Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và khảo sát tính chất quang điện của pbtio3 pha tạp một số ion kim loại chuyển tiếp

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ VÂN ANH TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT QUANG ĐIỆN CỦA PbTiO3 PHA TẠP MỘT SỐ ION KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP Hóa Vơ Cơ Mã ngành: 8.44.01.13 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Quốc Dũng THÁI NGUYÊN - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Đề tài: “Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc khảo sát tính chất quang điện PbTiO3 pha tạp số ion kim loại chuyển tiếp” thân thực Các số liệu, kết đề tài trung thực Nếu sai thật xin chịu trách nhiệm Thái Nguyên, tháng 05 năm 2019 Tác giả luận văn Hà Vân Anh i LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành TS Nguyễn Quốc Dũng PGS TS Đặng Đức Dũng thầy giáo trực tiếp hướng dẫn em hồn thành luận văn Cảm ơn thầy, giáo Khoa Hóa học, thầy Phòng Đào tạo, thầy cô Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên giảng dạy, tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em q trình học tập, nghiên cứu, để hồn thành luận văn khoa học Em xin chân thành cảm ơn thầy, giáo cán phòng thí nghiệm Hố lý - Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên bạn giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn tới Viện Vật lý Kỹ thuật, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội hỗ trợ số phép phân tích Mặc dù có nhiều cố gắng, song thời gian có hạn, khả nghiên cứu thân hạn chế, nên kết nghiên cứu nhiều thiếu sót Em mong nhận góp ý, bảo thầy giáo, giáo, bạn đồng nghiệp người quan tâm đến vấn đề trình bày luận văn, để luận văn hoàn thiện Luận văn thực hỗ trợ Bộ Khoa học công nghệ thông qua đề tài mã số ĐTĐLCN.29/18 Em xin trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 05 năm 2019 Tác giả Hà Vân Anh ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Lịch sử phát triển ứng dụng vật liệu PbTiO3 1.2 Đặc trưng cấu trúc vật liệu PbTiO3 1.3 Tính chất vật liệu PbTiO3 1.3.1 Tính chất sắt điện 1.3.2 Tính chất từ vật liệu PbTiO3 1.3.3 Tính chất quang vật liệu PbTiO3 1.4 Ứng dụng vật liệu PbTiO3 1.4.1 Chế tạo tụ điện 1.4.2 Bộ nhớ sắt điện 10 1.5 Một số phương pháp chế tạo vật liệu PTO 11 1.5.1 Phương pháp Sol Gel 12 1.5.2 Phương pháp phún xạ sputtering 15 1.5.3 Phương pháp epitaxy chùm phân tử (MBE) 16 1.5.4 Phương pháp lắng đọng xung laser (PLD) 17 1.5.5 Phương pháp lắng đọng xung điện tử (PED) 19 1.6 Tình hình nghiên cứu tổng hợp PTO nước 21 Chương THỰC NGHIỆM 25 2.1 Dụng cụ, thiết bị, hóa chất 25 2.1.1 Dụng cụ thiết bị 25 2.1.2 Hóa chất 25 2.2 Phương pháp sol- gel chế tạo vật liệu 25 2.3 Các phương pháp nghiên cứu 26 iii 2.3.1 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 26 2.3.2 Phương pháp phổ Raman 26 2.3.3 Phương pháp phổ tán sắc lượng tia X (EDX) 27 2.3.4 Phương pháp đo phổ hấp thụ UV-Vis 27 2.3.5 Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (XRD) 28 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29 3.1 Vật liệu PTO pha tạp Mn 29 3.1.1 Hình thái bề mặt vật liệu 29 3.1.2 Thành phần nguyên tố vật liệu 30 3.1.3 Cấu trúc vật liệu 32 3.1.4 Phổ UV-vis, lượng vùng cấm ảnh hưởng đến tính chất quang điện vật liệu 35 3.2 Vật liệu PTO pha tạp Co 40 3.2.1 Hình thái bề mặt vật liệu 40 3.2.2 Thành phần nguyên tố vật liệu 42 3.2.3 Cấu trúc vật liệu 43 3.2.4 Phổ UV-vis, lượng vùng cấm ảnh hưởng đến tính chất quang điện vật liệu 46 KẾT LUẬN 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC iv DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Tên tiếng việt Tên tiếng Anh Viết tắt Kính hiển vi lực nguyên tử Atomic Force Microscope AFM Bán dẫn oxit kim loại bù Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động Phổ tán sắc lượng tia X Complementary Metal Oxide Semiconductor Dynamic Random Access Memory Energy-dispersive X-ray spectroscopy Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên sắt Ferroelectric Random điện Access Memory Epitaxy chùm phân tử Molecular beam epitaxy Multilayer ceramic Tụ điện gốm đa lớp capacitor CMOS DRAM EDS FRAM MBE MLC Bốc bay dùng xung điện tử Pulsed Electron Deposition PED Bốc bay dùng laser xung Pulsed Laser Deposition PLD Chì titanat Lead titaneat PTO Thiết bị sóng âm bề mặt Surface Acoustic Wave SAW Scanning Electronic Hiển vi điện tử quét bề mặt Microscope Ultraviolet Visible Quang phổ tử ngoại khả kiến Spectroscopy Nhiễu xạ tia X X-ray Diffraction iv SEM UV-Vis XRD DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Một số ưu, nhược điểm phương pháp Sol Gel 14 Bảng 3.1 Kích thước hạt mẫu PTO- xMn 33 Bảng 3.2 So sánh mode dao động phổ Raman mẫu nghiên cứu với tính tốn lý thuyết thực nghiệm khác 35 Bảng 3.3 Tính kích thước hạt PTO PTO pha tạp Co từ XRD theo phương pháp Scherrer 44 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Mơ hình cấu trúc Perovskite Hình 1.2 Cấu trúc tinh thể PTO theo nhiệt độ .5 Hình 1.3 Sơ đồ chuyển mức điện tử hấp thụ quang Hình 1.4 Mơ hình tái hợp chuyển mức thẳng (EC lượng cực tiểu vùng dẫn, EV lượng cực đại vùng hóa trị Hình 1.5 Mơ hình tái hợp chuyển mức xiên Hình 1.6 Cấu trúc (a) nhớ Flash (b) nhớ FRAM 10 Hình 1.7 Phương pháp sol-gel cho phép chế tạo dải rộng sản phẩm 12 Hình 1.8 Sơ đồ mơ tả q trình nhúng kéo 13 Hình 1.9 Chế tạo màng mỏng phương pháp phún xạ 15 Hình 1.10 Sơ đồ hệ lắng đọng xung laser 17 Hình 1.11 Các giai đoạn q trình lắng đọng xung laser 18 Hình 1.12 Sơ đồ kỹ thuật PED 20 Hình 3.1 Ảnh SEM vật liệu: (a) PTO; (b) PTO+0.5% mol Mn; (c) PTO+1% mol Mn; (d) PTO+3% mol Mn; (e) PTO+5% mol Mn; (f) PTO+7% mol Mn; (g)PTO+9% mol Mn .29 Hình 3.2 Phổ tán sắc lượng tia X (a) PTO; (b) PTO+9% mol Mn 31 Hình 3.3 (a) Giản đồ nhiễu xạ tia X PTO hàm lượng pha tạp Mn (b) so sánh đỉnh nhiễu xạ (101) (110) .32 Hình 3.4 Phổ Raman PTO PTO pha tạp Mn với tỉ lệ khác 34 Hình 3.5 Phổ UV-Vis mẫu PTO mẫu PTO pha tạp Mn với tỉ lệ khác 37 Hình 6.Cách xác định lượng vùng cấm mẫu PTO mẫu PTO pha tạp Mn với tỉ lệ khác 38 Hình 3.7 Năng lượng vùng cấm PTO PTO pha tạp Mn với tỉ lệ khác 39 Hình 3.8 Ảnh SEM vật liệu: (a)PTO; (b)PTO+0.5% mol Co; (c)PTO+1% mol Co;(d)PTO+3% mol Co; (e)PTO+5% molCo; (f) PTO+7% mol Co; (g) PTO+9%mol Co 41 vi Hình 3.9 Phổ tán sắc lượng tia X mẫu (a) PTO; (b) PTO+9% mol Co .42 Hình 3.10 (a) Giản đồ nhiễu xạ tia X PTO hàm hàm lượng pha tạp Co (b) so sánh đỉnh nhiễu xạ (101) (110) 43 Hình 3.11 Phổ Raman PTO PTO pha tạp Co với tỉ lệ khác .45 Hình 3.12 Phổ UV-Vis PTO PTO pha tạp Co với tỉ lệ khác 47 Hình 3.13 Cách xác định lượng vùng cấm PTO PTO pha tạp Co với tỉ lệ khác .48 Hình 3.14 Năng lượng vùng cấm PTO PTO pha tạp Co với tỉ lệ khác 49 vii MỞ ĐẦU Gần vật liệu dựa loại hợp chất vô perovskite tập trung nghiên cứu nhiều tính chất đặc biệt tính chất điện từ, tính chất quang, tính nhạy khí v.v làm cho vật liệu trở nên hữu ích ứng dụng nhiều lĩnh vực xử lý thông tin, làm vật liệu xúc tác cho pin nhiên liệu, xử lý khí thải mơi trường vật liệu thông minh ứng dụng y sinh Với cấu trúc đặc biệt vật liệu perovskite có nhiều tính chất thú vị Về tính chất điện điện mơi, bán dẫn kim loại Về tính chất từ, vật liệu sắt từ, phản sắt từ, thủy tinh spin siêu thuận từ Vật liệu mutiferroics sắt điện vật liệu sở hữu đồng thời hai tính chất sắt từ sắt điện vật liêu Tuy nhiên hai tính chất thường có xu hướng triệt tiêu Do đó, nhiều nghiên cứu tổng hợp vật liệu phòng thí nghiệm dựa vật liệu sở hữu tính sắt điện mạnh cách pha tạp ion tạo composite với vật liệu sắt từ PbTiO3 vật liệu sắt điện mạnh lựa chọn Hiện vật liệu mutiferroics dựa PbTiO3 chủ yếu chia thành hai hướng Thứ nhất, thay vị trí kim loại chuyển tiếp vào vị trí Ti4+ nhằm tạo nên trật tự sắt từ đồng thời tạo nên hiệu ứng điện từ vật liệu Thứ hai, tạo vật liệu composite PbTiO3 có tính sắt từ mạnh Tuy nhiên, hướng nghiên cứu pha tạp kim loại chuyển tiếp hạn chế Hơn nữa, nghiên cứu vật liệu PbTiO3, vật liệu có khả ứng dụng lĩnh vực quang điện nhờ hiệu ứng điện khối Các cặp điện tử, lỗ trống không tái hợp mà di chuyển theo hai hướng khác điện trường vách domain sinh hiệu điện mặt tinh thể Tuy nhiên độ rộng vùng cấm vật liệu tương đối lớn (trên eV), dẫn đến hiệu suất ánh sáng Mặt Trời thấp Do đó, pha tạp kim loại chuyển tiếp cần thiết để thu hẹp độ rộng vùng cấm Trong luận văn nghiên cứu ảnh hưởng pha tạp đến đặc trưng cấu trúc vật liệu PbTiO3 định hướng nghiên cứu tính chất quang cho linh kiện chuyển đổi quang – điện (photovoltaic device) Kết từ bảng 3.3 cho thấy kích thước trung bình PTO bị giảm pha tạp Co, giảm nhanh bắt đầu pha tạp giảm chậm tăng nồng độ pha tạp Hình 3.11 phổ Raman PTO PTO pha tạp Co với tỉ lệ khác Tương tự biện luận phổ pha tạp Mn, ta thấy pha tạp mode dao động bị tắt yếu tố vật liệu tạo màu dẫn đến hấp thụ ánh sáng tán xạ q tình đo mẫu Có thể thấy, nồng độ pha tạp 0,5% mol Co có giảm mạnh cường độ mode phonon dao động đỉnh cao Giá trị giảm đỉnh tù dần nồng độ pha tạp tăng Sự thay đổi cho dự đoán khả làm giảm độ rộng vùng cấm dẫn đến vật liệu hấp thụ ánh sáng tán xạ bề mặt mẫu trình đo PTO 9Co C-êng ®é PTO 7Co PTO 5Co PTO 3Co PTO 1Co PTO 0.5Co PTO pure 200 400 600 800 1000 -1 Độ dịch Raman(cm ) Hỡnh 11 Phổ Raman PTO PTO pha tạp Co với tỉ lệ khác 45 3.2.4 Phổ UV-vis, lượng vùng cấm ảnh hưởng đến tính chất quang điện vật liệu Tượng tự PTO pha tạp Mn, nghiên cứu tính quang điện dựa vào việc xác định độ rộng vùng cấm quan trọng Vì vật liệu hấp thụ ánh sáng vùng tử ngoại ứng dụng quang điện ánh thành phần quang phổ Mặt Trời qua bầu khí chủ yếu anh sáng nhìn thấy Do đó, giảm độ rộng vùng cấm để vật liệu hấp thụ anh sáng nhìn thấy vơ quan trọng ứng dụng quang điện Hình 3.12 phổ UV-vis vật liệu PTO PTO pha tạp Co với tỉ lệ khác Tương tự pha trường hợp pha tạp Mn, ta thấy pha tạp Co, có đỉnh hấp thụ khoảng 320 nm Chân đỉnh phổ hấp thụ mở rộng pha tạp Co bước sóng dài Mặt khác, pha tạp xuất đỉnh 612 nm 698 nm, đỉnh rõ độ pha tạp tăng % mol % mol Sử dụng phương pháp Wood-Tauc làm với PTO pha tạp Mn để tính độ rộng vùng cấm thể Hình 3.13 46 Hình 12 Phổ UV-Vis PTO PTO pha tạp Co với tỉ lệ khác 47 Hình 13 Cách xác định lượng vùng cấm PTO PTO pha tạp Co với tỉ lệ khác 48 2.9 Eg (eV) 2.8 2.7 2.6 2.5 10 TØ lÖ % mol Co Hình 14 Năng lượng vùng cấm PTO PTO pha tạp Co với tỉ lệ khác Hình 3.14 biểu diễn phụ thuộc độ rộng vùng cấm vào tỉ lệ pha tạp Co Kết cho thấy pha tạp có giảm độ rộng vùng cấm, nhiên giảm mạnh từ 2,88 eV đến 2,60 eV cho thấy giảm không nhiều pha tạp Co so với pha tạo Mn Điều chứng tỏ nghiên cứu để lựa chọn nguyên tố pha tạp quan trọng nghiên cứu quang điện 49 KẾT LUẬN Đã chế tạo thành công hệ vật liệu perovskite PbTiO3 PbTiO3 pha tạp Mn Co phương pháp sol-gel Kích thước hạt mẫu PTO PTO pha tạp Co, Mn phân bố không đồng từ hàng chục đến hàng trăm micromet Vật liệu PTO có cấu trúc tetragonal cấu trúc trì với hàm lượng tạp Co, Mn pha tạp lên đến 9% mol Cấu trúc có biến dạng thay tạp Mn Co vào vật liệu PTO Độ rộng vùng cấm quang vật liệu PTO giảm mạnh có xuất tạp Mn Co Tuy nhiên, thay đổi độ rộng vùng cấm quang phụ thuộc mạnh vào việc lựa chọn nguyên tố pha tạp nồng độ pha tạp 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Nguyễn Năng Định, Vật lý kỹ thuật màng mỏng, NXB ĐHQGHN, tr 156 -157 Nguyễn Bá Đoan (2011), “Vật liệu tổ hợp cấu trúc micro-nano PZT: Nghiên cứu chế tạo tính chất đặc trưng”, Luận văn thạc sỹ, Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội Trần Đại Lâm (2017), Các phương pháp phân tích hố lý vật liệu, NXB Khoa học Tự nhiên công nghệ, Viện Hàn lâm KHVN TIẾNG ANH Abdo, A A., Ackermann M., Ajello M., Atwood W B., Axelsson M.,Baldini L., Ballet J., et al, 2009, “Fermi/Large Area Telescope Bright Gamma-Ray Source List.” Astrophysical Journal, Supplement Series 183 (1): 46–66 Anh L D., Okamoto N., Seki.M, Tabata H., Tanaka M., and Ohya S., 2017, “Hidden Peculiar Magnetic Anisotropy at the Interface in a Ferromagnetic Perovskite-Oxide Heterostructure.” Scientific Reports (1): 0–19 6.Bhide, V G., Deshmukh K G., and M S Hegde., 1962, “Ferroelectric Properties of PbTiO3.” Physica 28 (9): 871–76 Burn, G.; Scott, B.A., 1972, "Lattices Modes in Ferroelectric Perovskites: PbTiO3" Physic rev.B7: 3088-3101 Cao H., Qiu X., Liang Y., Zhang L., Zhao M., and Zhu Q., 2006, “Sol-Gel Template Synthesis and Photoluminescence of n- and p-Type Semiconductor Oxide Nanowires.” ChemPhysChem (2): 497–501 Chaudhari, Vijendra A., and Govind K., Bichile., 2013, “ Synthesis, Structural, and Electrical Properties of Pure PbTiO3 Ferroelectric Ceramics ” Smart Materials Research 2013: 1–9 10 Djurišić, A B., Liu F Z., Tam H W., Wong M K., Ng A., Surya C., Chen W., and He Z B., 2017, “Perovskite Solar Cells - An Overview of Critical 51 Issues.” Progress in Quantum Electronics 53 (June): 1–37 11 Dutta, Dimple P., Balaji P Mandal, Abdelhamid E., Naik R., and Avesh K Tyagi., 2015, “Enhanced Magneto-Dielectric Coupling in Multiferroic Fe and Gd Codoped PbTiO3 Nanorods Synthesized via Microwave Assisted Technique.” Dalton Transactions 44 (25): 11388–98 12 Fergus, Jeffrey W., 2007, “Perovskite Oxides for Semiconductor-Based Gas Sensors.” Sensors and Actuators, B: Chemical 123 (2): 1169–79 13 Giang B H., Trang N T., Nam T V., and Cong B T., 2018, “Magnetism in the Interfaces of the Sandwiched PbTiO3/LaAlO3/SrTiO3 Hetero-Structure.” Communications in Physics 25 (3): 219 14 Hermet P, Veithen M., and Ghosez P., 2009, “Raman Scattering Intensities in BaTiO3 and PbTiO3 prototypical Ferroelectrics from Density Functional Theory.” Journal of Physics: Condensed Matter 21 (21): 215901 15 Kiefer.W, Mazzolini A.P., and Stoddart P.R, 2007, “Monitoring Oxidation of Multiwalled Carbon Nanotubes by Raman Spectroscopy.” Journal of Raman Spectroscopy 38 (April): 1538–53 16 Meng, Dechao, Guo H., Cui Z., Ma C., Zhao J., Lu J., Xu H., et al 2018 “Strain-Induced High-Temperature Perovskite Ferromagnetic Insulator.” Proceedings of the National Academy of Sciences 115 (12): 2873–77 17 Matacotta F.C., Ottaviani G World scientific, Singapore, New Jersey, London, Hongkong "Science and technology of thin films" :1-7 18 Sabbagh A M., Science, Materials., 2013, “Powder Processing for the Fabrication Of,” no August.: 1-72 19 Renan A P Ribeiro; Sergio R de Lázaro, 2014, “Theoretical investigations of the bulk modulus in the tetra-cubic transition of PbTiO3 material”, Quim Nova, Vol 37, No 7, 1165-1170, 2014 52 20 Piskunov S., Heifets E., Eglitis R.I., Borstel G., 2004, “Bulk properties and electronic structure of SrTiO3, BaTiO3, PbTiO3 perovskites: an ab initio HF/DFT study”, Computational Materials Science 29, 165–178 21 Lazaro S.D., Longo E., Sambrano J.R., Beltran A., 2004, “Structural and electronic properties of PbTiO3 slabs: a DFT periodic study”, Surface Science 552 (2004) 149–159 53 PHỤ LỤC Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - PTO-0.5Co d=2.846 1000 900 800 700 d=2.763 d=1.242 d=1.233 d=1.284 d=1.335 d=1.305 d=1.379 d=1.420 d=1.406 d=1.453 d=1.540 d=1.526 d=1.507 d=2.073 d=2.505 100 d=1.833 200 d=1.658 d=1.952 d=4.161 300 d=1.609 d=2.298 400 d=1.764 d=1.745 500 d=3.909 Lin (Cps) 600 20 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale File: YenTN PTO-05Co.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 13 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° 1) Left Angle: 30.530 ° - Right Angle: 32.060 ° - Left Int.: 76.4 Cps - Right Int.: 122 Cps - Obs Max: 31.419 ° - d (Obs Max): 2.845 - Max Int.: 877 Cps - Net Height: 774 Cps - FWHM: 0.294 ° - Chord Mid.: 31.418 ° - Int Bre 01-078-0298 (C) - Macedonite, syn - PbTiO3 - Y: 83.19 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 3.90200 - b 3.90200 - c 4.15600 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - P4mm (99) - - 63.2776 - I/Ic P Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - PTO-1Co 1000 900 d=2.840 800 700 d=1.238 d=1.219 d=1.361 d=1.382 d=1.609 d=1.422 100 d=1.655 d=1.955 d=2.054 200 d=1.830 300 d=1.766 400 d=2.296 d=3.916 d=2.765 500 d=4.125 Lin (Cps) 600 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: YenTN PTO-1Co.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 12 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° 1) Left Angle: 30.500 ° - Right Angle: 31.940 ° - Left Int.: 70.9 Cps - Right Int.: 134 Cps - Obs Max: 31.477 ° - d (Obs Max): 2.840 - Max Int.: 675 Cps - Net Height: 561 Cps - FWHM: 0.379 ° - Chord Mid.: 31.479 ° - Int Bre 01-078-0298 (C) - Macedonite, syn - PbTiO3 - Y: 86.25 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 3.90200 - b 3.90200 - c 4.15600 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - P4mm (99) - - 63.2776 - I/Ic P PL1 80 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - PTO-3Co 1000 d=2.840 900 800 700 500 d=2.768 d=1.334 d=1.420 d=1.240 d=1.608 100 d=1.762 d=1.830 d=2.073 200 d=1.649 d=1.954 d=4.143 300 d=1.383 d=3.918 400 d=2.297 Lin (Cps) 600 20 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale File: YenTN PTO-3Co.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 20 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° 1) Left Angle: 30.410 ° - Right Angle: 32.000 ° - Left Int.: 73.5 Cps - Right Int.: 168 Cps - Obs Max: 31.480 ° - d (Obs Max): 2.840 - Max Int.: 740 Cps - Net Height: 604 Cps - FWHM: 0.375 ° - Chord Mid.: 31.481 ° - Int Bre 01-078-0298 (C) - Macedonite, syn - PbTiO3 - Y: 100.00 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 3.90200 - b 3.90200 - c 4.15600 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - P4mm (99) - - 63.2776 - I/Ic Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - PTO-5Co 1000 900 800 d=2.837 700 500 d=1.239 d=1.330 d=1.379 d=1.358 d=1.607 d=1.651 d=1.418 100 d=1.822 d=2.070 200 d=1.765 d=1.750 d=1.954 300 d=2.296 d=3.914 d=2.765 400 d=4.142 Lin (Cps) 600 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: YenTN PTO-5Co.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - X: 1) Left Angle: 30.830 ° - Right Angle: 32.060 ° - Left Int.: 39.6 Cps - Right Int.: 128 Cps - Obs Max: 31.510 ° - d (Obs Max): 2.837 - Max Int.: 584 Cps - Net Height: 496 Cps - FWHM: 0.368 ° - Chord Mid.: 31.511 ° - Int Bre 01-078-0298 (C) - Macedonite, syn - PbTiO3 - Y: 100.09 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 3.90200 - b 3.90200 - c 4.15600 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - P4mm (99) - - 63.2776 - I/Ic PL2 80 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - PTO-7Co 1000 900 d=2.840 800 700 500 d=1.244 d=1.232 d=1.332 d=1.415 100 d=1.656 d=1.821 d=2.064 200 d=1.764 d=1.749 d=4.157 d=1.955 300 d=1.609 d=2.297 d=3.922 400 d=2.765 Lin (Cps) 600 20 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale File: YenTN PTO-7Co.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 13 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° 1) Left Angle: 30.590 ° - Right Angle: 32.060 ° - Left Int.: 50.6 Cps - Right Int.: 180 Cps - Obs Max: 31.467 ° - d (Obs Max): 2.841 - Max Int.: 615 Cps - Net Height: 487 Cps - FWHM: 0.374 ° - Chord Mid.: 31.472 ° - Int Bre 01-078-0298 (C) - Macedonite, syn - PbTiO3 - Y: 100.00 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 3.90200 - b 3.90200 - c 4.15600 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - P4mm (99) - - 63.2776 - I/Ic Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - PTO-9Co 1000 900 800 d=2.837 700 d=1.237 d=1.360 d=1.350 d=1.378 d=1.419 d=1.652 100 d=1.758 d=1.956 d=2.073 200 d=1.825 300 d=1.609 d=3.918 400 d=2.296 d=2.769 500 d=4.150 Lin (Cps) 600 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: YenTN PTO-9Co.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 13 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° 1) Left Angle: 30.680 ° - Right Angle: 32.060 ° - Left Int.: 62.9 Cps - Right Int.: 187 Cps - Obs Max: 31.504 ° - d (Obs Max): 2.837 - Max Int.: 583 Cps - Net Height: 446 Cps - FWHM: 0.373 ° - Chord Mid.: 31.498 ° - Int Bre 01-078-0298 (C) - Macedonite, syn - PbTiO3 - Y: 100.00 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 3.90200 - b 3.90200 - c 4.15600 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - P4mm (99) - - 63.2776 - I/Ic PL3 80 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - PTO-0.5Mn 1200 d=2.843 1100 1000 900 800 d=1.234 d=1.307 d=1.335 d=1.418 d=1.379 d=1.608 d=1.658 d=1.627 100 d=1.687 d=1.764 d=1.745 d=1.834 200 d=1.906 d=2.075 300 d=3.254 d=4.154 400 d=1.951 d=3.908 500 d=2.297 600 d=2.760 Lin (Cps) 700 20 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale File: YenTN PTO-05Mnaug.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 13 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.0 1) Left Angle: 30.800 ° - Right Angle: 31.880 ° - Left Int.: 77.2 Cps - Right Int.: 95.7 Cps - Obs Max: 31.436 ° - d (Obs Max): 2.843 - Max Int.: 916 Cps - Net Height: 827 Cps - FWHM: 0.258 ° - Chord Mid.: 31.435 ° - Int Br 01-078-0298 (C) - Macedonite, syn - PbTiO3 - Y: 75.21 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 3.90200 - b 3.90200 - c 4.15600 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - P4mm (99) - - 63.2776 - I/Ic P 00-021-1276 (*) - Rutile, syn - TiO2 - Y: 16.27 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 4.59330 - b 4.59330 - c 2.95920 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - P42/mnm (136) - - 62.4344 - I/Ic PDF Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - PTO-1Mn d=2.842 1200 1100 1000 900 800 d=2.759 100 d=1.241 d=1.234 d=1.300 d=1.334 d=1.379 d=1.419 200 d=1.657 d=2.072 300 d=1.829 d=1.950 400 d=1.765 d=1.744 500 d=1.607 d=3.906 d=2.295 600 d=4.152 Lin (Cps) 700 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: YenTN PTO-1Mnaug.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 12 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 1) Left Angle: 30.650 ° - Right Angle: 31.880 ° - Left Int.: 73.2 Cps - Right Int.: 90.8 Cps - Obs Max: 31.459 ° - d (Obs Max): 2.841 - Max Int.: 1032 Cps - Net Height: 947 Cps - FWHM: 0.252 ° - Chord Mid.: 31.458 ° - Int B 01-078-0298 (C) - Macedonite, syn - PbTiO3 - Y: 88.49 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 3.90200 - b 3.90200 - c 4.15600 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - P4mm (99) - - 63.2776 - I/Ic P PL4 80 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - PTO-3Mn 1200 1100 d=2.837 1000 900 800 100 d=1.240 d=1.331 d=1.379 d=1.418 d=1.650 d=1.763 d=1.746 200 d=1.824 d=2.065 300 d=1.950 d=4.141 400 d=1.607 d=3.909 500 d=2.293 600 d=2.762 Lin (Cps) 700 20 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale File: YenTN PTO-3Mnaug.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 13 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 1) Left Angle: 30.710 ° - Right Angle: 32.030 ° - Left Int.: 85.2 Cps - Right Int.: 123 Cps - Obs Max: 31.507 ° - d (Obs Max): 2.837 - Max Int.: 878 Cps - Net Height: 770 Cps - FWHM: 0.281 ° - Chord Mid.: 31.512 ° - Int Bre 01-078-0298 (C) - Macedonite, syn - PbTiO3 - Y: 79.17 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 3.90200 - b 3.90200 - c 4.15600 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - P4mm (99) - - 63.2776 - I/Ic P Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - PTO-5Mn 1200 d=2.835 1100 1000 900 800 d=1.239 d=1.234 d=1.303 d=1.330 100 d=1.378 d=1.606 d=1.418 200 d=1.824 d=2.060 300 d=1.650 d=1.952 400 d=1.765 500 d=2.294 d=3.904 d=2.762 600 d=4.127 Lin (Cps) 700 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: YenTN PTO-5Mnaug.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 12 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 1) Left Angle: 30.320 ° - Right Angle: 31.940 ° - Left Int.: 66.9 Cps - Right Int.: 122 Cps - Obs Max: 31.529 ° - d (Obs Max): 2.835 - Max Int.: 905 Cps - Net Height: 797 Cps - FWHM: 0.276 ° - Chord Mid.: 31.525 ° - Int Bre 01-078-0298 (C) - Macedonite, syn - PbTiO3 - Y: 83.33 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 3.90200 - b 3.90200 - c 4.15600 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - P4mm (99) - - 63.2776 - I/Ic P PL5 80 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - PTO-7Mn 1200 1100 d=2.835 1000 900 800 d=2.761 600 d=1.235 d=1.344 d=1.332 d=1.416 d=1.297 d=1.606 d=1.650 d=1.822 200 d=2.486 d=3.256 300 d=2.069 d=4.133 d=1.951 400 d=1.763 d=1.744 500 d=2.294 d=3.910 Lin (Cps) 700 100 20 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale File: YenTN PTO-7Mnaug.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 13 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 1) Left Angle: 30.320 ° - Right Angle: 31.970 ° - Left Int.: 91.3 Cps - Right Int.: 157 Cps - Obs Max: 31.532 ° - d (Obs Max): 2.835 - Max Int.: 887 Cps - Net Height: 747 Cps - FWHM: 0.278 ° - Chord Mid.: 31.527 ° - Int Bre 01-078-0298 (C) - Macedonite, syn - PbTiO3 - Y: 83.33 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 3.90200 - b 3.90200 - c 4.15600 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - P4mm (99) - - 63.2776 - I/Ic P 00-021-1276 (*) - Rutile, syn - TiO2 - Y: 12.50 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 4.59330 - b 4.59330 - c 2.95920 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - P42/mnm (136) - - 62.4344 - I/Ic PDF Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - PTO-9Mn 1200 1100 d=2.833 1000 900 800 d=1.239 d=1.232 d=1.306 d=1.329 d=1.417 100 d=1.380 d=1.606 d=1.652 200 d=1.831 d=2.056 300 d=1.743 400 d=1.952 d=3.909 500 d=2.292 d=2.762 600 d=4.124 Lin (Cps) 700 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: YenTN PTO-9Mnaug.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 13 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 1) Left Angle: 30.260 ° - Right Angle: 32.090 ° - Left Int.: 68.5 Cps - Right Int.: 147 Cps - Obs Max: 31.557 ° - d (Obs Max): 2.833 - Max Int.: 833 Cps - Net Height: 709 Cps - FWHM: 0.301 ° - Chord Mid.: 31.558 ° - Int Bre 01-078-0298 (C) - Macedonite, syn - PbTiO3 - Y: 82.79 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 3.90200 - b 3.90200 - c 4.15600 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - P4mm (99) - - 63.2776 - I/Ic P PL6 80 ... kiện chuyển đổi quang – điện (photovoltaic device) Dựa sở chúng tơi tiến hành thực đề tài: “ Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc khảo sát tính chất quang điện PbTiO3 pha tạp số ion kim loại chuyển. .. ĐOAN Tôi xin cam đoan: Đề tài: Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc khảo sát tính chất quang điện PbTiO3 pha tạp số ion kim loại chuyển tiếp thân thực Các số liệu, kết đề tài trung thực Nếu... 1.3.1 Tính chất sắt điện PbTiO3 chất sắt điện thể tính nhiệt điện trở lớn Nhưng ta pha tạp thêm vào vật liệu số ion kim loại chuyển tiếp tính dẫn điện PbTiO3 có thay đổi từ tính điện mơi sang tính