Chế tạo cấu trúc nano bán dẫn AIIBVI và khả năng ứng dụng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN PHƢƠNG MAI CHẾ TẠO CẤU TRÚC NANO AIIBVI VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2018 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN PHƢƠNG MAI CHẾ TẠO CẤU TRÚC NANO AIIBVI VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG Chuyên ngành: Vật lý chất rắn Mã số:8440130.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Việt Tuyên Hà Nội - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung tơi trình bày luận văn kết nghiên cứu thân dƣới hƣớng dẫn thầy giáo TS Nguyễn Việt Tuyên thầy, cô giáo khoa Vật lý trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội Nội dung luận văn không trùng lặp với kết nghiên cứu tác giả khác Hà Nội, tháng 12 năm 2018 Học viên Nguyễn Phƣơng Mai LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới ngƣời hƣớng dẫn đề tài luận văn hai năm qua, Tiến sĩ Nguyễn Việt Tuyên, giảng viên khoa Vật lý, trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Thầy định hƣớng, giúp đỡ nhiệt tình để tơi hồn thành luận văn Tơi xin gửi lời cảm ơn tới thầy Nguyễn Quang Hòa thực phép đo XRD, thầy Sái Công Doanh với phép đo EDS, SEM Trong thời gian học tập trƣờng, thầy giáo Phạm Nguyên Hải chủ nhiệm môn Vật lý chất rắn tạo điều kiện giúp đỡ để tơi hồn thành luận văn cao học Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Lƣu Mạnh Quỳnh, TS Phạm Văn Thành TS Mai Hồng Hạnh có nhiều hỗ trợ chun mơn q trình thực luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô giáo khoa Vật lý dạy dỗ, cho kiến thức quý báu đƣa lời khun bổ ích để giúp tơi hồn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến em Nguyễn Mạnh Hồng giúp đỡ q trình làm thực nghiệm Cuối cùng, tơi xin cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Vật lý Trung tâm Khoa học vật liệu hỗ trợ, tạo điều kiện tốt thí nghiệm, thiết bị hệ đo: hệ thống kiểm soát nhiệt độ XMTD – 6006, thiết bị phún xạ JEOL JFC – 1200, máy đo nhiễu xạ tia X SIEMENS XD – 5005, kính hiển vi điện tử quét Nova NanoSEM 450, JEOL JSM – 5491LV, phổ kế huỳnh quang FL3-22, thiết bị đo phản xạ - khuếch tán Cary5000 phổ kế Raman LabRAM HR800 để tơi thực luận văn tốt Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Ban giám hiệu anh chị em đồng nghiệp trƣờng THPT Nguyễn Trãi tạo điều kiện cho thời gian để hồn thành cơng việc học tập nghiên cứu Tơi cảm ơn tới chồng hai trai nhiều, thành viên gia đình ân cần bên cạnh ủng hộ, đồng hành, hỗ trợ suốt hai năm học cao học vừa qua Cuối cùng, xin cảm ơn đề tài cấp Bộ, mã số B2018 – MDA – 01 – CtrVL hỗ trợ kinh phí để tơi hồn thành luận văn Ngƣời thực Nguyễn Phương Mai DANH MỤC VIẾT TẮT SERS Tăng cƣờng bề mặt tán xạ Raman EF Hệ số tăng cƣờng HOMO Quỹ đạo phân tử dao động cao LUMO Quỹ đạo phân tử không dao động thấp XRD Nhiễu xạ tia X SEM Kính hiển vi điện tử quét EDS Tán sắc lƣợng tia X MỤC LỤC GIỚI THIỆU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN Giới thiệu chung bán dẫn 1.1 Vật liệu PbS 1.1.1 Cấu trúc điện tử 1.1.2 Cấu trúc vùng lượng PbS 1.2 Vật liệu ZnO Vật liệu nano vàng (Au) Vật liệu ZnO/Au Nhận biết glucose phƣơng pháp điện hóa Phƣơng pháp tán xạ Raman tăng cƣờng 12 5.1 Tán xạ Raman 12 5.1.1 Định nghĩa 12 5.1.2 Tính chất 13 5.2 Hiệu ứng chế tăng cƣờng tán xạ Raman bề mặt 14 5.2.1 Hiệu ứng tăng cường Raman 14 5.2.2 Cơ chế tăng cường điện từ 15 5.2.3 Cơ chế tăng cƣờng hóa học 16 5.3 Tổng quan nhận biết glucose tán xạ Raman tăng cƣờng 17 CHƢƠNG II THỰC NGHIỆM 22 2.1 Chế tạo hạt nano PbS 22 2.2 Chế tạo hạt nano ZnO 23 2.3 Nhiễu xạ tia X 25 2.4 Kính hiển vi điện tử quét 27 2.5 Phổ Raman 28 2.6 Phổ hấp thụ quang học UV - VIS 29 CHƢƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 3.1 Khảo sát vật liệu ZnO ZnO/Au 30 3.1.1 Khảo sát cấu trúc nano ZnO 30 3.1.2 Vật liệu nano ZnO phủ Au 33 3.1.3 Khả tái sử dụng đế SERS 40 3.2 Khảo sát vật liệu PbS 41 3.2.1 Khảo sát hình ảnh bề mặt 41 3.2.2 Khảo sát cấu trúc vật liệu 42 3.2.3 Thành phần hóa học tính chất hấp thụ 43 3.2.3 Dùng sensor PbS đo glucose 44 KẾT LUẬN 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.Cấu trúc tinh thể chì (II) sulfide (PbS) Hình Vùng Brillouin thứ của cấu trúc lập phƣơng tâm mặt Hình Cấu trúc vùng lƣợng bán dẫn khối PbS Hình 4.Cấu trúc tinh thể ZnO Hình Sự biến đổi glucose thành axit gluconic nhờ GOx Hình 6.Cơ chế pin điện hóa 11 Hình Tán xạ Rayleigh tán xạ Raman 13 Hình Phổ Raman tăng cƣờng đế SERS 15 Hình Hiện tƣợng plasmon hạt nano kim loại 16 Hình 10 Cơ chế tăng cƣờng hóa học 17 Hình 11 Cấu trúc glucose 18 Hình 12 Đế SERS dùng để đo glucose 19 Hình (a) Dụng cụ phƣơng pháp hoá siêu âm (b) Hiện tƣợng bọt khí hình thành, phát triên vỡ dƣới tác động sóng siêu âm tuần hồn 22 Hình 2 Q trình hình thành phát triển nano ZnO: a) Đế bảng mạch in (PCB) đƣợc đánh bóng, b) Đế PCB đƣợc tạo điện cực, c) Khi đặt dung dịch sau thời gian ngắn, hạt nano ZnO bám lên bề mặt Cu đế, d) Các nano ZnO phát triển lên từ mầm hạt nano đế 23 Hình (a) Hình ảnh hệ thống phún xạ magnetron (JFC-1200 Fine Coater Japanese) cho q trình phủ; (b) Hệ thống kiểm sốt nhiệt độ XMTD – 6006 24 Hình Sơ đồ phép đo phổ nhiễu xạ tia X 26 Hình Nhiễu xạ kế tia X SIEMENS D5005, Bruker, Đức 26 Hình Sơ đồ nguyên lý kính hiển vi điện tử quét (1) Súng điện tử, (2) Kính tụ, (3) Cuộn lái tia, (4) Vật kính, (5) Điện tử thứ cấp, (6) Mẫu, (7) Máy phát xung quét, (8) Đầu thu điện tử thứ cấp, (9) Màn hiển thị 27 Hình Thiết bị Raman LabRAM HR800Raman, trung tâm Khoa học Vật liệu, Khoa Vật lý, trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên 28 Hình Hệ quang học phổ kế UV 2450 PC (W1: Đèn halogen; D2: Đèn dơteri; G: Cách tử; PM: Ống nhân quang điện; S1, S2: Khe vào, ra; W: Cửa sổ thạch anh; F: Kính lọc; M1-M10: Gƣơng; CP: Ngắt tia 29 Hình Ảnh SEM đế ZnO đƣợc chế tạo với điện cực Al, nồng độ tiền chất 75mM thay đổi thời gian thủy nhiệt: (a) 1h, (b) 3h, (c) 5h 31 Hình (a) Giản đồ nhiễu xạ tia X, (b) Phổ EDS, (c) Phổ Raman nano ZnO 32 Hình 3 Phổ EDS đế ZnO/Au phún xạ thời gian 10 giây 33 Hình a) Phổ phản xạ khuếch tán đế ZnO ZnO phún xạ Au với thời gian khác nhau, b) Phổ hấp thụ ZnO ZnO phún xạ Au với thời gian khác đƣợc suy từ phổ phản xạ - khuếch tán 34 Hình Sự thay đổi phổ huỳnh quang đế ZnO trƣớc sau phún xạ Au với thời gian khác 35 Hình (a)Cơ chế dịch chuyển điện tử, (b) Mơ hình WGM 36 Hình 7.Ảnh SEM hạt vàng phún xạ thời gian 10s 37 Hình Phổ Raman Methylene Blue đế ZnO phủ Au đƣợc khảo sát theo thời gian phún xạ khác nồng độ 10-7M 38 Hình Phổ Raman Methylene Blue đế ZnO/Au phún xạ 10 giây với nồng độ khác 40 Hình 10 Phổ Raman Methylene Blue đế ZnO/Au thời gian phún xạ qua lần tẩy quang xúc tác 6h 40 Hình 11 Ảnh hiển vi điện tử truyền qua truyền qua phân giải cao mẫu hạt nano PbS 41 Hình 12 Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu hạt nano PbS chế tạo phƣơng pháp hóa trƣớc sau ủ nhiệt laser 42 35 giây Vì thế, đế SERS dựa cấu trúc nano ZnO đƣợc phủ Au thời gian 10 giây đế có độ nhạy nhƣ khả tăng cƣờng tín hiệu tốt Các khảo sát tiếp theo, đế SERS đƣợc sử dụng đế chế tạo ZnO đƣợc phún xạ Au thời gian 10 giây Bảng 1: Các đỉnh đặc trưng Methylene Blue thu khảo sát hiệu ứng tăng cường Raman Các đỉnh đặc trƣng thu Các đỉnh đặc trƣng tham Các mode Raman tƣơng đƣợc chiếu [25] ứng 765 763 (C-N)AMG; (C-N-C)vòng 854 853 (C-C-C)vòng; (C-N-C)vòng 957 948 (CH2); (CH) 1150 1140 (CH) 1179 1181 (CH3); (CH) 1297 1306 (CH); (C-N)vòng 1393 1394 (C9-N10); (c3-N2); (C-N)vòng; (CH) 1497 1493 (CH2)xoắn; (CH) 1621 1633 (C-C)/(C-N) Đế SERS đƣợc khảo sát đến nồng độ 10-9M, nhƣng cƣờng độ đỉnh đặc trƣng MB rõ ràng cho thấy đế SERS chế tạo có độ nhạy tốt 39 C-êng®é (®.v.t.y.) -7 10 M -8 10 M -9 10 M 800 1000 1200 1400 1600 -1 Độ dịch Raman (cm ) Hình Phổ Raman Methylene Blue đế ZnO/Au phún xạ 10 giây với nồng độ khác 3.1.3 Khả tái sử dụng đế SERS -7 C-êng ®é (®.v.t.y.) 10 M Sau UV -8 10 M Sau UV -8 10 M Sau UV -8 10 M 600 800 1000 1200 1400 1600 -1 Độ dịch Raman (cm ) Hình 10 Phổ Raman Methylene Blue đế ZnO/Au thời gian phún xạ qua lần tẩy quang xúc tác 6h 40 Phổ EDS đế SERS ZnO/Au thể rõ ràng tín hiệu Au khẳng định có mặt lớp kim loại Au đế SERS chế tạo Do độ dày theo tính tốn nhỏ, tơi dự đốn Au nano ZnO tồn dạng đám hạt nano khơng phủ thành màng kín nano ZnO Điều đƣợc chứng minh khả quang xúc tác đế SERS chế tạo với kết thể Hình 10 Dựa tính chất quang xúc tác ZnO, đế SERS cho thấy khả tẩy chất thử Phổ Raman MB với nồng độ 10-8M đế SERS trƣớc sau lần nhỏ MB cho thấy sau chiếu UV tiếng MB bị phân hủy xuống nồng độ nhỏ ngƣỡng nhận biết đế Ngoài việc nhận biết tẩy nồng độ, đế SERS đƣợc thử với nồng độ cao (10-7M) tẩy, đế chế tạo tự làm sạch, phân hủy chất thử MB tới ngƣỡng nhận biết Với việc lặp lại bƣớc đo nhiều lần, đế đƣợc khẳng định tái sử dụng để khảo sát chất thử với độ lặp lại tốt 3.2 Khảo sát vật liệu PbS 3.2.1 Khảo sát hình ảnh bề mặt Mẫu PbS chế tạo phƣơng pháp hóa siêu âm bao gồm hạt nano Hình 11 ảnh TEM HRTEM mẫu PbS chế tạo Từ hình ảnh thấy kích thƣớc vật liệu đồng với đƣờng kính trung bình khoảng 10 nm Hình 111 Ảnh hiển vi điện tử truyền qua truyền qua phân giải cao mẫu hạt nano PbS 41 3.2.2 Khảo sát cấu trúc vật liệu (200) C-êng ®é (®.v.t.y) (111) (220) (311) (222) sau đ tr-íc đ 20 30 40 50 2 (®é) Hình 112 Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu hạt nano PbS chế tạo phương pháp hóa trước sau ủ nhiệt laser Cấu trúc vật liệu nano PbS đƣợc khảo sát giản đồ nhiễu xạ tia X trƣớc sau ủ nhiệt laser C-êng ®é (®.v.t.y) xung xung xung xung xung xung Mẫu chế tạo 200 400 600 800 1000 1200 -1 Độ dịch Raman (cm ) Hình 3.1 13 Quá trình biến đổi phổ Raman mẫu hạt nano PbS theo thời gian ủ nhiệt Từ giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu PbS chế tạo, ta thấy đỉnh nhiễu xạ tinh thể nano PbS vị trí (2θ): 25,98º; 30,10º, 43,08º; 51,01º; 53,05º Các góc nhiễu xạ tƣơng ứng với mặt phẳng tinh thể 42 (111), (200), (220), (311), (222) Kết phù hợp với cấu trúc lập phƣơng tâm mặt PbS đƣợc công bố thẻ chuẩn a = 5,950  0,003 Ǻ; Trong giản đồ, mẫu PbS sau chế tạo có đỉnh đặc trƣng yếu, sau ủ nhiệt laser đỉnh đặc trƣng trở nên rõ ràng Nguyên nhân sau chế tạo phần mẫu thu đƣợc tồn dạng vơ định hình thể rộng Ủ nhiệt laser cho thấy phƣơng pháp hiệu để nâng cao chất lƣợng tinh thể sản phẩm nano thu đƣợc nhƣ giản đồ nhiễu xạ tia X phổ Raman mẫu [13] Q trình ủ nhiệt laser khơng làm xuất pha lạ nhƣ PbO hay PbSO4 tạo q trình phân hủy quang [4, 14, 27, 44] Sau ủ nhiệt, kích thƣớc tinh thể tính cơng thức Debye Sherrer [33] tăng lên rõ rệt thể qua bán độ rộng đỉnh nhiễu xạ tia X 3.2.3 Thành phần hóa học tính chất hấp thụ 20 h) 15 10 CTAB Eg=2.77eV Energy (eV) (a) (b) Hình 114 Đồ thị phụ (h)2 thuộc h (a)và phổ tán xạ lượng tia X (b) mẫu hạt nano PbS Phổ tán xạ lƣợng tia X mẫu hạt PbS cho thấy đỉnh phổ Pb S Phổ EDS khẳng định đƣợc mẫu PbS nguyên chất Phổ hấp thụ PbS thu đƣợc từ phổ phản xạ khuếch tán sử dụng hàm Kubelka Munk [39] F(R)=(1-R)2/2R=K/S 43 đó, R, K, S hệ số phản xạ hấp thụ tán xạ Độ rộng vùng cấm hạt nano PbS đƣợc tính theo phƣơng trình Tauc cho chuyển mức thẳng:  h   A  h  Eg  A số Eg độ rộng vùng cấm vật liệu Giá trị độ rộng vùng cấm vật liệu 2,77 eV 3.2.3 Dùng sensor PbS đo glucose Sản phẩm hạt nano PbS thu đƣợc đƣợc thử nghiệm chế tạo sensor glucose đo lƣợng đƣờng glucose phƣơng pháp điện hóa Các hạt PbS đƣợc sử dụng làm chất nhận electron điện cực làm việc hệ điện hóa 0.0 75 0.5 1.0 1.5 (a) 0.0 0.5 1.0 1.5 Tăng nồng độ Glucose (b) 0.2 mM Glucose với Điện cực ché tạo Dòng cực đếm (A) 50 150 10 x (2 mM Glucose in 0.2 mM GOx) 25 10 x (0.2 mM Glucose) 75 -25 225 225 (c) 1.3 mM 150 75 0.75 Quá trình Anodic (Peak: 1.14 V) 1.2 mM 1.1 mM 1.0 mM 0.9 mM 0.8 mM 0.7 mM 0.6 mM 0.5 mM 0.4 mM 0.3 mM 0.2 mM 0.1 mM (d) 0.1 mM Quá trình Cathodic (Peak: 0.48 V) 0.2 mM 0.3 mM 0.4 mM 0.5 mM -15 0.6 mM 0.7 mM 0.8 mM 0.9 mM 1.0 mM 1.1 mM 1.2 mM -30 1.3 mM 0.90 1.05 1.20 0.4 0.6 HIƯu ®iƯn đặt vào cực làm việc (V) Hỡnh 115 Đường CV với điện cực làm việc (working electrode) làm từ hạt nano PbS dung dịch đường với nồng độ khác (a) Đường CV 0,2 mM glucose, mM glucose dung dịch 0,2 mM GOx với điện cực vàng 0,2 mM glucose với điện cực PbS, (b) đường CV dung dịch glucose nồng độ khác từ 0,1 đến 1,3 mV đo với điện cực PbS, (c, d) vùng phóng đại từ đồ thị b Trong môi trƣờng đệm phốt phát (PBS), phức hợp glucose GOx đƣợc hình thành do liên kết đặc hiệu enzyme glucose oxidase phân tử glucose Trên đƣờng điện hóa, đỉnh đƣợc quan sát 0,14 V 44 đƣờng cong oxy hóa khử glucose tinh khiết PBS, tƣơng ứng với q trình oxy hóa glucose Khi dung dịch chứa enzyme glucose oxydase, đỉnh khác đƣợc quan sát 0,49 V Các quan sát khác q trình oxy hóa GOx, PBS 0,05 M với điện cực Na đƣợc cải tiến cho thấy đỉnh 0,4 V [20] Sự khác vị trí đỉnh xuất phát từ thực tế PBS đƣợc sử dụng nghiên cứu thay Nafion Khi 0,2 mM hỗn hợp glucose GOx đƣợc thêm vào dung dịch PBS, thay đổi nhỏ vị trí đỉnh từ 0,49 V 0,45 V đƣợc quan sát thấy Sự thay đổi nhƣ đƣợc báo cáo Madhu cộng [22] đƣợc giải thích tƣơng tác glucose GOx [20, 22] Khi tăng nồng độ glucose, tiết diện tƣơng tác glucose GOx tăng, dẫn đến gia tăng dòng oxi hóa cực đại cho phức glucose GOx, dẫn đến thay đổi vị trí đỉnh xuống thấp Đƣờng CV cho glucose 0,2 mM đƣợc quan sát với điện cực làm từ hạt nano PbS cho thấy đỉnh oxy hóa glucoseGOx tăng 12 lần, đỉnh ứng với trình khử xuất giá trị 1,14 V Đƣờng CV PbS đƣợc khảo sát, thể đỉnh rộng 0,9 V, tƣơng ứng với chuyển đổi PbS thành HPbO2- [23] C-êng ®é dòng cực đếm 45 (a) (b) CE Current at 0.45 V CE Current at 1.14 V 200 With PbS-based WE Standard limit 30 Standard limit 15 150 Measure region Measure region Without PbS-based WE 100 50 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 0.0 0.4 0.8 1.2 Nång ®é Glucose (mM) Hình 3.116 Sự phụ thuộc dòng điện điện cực đếm (counter electrode) điện 0,45 V tính từ đường CV có khơng sử dụng điện cực làm từ PbS (a) 1,14 V sử dụng điện cực làm từ hạt nano PbS 45 Các kết đo điện hóa cho thấy việc sử dụng điện cực sở hạt nano PbS nhận biết glucose khoảng từ 0,6 đến 1,3 mM với độ nhạy cao 546,2 μAcm-2mM-1 dựa biến đổi cƣờng độ đỉnh ứng với trình khử 1,14V Độ nhạy nhƣ cao so với nghiên cứu đo glucose phƣơng pháp điện hóa [16, 19, 30, 34, 41, 42, 45] Các phân tử GOx chứa ba nguyên tử lƣu huỳnh (S) với cấu tạo ƣa nƣớc vị trí 164, 206 512 chuỗi phân tử Vị trí 512 nằm gần rìa miền N gần với liên kết dinucleotide fl avin adenine Một chế cho gia tăng độ nhạy cảm biến sinh học liên kết trực tiếp vật liệu PbS với nguyên tử S GOx gây chuyển điện tử từ GOx tới điện cực làm tăng cƣờng độ nhạy sensor chế tạo [31] Cảm biến có sử dụng vật liệu nano PbS làm phần điện cực giúp đo đƣợc nồng độ glucose có nồng độ nhỏ từ 0,1 mM Tuy nhiên, phƣơng pháp điện hóa phức tạp Đế SERS ZnO/Au đƣợc tạo phần nhận biết đƣợc Methylene Blue nồng 10-9M Chính vậy, đế SERS ZnO/Au tiếp tục đối tƣợng nghiên cứu để nhận biết glucose nồng độ nhỏ đơn giản so với phƣơng pháp điện hóa 46 KẾT LUẬN Trong luận văn tơi nghiên cứu chế tạo thành công vật liệu nano PbS ZnO/Au với kích thƣớc nhỏ, đồng Vật liệu PbS đƣợc chế tạo theo phƣơng pháp hóa siêu âm Kết hợp với ủ nhiệt laser, chuẩn bị thành công hạt nano PbS chất lƣợng cao Phƣơng pháp ủ nhiệt laser giúp tiết kiệm thời gian lƣợng so với phƣơng pháp ủ thông thƣờng đóng vai trò quan trọng việc cải thiện chất lƣợng tinh thể vật liệu nano chế tạo Vật liệu nano PbS sau đƣợc sử dụng nhƣ chất nhận electron cảm biến đo đƣờng glucose, có độ nhạy cao nhiều so với cảm biến loại dựa chất bán dẫn khác Liên kết trực tiếp hạt nano với glucose oxidase đƣợc cho nguyên nhân giải thích cho độ nhạy cao cảm biến đƣợc báo cáo đây, chế xác để tăng cƣờng độ nhạy glucose cảm biến dựa hạt nano PbS nên đối tƣợng để tiếp tục nghiên cứu Đã chế tạo thành công nano ZnO với độ đồng cao kích thƣớc hình dạng phƣơng pháp thủy nhiệt kết hợp hiệu ứng pin Galvanic điện hóa khơng sử dụng lớp mầm Kết nghiên cứu cho thấy thời gian chế tạo có ảnh hƣởng rõ đến hình thái sản phẩm thu đƣợc Kết cho thấy điều kiện điện cực Al, nồng độ dung dịch tiền chất 75mM ủ nhiệt 90oC, thời gian ủ nhiệt 3h, thu đƣợc nano ZnO có hình dạng kích thƣớc đồng Các nano ZnO sau đƣợc phủ lớp Au đƣợc sử dụng làm đế tăng cƣờng tín hiệu tán xạ Raman với khả tăng cƣờng tốt độ nhạy cao Với thời gian phún xạ 10 giây, đế SERS thu đƣợc có độ nhạy cao, độ lặp lại tốt có khả tái sử dụng, mở tiềm ứng dụng để nghiên cứu định lƣợng sở tán xạ Raman tăng cƣờng bề mặt nhiều lĩnh vực khác nhƣ y sinh, quan trắc môi trƣờng 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO Amendola V., R Pilot, M Frasconi, O.M Marago and M.A Iati (2017), "Surface plasmon resonance in gold nanoparticles: a review", Journal of Physics: Condensed Matter, 29, 203002 Asad M., Fathipour M., Sheikhi M.H., Pourfath M., (2014) Highperformance infrared photo-transistor based on SWCNT decorated with PbS nanoparticles, Sens Actuators A, 220, 213-220 Amendola V., R Pilot, M Frasconi, O.M Marago and M.A Iati (2017), "Surface plasmon resonance in gold nanoparticles: a review", Journal of Physics: Condensed Matter, 29, 203002 Blackburn J L., Chappell H., Luther J M., Nozik A J., and Johnson J C., (2011) Correlation between photooxidation and the appearance of Raman scattering bands in lead chalcogenide quantum dots, J Phys Chem Lett., 2, 599–603 Bornstein L., Group III Condensed Matter, Volume 41C, NonTetrahedrally Bonded Elements and Binary Compounds I, Springer-Verlag, 1998 Carrillo-Castillo A., Ambrosio Lázaro R.C., Jimenez-Pérez A., Martínez Pérez C.A., Cruz Terrazas E.C., Quevedo-López M.A., (2014) Role of complexing agents in chemical bath deposition of lead sulfide thin films, Mater Lett , 121, 19-21 Cheng C.W., E.J.Sie, B.Liu, C.H.A Huan, T.C Sum, H.D.Sun and H.J Fan (2010), Surface plasmon enhanced band edge luminescence of ZnO nanorods by capping Au nanoparticles, Applied Physics Letters, 96, 071107 Cuharuc S., Kulyuk L L , Lascova R I , Mitioglu A A , Dikusar A I , (2012) Electrochemical characterization of PbS quantum dots capped with 48 oleic acid and PbS thin films — a comparative study, Surf Eng Appl Electrochem 48(3)193-211 Egorov N B., Eremin L P., Usov V F., and Larionov A M (2007), Preparation of lead sulfide nanoparticles in the photolysis of aqueous solutions of lead thiosulfate complex, High Energy Chem , 41, 251-254 10 Eun K P., Lee J., Park T., Lee J., Lee D., Sung M M and Yi W (2010), "Aqueous synthesis of n-/p-type ZnO nanorods on porous silicon for the application of p-n junction device", Nanotechnology (IEEE-NANO) 10th IEEE conference 11 Eric C L R and P G Etchegoin (2009), Principles of surface enhanced Raman spectroscopy and related plasmonic effect", Elsevier 12 Fainer N.I., Kosinova M.L., Rumyantsev Y M., Salman E.G., Kuznetsovh F.A., (1996) Growth of PbS and CdS thin films by low-pressure chemical vapour deposition using dithiocarbamates, Thin Solid Films, 280, 16-19 13 Ha T T , Tuyen V N., (2016) Phase transition of Cu2O to CuO nanocrystals by selective laser heating, Mater Sci Semicond Process , 46, 6-9 14 Huaqiang C., Guozhi W., Sichun Z and Xinrong Z., (2006) Growth and photoluminescence properties of PbS nanocubes, Nanotechnology, 17, 32803287 15 Jan T and T D O Hollricher (2018), "Confocal Raman microscopy", Springer 16 Jiang L C., Zhang W D., (2010) Highly sensitive nonenzymatic glucose sensor based on CuO nanoparticles modified Carbon nanotube electrode, Biosens Bioelectron., 25, 1402–1407 17 Khan A H., Thupakula U., Dalui A., Maji S., Debangshi A., and Acharya S., (2013) ―Evolution of long range bandgap tunable lead sulfide nanocrystals with photovoltaic properties‖, J Phys Chem C, 117 7934−7939 49 18 Lee S M., Jun Y W., Cho S N., and Cheon J W., (2002) SingleCrystalline Star-Shaped Nanocrystals and Their Evolution:  Programming the Geometry of Nano-Building Blocks, J Am Chem Soc , 124, 11244 -11245 19 Li C., Liu Y., Li L., Du Z., Xu S., Zhang M., Yin X., Wang T., (2008) A novel amperometric biosensor based on NiO hollow nanospheres for biosensing glucose, Talanta, 77, 455–459 20 Liu Q., Lu X., Li J., Yao X., Li J., (2007) Direct electrochemistry of glucose oxidase and electrochemical biosensing of glucose on quantum dots/carbon nanotubes electrodes, Biosens Bioelectron., 22, 3203-3209 21 Luo Y., Dong C., Li X., Tian Y., (2015) A photoelectrochemical sensor for lead ion through electrodeposition of PbS nanoparticles onto TiO2 nanotubes, J Electroanal Chem , 759, 51-54 22 Madhu R., Devadas B., Chen S M and Rajkumar M., (2014) An enhanced direct electrochemistry of glucose oxidase at poly(taurine) modified glassy carbon electrode for glucose biosensor, ACS Anal Methods, 6, 90539054 23 Ramon C., A L Esther, I Jordi and A L Artus (2007), "Temperature dependence of Raman scattering in ZnO", Physics Review B, 75, 165202 24 Rui Z., P.G Yin, N Wang and L Guo (2008), "Photoluminescence and Raman scattering of ZnO nanorods", Solids state Sciences, 11, 865 - 869 25 Sannak D R., M Ghosh and J Chowdhury (2014), "Adsorptive parameters and influence of hot geometries on the SER(R) S spectra of methylene blue molecules adsorbed on gold nanocolloidal particles", Journal of Raman Spectroscopy, 46, 451 - 461 26 Sharifah B.A.H., S.J The and C.W Lai (2017),"Photocatalytic Water Oxidation on ZnO: A Review", Catalysts, 7(3), pp.93-107 50 27 Sherwin R., Clark R J H., Lauck R and Cardona M., (2005) Effect of isotope substitution and doping on the Raman spectrum of galena (PbS) Solid State Commun , 134, 565–570 28.Thanh P.V, L.T.Q Nhu, M.H Hanh, N.V Tuyen, S.C Doanh, N.C Viet and D T Kien (2017), "Zinc Oxide Nanorods Grown on Printed Circuit Board for Extended-Gate Field-Effect Transistor pH Sensor", Journal of Electronic Materials, 46(6), pp 3732-3737 29 Trang N T., Quynh L M., Nam T V., Nhat H N., (2013) Charge transfer at organic–inorganic interface of surface-activated PbS by DFT method, Surface Science,608, 67-73 30 Umar A., Rahman M M., Hahn Y B., (2009) MgO polyhedral nanocages and nanocrystals based glucose biosensor, Electrochem Commun , 11, 1353– 1357 31 Ümit Ç Ü., Kader D., Murat A., (2016) Electrochemical approaches for rearrangement of lead sulfide thin films prepared by SILAR method, Mater Sci Semicond Process , 41, 270-276.2011 32 Warner J H., Thomsen E., Watt A R., Heckenberg N R., and Rubinsztein-Dunlop H., (2005) Time-resolved photoluminescence spectroscopy of ligand-capped PbS nanocrystals, Nanotechnology, 16, 175179 33 Warren B E., X-ray Diffraction, Dover publications, New York, 1990, pp 253-254 34 Wei A., Sun X W., Wang J X., Lei Y., Cai X P., Li C M., Dong Z L.and Huang W., (2006), Enzymatic glucose biosensor based on ZnO nanorod array grown by hydrothermal decomposition, Appl Phys Lett 89, 123902(1–3) 35.Wu X., A Yamilov, X Liu, S Li, V.P Dravid, R.P.H Chang and H Cao (2004), "Ultraviolet photonic crystal laser", Apllied Physics Letters, 85(17), pp 3657-3659 51 36 Xu C., F Qin, Q Zhu, J Lu, Y Wang, J Li, Q Cui, Z Shi and A G Manohari (2018), "Plasmon-enhanced ZnO whispering-gallery mode lasing", Nano research, 11(6), 3050 - 3064 37 Xu L., Zhang W Q., Ding Y W., Yu W C., Xing J Y., Li F Q., and Qian Y T., (2004) Shape-controlled synthesis of PbS microcrystals in large yields via a solvothermal process, J Cryst Growth, 273, 213-219 38 Yamamoto Y.S., Y Ozaki and T Itoh (2014), "Recent progress and frontiers in the electromagnetic mechanism of surface-enhanced Raman scattering", Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews, 21, pp 81-104 39 Yamashita N N., (1973) Luminescence Centers of Ca(S : Se) Phosphors Activated with Impurity Ions Having s2 Configuration I Ca(S : Se) : Sb3+ Phosphors, J Phys Soc Jpn., 35, 1089- 1097 40 Yong Z., Y Zhao and Y Jiang (2015), "Investigation of the photoluminescence properties of Au/ZnO/sapphire and ZnO/Au/sapphire films by experimental study and electromagnetic simulation", Journal of Alloys and Compounds, 625, 175 - 181 41 Yang D.H., Takahara N., Lee S W., Kunitake T., (2008) Fabrication of glucose sensitive TiO2 ultrathin films by molecular imprinting and selective detection of monosaccharides, Sens Actuat B-Chem 130, 379–385 42 Yang H., Zhu Y., (2007) Glucose biosensor based on nano-SiO2 and ―unprotected‖ Pt nanoclusters, Biosens Bioelectron 22, 2989 – 2993 43 Yoon W., Boercker J E., Lumb M P., Placencia D., Foos E E., Tischler J G., (2013) Enhanced open-circuit voltage of PbS nanocrystal quantum dot solar cells Sci Rep , 3, 2225(1)- 2225(7) 44 Yousefi R , Cheraghizade M., Jamali-Sheini F., Basirun W J., Huang N M., (2014) Effect of hydrogen gas on the growth process of PbS nanorods grown by a CVD method, Curr Appl Phys ,14, 1031-1035 52 45 Zang J., Li C M., Cui X., Wang J., Sun X., Dong H and Sun C Q., (2007) Tailoring zinc oxide nanowires for high performance amperometric glucose sensor, Electroanalysis, 19, 1008–1014 46 Zhao Y., Liao X H., Hong J M., and Zhu J J., (2004) Synthesis of lead sulfide nanocrystals via microwave and sonochemical methods, Mater Chem Phys , 87, 149 – 153 53 ... tên Chế tạo cấu trúc nano bán dẫn AIIBVI khả ứng dụng Luận văn tập trung vào hai nội dung Nội dung 1: Chế tạo cấu trúc bán dẫn PbS ZnO Nội dung 2: Nghiên cứu khả ứng dụng vật liệu chế tạo, ... HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN PHƢƠNG MAI CHẾ TẠO CẤU TRÚC NANO AIIBVI VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG Chuyên ngành: Vật lý chất rắn Mã số:8440130.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Việt... CdSe, HgSe ln ln có tính dẫn loại n Chỉ có ZnTe có tính dẫn lỗ trống Chính điều làm hạn chế khả ứng dụng thực tế họ bán dẫn Trong họ bán dẫn ứng dụng nhiều ZnS CdS CdS thƣờng dùng làm biến trở quang