi sai hỏng cấu trúc SiNW, dẫn đến phát triển định hướng SiNW theo hướng khác Hình 3.20 Kết phân tích EDS mẫu SiNW Kết phân tích EDS (của mẫu dây Si sử dụng lớp xúc tác Au với độ dày nm thể Hình 3.20 Các kết cho thấy thành phần mẫu chủ yếu gồm có nguyên tố Si, O diện nguyên tố Au gần lớp xúc tác mỏng đồng thời trình tổng hợp nhiệt độ cao thời gian dài mầm xúc tác trình nuôi SiNW CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO SiNW BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÚN XẠ 4.1 Cơ chế phún xạ 4.2 Ưu điểm nhược điểm phương pháp phún xạ 4.3 Những yếu tố ảnh hưởng tới trình phún xạ 21 4.4 Kim loại xúc tác Quan sát hình thái bề mặt mẫu (Hình 4.6) cho thấy phân bố, kích thước hạt Au đế Si với độ dày màng Au khác Cho thấy kích thước phân bố hạt phụ thuộc độ dày Au Với độ dày màng Au 0,5 nm cho kích thước hạt khoảng nm, trường hợp phân bố hạt đồng Hình 4.6 Hình thái bề mặt hạt Au đế Si(111) với độ dày lớp xúc tác Au: 0,5 nm (a), nm (b) nm (c) sau ủ nhiệt 600 oC, thời gian 15 phút, p10-5 mbar Khi độ dày lớp màng Au tăng lên nm, kích thước hạt tăng lên khoảng 7÷8 nm Trong hai trường hợp, mật độ hạt xúc tác cao Khi ủ nhiệt lớp Au lớn nm cho thấy kích thước phân bố hạt thay đổi đáng kể, kích thước hạt Au tăng lên 10÷20 nm có phân bố không đồng nhất, hạt nhỏ nằm xen kẽ hạt lớn hình dạng hạt Au không tròn Kết cho thấy màng vàng dày dẫn đến đường kính hạt vàng lớn có phân bố lại kích thước 4.5 Khảo sát hình thái, kích thước SiNW kính hiển vi điện tử Hình 4.7 Hình thái bề mặt SiNWs mọc Si (111) với độ dày lớp xúc tác Au: 0,5 nm ( a), nm ( b) nm ( c ) nhiệt độ 600 oC, thời gian 120 phút, công suất nguồn RF 85 W 22 Kết tổng hợp SiNW (Hình 4.7), thấy kích thước SiNW cho ba trường hợp đế phủ màng Au với kích thước khác tương đồng cỡ 50 nm Điều khác so với trường hợp bốc bay nhiệt Kết cho nhận xét thay đổi kích thước hạt Au diễn trình hình thành dây Si khoảng thời gian 120 phút nêu trên, hạt Au nhỏ dễ dàng kết hợp với Sự di chuyển hạt Au nhỏ để hình thành hạt Au có kích thước lớn nhằm giảm thiểu lượng liên kết bề mặt Hình 4.9 cho thấy hình thái bề mặt SiNW thu được, SiNW hình thành với kích thước nhỏ khoảng 30÷50 nm, xuất với mật độ dày bề mặt nhẵn Hình 4.9 Hình thái bề mặt SiNW với độ dày Au nm, nhiệt độ 450 oC, thời gian 120 phút 4.6 Phổ huỳnh quang SiNW Phổ huỳnh quang dây Si nhận phương pháp phún xạ (Hình 4.10) cho thấy phổ huỳnh quang bao gồm hai vùng: vùng bước sóng thấp từ 400÷550 nm vùng bước sóng lớn từ 700÷800 nm Có thể thấy với trường hợp phổ huỳnh quang mẫu phún xạ, vùng bước sóng thấp phát xạ sai hỏng bề mặt cấu trúc, vùng có đỉnh khoảng 750 nm tái hợp hạt tải gây hiệu ứng giam giữ lượng tử hạt tải điện dây Si sai hỏng biên Si/SiOx Hình 4.10 Phổ huỳnh quang SiNW chế tạo phương pháp phún xạ 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  Đã chế tạo SiNW hai phương pháp bốc bay nhiệt từ nguồn rắn phương pháp phún xạ, gồm dây nhỏ đan xen dây có kích thước lớn nằm khoảng từ 10÷90 nm  Việc tổng hợp SiNW phương pháp bốc bay nhiệt nghiên cứu cách tương đối có hệ thống Cụ thể, khảo sát ảnh hưởng chiều dày lớp kim loại xúc tác, nhiệt độ tổng hợp, thời gian tổng hợp, lưu lượng khí mang, thành phần nguồn rắn đến hình thái, cấu trúc tính chất dây nanô silic Trên sở đó, chọn chế độ công nghệ thích hợp cho sản phẩm dây nanô silic với đặc tính định  Đã khảo sát cấu trúc dây nanô Si, quan sát cấu trúc lõi vỏ gồm lõi Si lớp ôxít vô định hình SiOx Tùy thuộc vào kích thước SiNW điều kiện chế tạo lõi Si có kích thước từ vài nm đến vài chục nm Sự hình thành lõi Si khẳng định qua phép đo EDS thành phần quan sát dịch đỉnh phổ Raman Các dây Si mọc theo hướng khác , , ,  Về lý luận, kết luận án góp phần làm sáng tỏ chế phát quang SiNW nói riêng cấu trúc nanô silic nói chung Các đỉnh phổ vùng bước sóng ngắn từ 400÷650 nm có liên quan đến sai hỏng, exciton tự bẫy có sai hỏng nút khuyết ôxi Trong đó, phát xạ vùng bước sóng dài liên quan đến tượng giam giữ lượng tử lõi Si cho trường hợp SiNW có đường kính nhỏ hoặc/và liên quan đến cụm nanô silic mạng SiOx Từ thấy phát quang liên quan chặt chẽ với lớp ôxít silic hình thành bề mặt mẫu trình ôxi hóa trình tổng hợp  Điều kiện công nghệ chế tạo SiNW thay đổi, hình thái SiNW thu khác dẫn đến phổ huỳnh quang xuất đám với vị trí bước sóng khác nghiên cứu thảo luận Từ thấy phát quang liên quan chặt chẽ với lớp ôxít silic hình thành bề mặt mẫu trình ôxi hóa trình tổng hợp 24 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Nguyen Thi Thuy, Vuong Xuan Anh, Ha Viet Anh, Nguyen Duc Chien, Nguyen Huu Lam (2011), Nghiên cứu chế tạo dây silic phương pháp bốc bay nhiệt phương pháp phún xạ catốt Tuyển tập báo cáo hội nghị Vật lí Chất rắn Khoa học Vật liệu toàn quốc lần thứ 7, tr.112-117 Thuy Nguyen Thi, Tuan Hoang Nguyen, Tu Nguyen, Chien Duc Nguyen, Lam Huu Nguyen (2012), Characterization of silicon nanowires grown by sputtering method International Conferrence on Advanced Materials and Nanotechnology (ICAMN2012), tr.28-32 Nguyễn Thị Thúy, Phạm Viết Văn, Hoàng Quang Sơn, Vương Xuân Anh, Nguyễn Hoàng Tuấn, Nguyễn Đức Chiến, Nguyễn Hữu Lâm (2012), Chế tạo dây nano Silic phương pháp bốc bay nhiệt Tạp chí Khoa học & Công nghệ trường Đại học Kỹ thuật số 90-2012, tr.114-118 Nguyễn Thị Thúy, Nguyễn Hoàng Tuấn, Nguyễn Duy Hùng, Nguyễn Đức Chiến, Nguyễn Hữu Lâm (2013), Ảnh hưởng nguồn rắn trình hình thành dây nano Silic phương pháp bốc bay nhiệt Hội nghị Vật lý Chất rắn Khoa học Vật liệu toàn quốc lần thứ (SPMS-2013), tr 289-292 Thuy Thi Nguyen, Anh Xuan Vuong, Luan Duc Mai, Tuan Hoang Nguyen, Tu Nguyen, Chien Duc Nguyen, Lam Huu Nguyen (2013), Growth of silicon nanowires by sputtering and evaporation methods Physica Status Solidi A (PSSa) 210, No.7, pp1429-1432, IF=1,648 Nguyễn Thị Thúy, Đỗ Đức Chính, Nguyễn Công Tú, Đặng Đức Vượng, Nguyễn Đức Chiến, Nguyễn Hữu Lâm (2015), Chế tạo nghiên cứu hiệu ứng giam giữ lượng tử dây nano silic mọc định hướng thẳng Hội nghị Vật lý Chất rắn Khoa học Vật liệu toàn quốc lần thứ (SPMS-2015), tr 259-262 Nguyen Thi Thuy, Do Duc Tho, Nguyen Cong Tu, Dang Duc Vuong, Nguyen Duc Chien, Nguyen Huu Lam (2016), Structural and optical Properties of Si-Core/SiOx-Shell Nanowires Journal of Electronic Materials, Doi: 10.1007/s1 1664-016-5237-3  ... chung công nghệ chế tạo tính chất vật liệu nanô Si nghiên cứu sinh thực nội dung luận án Chế tạo nghiên cứu đặc tính dây nano Si - Mục tiêu nghiên cứu luận án: Tổng hợp SiNW đế Si hai phương... nội dung nghiên cứu cụ thể sau thực hiện: - Đối tượng nghiên cứu: Các SiNW chế tạo hai phương pháp bốc bay nhiệt từ nguồn rắn phún xạ - Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu luận án phương... cấu trúc tính chất dây nanô silic Trên sở đó, chọn chế độ công nghệ thích hợp cho sản phẩm dây nanô silic với đặc tính định Về lý luận, kết luận án góp phần làm sáng tỏ chế phát quang SiNW nói