Nghiên cứu chế tạo, khảo sát tính chất và ứng dụng màng mỏng nano tio2 xốp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN ^^ *1* NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO, KHẢO SÁT TÍNH CHÂT VÀ ỨNG DỤNG MÀNG MỎNG NANO T I 2XỐP MÃ Số: QG 04-05 C H Ủ T R Ì ĐỂ T À I : PGS.TS P H Ạ M VĂ N NHO C Á C C Á N BÔ TH A M GIA: P G S.T S P hạm V ăn N h o TS Bùi V ăn L oát P G S.T S N g u y ễ n T h ế H iện TS H o n g N g ọ c T h ành TS P han V ă n A n T h s N C S T rần K im C ng H V C H N g u y ễ n T h ợ n g H ải H V C H V o L ý T h an h H H V C H N g u y ễ n T h ị T hu H ằng C N Phạm Q u a n g H ng C N H o n g V ã n N a m C N D n g Đ ìn h T h uân C N H ổ A n h Q uân 16.S V Đ Ỗ T h àn h Đ at S V L ê D u y Đ ả m P rof Ivan D a v o li H V C H P h ạm A n h T uấn Dr F D e m a tte is Dr p P r o p o sito , l.C N N g u y ễ n Q u a n g T iến B a c h c P a la z z e si HÀ NỘI - 2005 ĐAI H O C Q U Ố C G IA HA N Ọ ! TR U N G T Ẩ M T H Õ N G - ĨIN " H VỊỆ p r / - ■ BÁO CÁO T Ó M TẮ T a T ê n đ ề tà i: N ghiên cứu chê tạo, khảo sát tính chất m àng T i0 nano xốp ứng dụng M ã s ố Q G -0 b C h ủ tr ì đ ề tà i: P h ó g iá o sư, T iế n sỹ P h ạm V ă n N h o c C c c n b ộ t h a m g ia : P G S T S P h m V ă n N h o T S B ù i V ã n L o t C N P h am Q u a n g H n g C N H o n g V ă n N a m P G S T S N g u y ễ n T h ế H iệ n TS H o n g N g ọ c T h ành T S Phan V ă n A n T h s N C S T rần K im C ng H V C H N g u y ễ n T h ợ n g H ải H V C H V õ L ý T h an h H C N D n g Đ ìn h T huận C N H A n h Q u ân 16.S V Đ Ỗ T h àn h Đ at H V C H N g u y ễ n T h ị T h u H ằn g H V C H P h m A n h T u ấn l l.C N N g u y ễ n Q u a n g T iế n Dr F D e m a tte is D r p P r o p o sito , B a c h c P a la z ze sj 17 s v L ê D u y Đ ả m P rof Ivan D a v o li d M ụ c t iê u v n ộ i d ụ n g n g h iê n u : - M ụ c t iê u : N g h iê n cứu c ô n g n g h ệ c h ế tạo ứ n g d ụ n g m n g n an o T iO , x ố p - N ội dung : N g h iê n u p h át triển phư n g ph áp lắ n g k ế t s o l- g e l đ ể c h ế tạo b ột n a n o T i từ tiề n ch ấ t T iC l4 N g h iê n u c h ế tạo m n g n a n o tin h thể T i xố p : - K ế t h ợ p v i dự án O D E O N - E U F P Phát triển p h n g phấp s o l- g e l k h ô n g th iêu k ế t d ù n g đ ể c h ế tạo m n g T i su ố t k íc h thư ớc n a n o , đ iề u c h ỉn h đ ợ c c h iế t su ất, p h ụ c vụ c h o v iệ c c h ế tạo c c lin h k iệ n q u an g đ iệ n tử th ế h ệ m i - Á p đ ụ n g p h n g pháp q u ét m iế t c h ế tạo m àng T ìO ị x ố p từ b ộ t T iO , tự c h ế tạo N g h iê n u ch ất kết d ín h c h ế đ ộ thiêu k ế t tố i ưu - N g h iê n u phát triển phư ng pháp phu n n h iệt ph ân d u n g d ịc h T CI4 đ ể tạo m n g T i n a n o x ố p trực tiếp đ ế Đ iề u k h iể n đ ộ x ố p c ủ a m n g , T n g h iệ m k h ả n ă n g pha tạp c h o m n g b ằ n g c c tạp ch ất n itro g en a n tim o n y N g h iê n u n â n g c a o p h ẩm ch ất c h ế tạo m n g đ iện cự c su ốt dẫn đ iệ n T C O từ tiền chất SnC ì In C l3 N g h iê n cứu đ ặc trưng tiế p x ú c c ủ a c c vật liệ u n ày vớ i n an o T ì O t ứ n g d ụ n g m n g n an o T Ĩ x ố p , T C O đ ể c h ế tạo đ iện c ự c pin m ặt trời th e o cấu trúc T iO i/S n O i:F K h ảo sát tính ch ất củ a đ iệ n cự c tron g c ấ u trúc p in m ặt trời q u an g đ iện h ó a C h ế tạo q u a n g trở n ano T i T iế n h àn h k h ả o sát tín h ch ất c ủ a vật liệ u c h ế tạo đ ợ c th ô n g q u a c c p h é p đ o X R D , X P S , A U G E R , S E M , A F M , đ ặ c trưng V A , p h ổ hấp th ụ , p h ổ tru yền q u a, q u an g dẫn, q u a n g đ iệ n h oá X â y d ự n g m ộ t s ố th iết bị c ô n g n g h ệ đ o lư n g c h u y ê n d ụ n g e Kết K ết q u ả ph át triển, h o n th iện c ô n g n g h ệ c h ế tạo vật liệu: - Đ ã c ả i b iế n p h n g pháp s o l- g e l v ố n c h u y ê n d ù n g đ ể tạo m n g m ỏ n g n a n o T i từ vật liệ u a lk o x id e đắt tiền thành p h n g ph áp tạo b ộ t n an o T ìO t từ vật liệ u rẻ tiền T iC l4 - Phát triển thành c ô n g p h n g pháp s o l- g e l k h ô n g th iêu kết, b ằ n g c c h tổ n g h ợ p trực tiế p vật liệ u n a n o T i từ d u n g d ịch tron g q u trình s o l - g e l - P h át triển p h n g ph áp phun n h iệt ph ân đ ể c h ế tạo m àn g n a n o T i trực tiếp từ d u n g d ịch T CI p h a tạp chất N , Sb c h o m n g n a n o T iO , b ằ n g c c h phu n h ỗ n h ợ p d u n g dịch tư n g ứ ng - H o n th iệ n kỹ thuật c h ế tạo màng T C O p h ẩm ch ất cao K ết q u ả c h ế tạo vật liệu: - Đ ã c h ế tạo thành c ô n g bột N a n o T iO ì, m n g n a n o T i ch iều d y từ 0 n m đ ến 10 |um, đơn pha a n a ta se, k ích thước hạt từ -2 n m c ó đ ộ x ố p đ iều k h iển đư ợ c C h ê tạo vật liệu n a n o T ĩO t n h y q u an g v ù n g k h ả k iế n b ằ n g c c h p h a tạp chất - Đ ã c h ế tạo thành c ô n g m n g đ iệ n cự c S n O ,:F c ó p h ẩm chất tư n g đ n g vớ i c ủ a nước n g o i p hù hợ p c h o m ụ c tiêu c h ế tạ o đ iệ n cự c n an o T ì O t vớ i đ ộ tru yền q u a % , đ iện trở nh ỏ ìo n /m - Đ ã c h ế tạ o thành c ô n g đ iện cự c pin m ật trời từ n a n o T i x ố p thử n g h iệ m thay ch ất m àu b ằ n g tạp chất N , Sb C ác đ iệ n cự c n y c h o suất đ iện đ ộ n g q u an g đ iệ n tư n g đ n g với g iá trị c ô n g bổ q u ố c tế - Đ ã c h ế tạo thành c ô n g q u a n g trở m n g n a n o T i d ù n g c h o v iệ c n g h iê n u c c h ế dẫn đ iệ n củ a m n g n a n o TÌO-, c h ế tạ o c ả m b iế n q u an g h ọ c Đ ã x â y d ự n g đư ợ c m ộ t s ố th iết b ị c ô n g n g h ệ c h ế tạo vật liệ u đo lư n g tín h ch ấ t vật liệ u Đ o tạo c n h ân , lu ậ n án T h ạc s ĩ ( đ ã b ả o v ệ ), luận văn TS (đ a n g tiế p tụ c) Đ ã c ô n g b ố đ ợ c c ô n g trình c c h ộ i n g h ị K h o a h ọ c q u ố c g ia q u ố c tế , b o c o k h o a h ọ c sin h v iên ( năm thứ ) H ỗ trợ c h o v iệ c x u ấ t g iá o trình “V ậ t lý linh k iệ n s e n s bán đ ẫ n ” T h iết lậ p đ ợ c quan hệ c ộ n g tác vớ i k h o a V ật lý T rư ng Đ i h ọ c T O R V E R G A T A , R o m e , Italy v ề n g h iê n u c h ế tạo ứng d ụn g vật liệ u N a n o T i f T in h h ìn h k in h p h í H n ộ i n g y -8 -2 0 K H O A Q U Ả N LÝ CHỦ TR Ì ĐỂ TÀI (K ý ghi rõ họ tên) / l C QUAN CHỦ T R Ì ĐỂ TÀI HIỆU TRƯỎNG * Summary a T itle: P rep aration , s tu d y in g p rop erties and a p p lica tio n o f p o ro u s nano T i film s C o d e :Q G -0 b D irector: P rof D r P h a m V a n N h o c Im p le m en to r s : P G S T S P h m V ă n N h o TS B ù i V ã n L o t P G S T S N g u y ễ n T h ế H iện TS H o n g N g ọ c T h àn h TS P han V ă n A n T h s N C S T rần K im C u n g H V C H N g u y ễ n T h ợ n g H ải H V C H V o L ý T h an h H H V C H N g u y ễ n T h ị T hu H ằn g 10 H V C H P hạm A n h T uấn 1 C N N g u y ễ n Q u a n g T iến 12 13 14 15 16 17 C N P hạm Q u a n g H n g C N H o ẩ n g V ă n N a m C N D o n g Đ ìn h T huận C N H A n h Q u ân SV Đ Ỗ T h àn h Đ ạt s v Lê D uy Đ ảm 18 19 20 21 Prof Ivan D a v o li Dr F D e m a tte is Dr p P ro p o sito , B ach C P a la z ze si d A im an d c o n te n t o f p roject: Aim: S tu d y in g t e c h n o lo g y for prep aration o f p o r o u s n a n o c r y sta llin e T i film s an d its a p p lica tio n Contents: D e v e lo p in g s o l- g e l m eth o d for p recip ita tio n o f n an o c r y sta llin e T i p o w d e r from T iC l p recursor In c o lla b o r a tio n w ith O D E O N -E U F P p ro ject, F a c u lty o f p h y s ic s U n iv e r s ity o f R o m e T O R V E R G A T A d e v e lo p in g a sin te r in g -fr e e s o lg e l m e th o d fo r p rep aration o f tran sp arent n a n o m e tr ic T i film for p h o to e le c tr o n ic a p p lica tio n U s in g s q u e e z in g m e th o d fo r p rep aration o f p o r o u s n a n o T i film s from s e lf -m a d e T i p o w d e r I n v e s tig a tin g o p tim u m te c h n o lo g ic a l c o n d itio n s D e v e lo p in g sp y p y r o ly s is for d irect fo rm a tio n n an o c r y sta llin e T i o n to h e a te d su b stra tes A tte m p tin g to r e g u la te film s p o r o s ity and to d o p e n itr o g e n , a n tim o n y in to film s b y th e sa m e sp ray p y r o ly sis t e c h n o lo g y E n h a n c in g p e r fo r m a n c e o f T C O fro m S n C l4, In C l4 In v e r stig a tin g in te r fa c e p r o p e r ty w ith n a n o T i m a terials C h a r a c te r iz in g o b ta in e d m aterial b y m e a n s o f R X D , X P S , A U G E R , SEM , AFM , c h a r a c te r istic s, a b so r p tio n sp e c ts, p h o to e le c tr ic tra n sm itta n ce c o n d u c tin g , s p e c ts, V -A p h o to e le c tr o c h e m ic a l m e a su r e m e n ts B u ild in g up som e s p e c ific d e v e lo p in g and te c h n o lo g ic a l and m ea su r e m en t e q u ip m e n ts Results: R e s u lts of im p r o v in g te c h n o lo g y for m aterial prep aration : - It h as b e e n s u c c e s s f u lly d e v e lo p e d c o n v e n tio n a l s o l- g e l m e th o d for: + P rep a rin g n a n o c r y sta llin e T i p o w d e r from c h e a p T iC l p recursor + D ir e c t fo r m a tio n o f n a n o T i from s o lu tio n w ith o u t sin terin g - T h e sp y p y r o ly s is h a s b e e n fru itfu lly im p r o v e d for: + D ir e c t fo r m a tio n o f n a n o c r y sta llin e T i from s o lu tio n o f T iC l4 + D o p in g T i w ith n itr o g e n , a n tim o n y a g e n ts + P rep a tio n o f h ig h p erfo rm a n ce T C O It has b e e n prep ared n a n o c r y sta llin e T i o f s in g le an a ta se p h a se w ith c r y sta llin e s iz e in order from to n m , and n a n o T i film s o f th ic k n e s s fro m 0 n m to lO^im o f co n tro lled p o r o sity T h e h ig h p e r fo r m a n c e S n 2:F has b e e n prepared C h a cteristics o f it m a y b e c o m p a r e d to c o m m e r c ia l prod u cts: tra n sm itta n c e is o f 80% , r e sis ta n c e is b e lo w Q./□ T h is p r o je c t h a s s u c c e s s f u lly prepared a p o r o u s T i e le c tr o d e s for p h o to e le c tr o c h e m ic a l so la r c e ll w ith n itr o g e n , a n tim o n y d o p a n ts, that o p e r a te s in th e v is ib le r e g io n o f sp e c tu m T h e ir p h o to e m f is in c o m p a r is o n w ith literature data It has b e e n a ls o p rep ared n an o T i p h o to r e sisto r for in v e stig a tio n o f c o n d u c tin g m e c h a n is m and for u se as p h o to se n so r D u r in g p r o jec t, som e s p e s ific te c h n o lo g ic a l and m ea su r e m en t e q u ip m e n t h a v e b e e n m an u factu red 1 T r a in in g resu lts: B c h e lo r s: , M a ste r th e sis: , P h D th e sis: ( c o n tin u in g ) P u b lic a tio n : STU D ! d ip a r t im e n t o di DI R O M A "TO R V ER G A TA " f is ic a ) A T T I V I T Ä C O L L A B O R A T O R ! UE M e se d i s e tte m b re -o tto b re 0 C o lla b o to re : N h o P h a m V an A C T IV IT Y R E P O R T W ith re fe re n c e S e p te m b e r - to m y c o lla b o tio n O c to b e r h a v e b e e n b a se o f s o l- g e l te c h n iq u e In o rd e r to d e v o te d to 0 , re s o lv e d u rin g s o l-g e l fa c to rs fo r in s te a d o f 0 -4 ° C T h e T 1O c o n tro llin g tra n s m itta n c e ; o n T h is th e te w ith su rfa c e in di R o m a T o r V e rg a ta , c a rrie d P r e p a r a t io n a n d A p p lic a t io n o f N a n o te m p e tu re it w a s o f th e U m v e rs ita in s o lu tio n s in te rin g g la s s h ig h a lo w p ro b le m , p ro c e ss film s e n g a g e d s tu d y in g th is at s tu d ie d h a s b e e n p ro c e ss m e th o d to fo r p re p a tio n d ire c tly s y n th e s iz e s u c c e s s fu lly p e rfo rm e d P ro d u c t o f th is m e th o d T iO :, fro m b y o n ly m o n th s a c tiv itie s film s o n tita n iu m u s in g n e e d s in m y o f o p tic a l T iO ? 1O T o u t th e p re c u rso r p h y s ic o -c h e m ic a l a d ry in g at 100 °C c o n v e n tio n a l s o l-g e l e x p e c te d o p tic a l s m o o th n e s s ; h ig h p ro p e rtie s s ta b ility (re fra c tiv e a g a in s t in d e x w a te r a n d is a b o u t o rg a n ic - s o lv e n t) ; h as h ig h b ee n p re p a re d T e c h n o lo g ic a l T h e se re s u lts d iffe re n t c o n d itio n s w ill b e s u b s tra te s , fo r p re p a tio n d e v e lo p e d e s p e c ia lly o n fo r o f fu rth e r o rg a n ic h ig h o p tic a l in v e s tig a tio n P M M A a n d /o r b e th e b a s is o f f u tu r e c o lla b o r a tio n b e tw e e n b o th s id e s D a ta in c lu d e d in re p o rt O n c o lle c te d in N a n o p h y s ic s R o m e th is a n d p e rio d w e re N a n o te c h n o lo g y a p e rfo rm a n c e as in w e ll as T 1O d e p o s itio n o p tic a l m u ltila y e r p re s e n te d film a t th e I W O N N T h e p a p e r is a tta c h e d th to w e re o f e s ta b lis h e d T iO ? s y s te m s A ll film s th a t w ill In te rn a tio n a l W o rk s h o p th is d o c u m e n t O c to b e r th , 0 P ro f N h o P h a m o n V a n Visto il Rjssponsabile Prof Mauro Casalboni MỤC LỤC M Ở Đ Ẩ U CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỂ T I0 .2 1.1 Tính chất lý hóa vật liệu T i0 1.1.1 Cấu trúc tinh thể TÌ02 1.1.2 Tính chất Vật lý 1.1.3 Tính chất Hóa học 1.2 Một số ứng dụng vật liệu T i0 1.2.1 ứng dụng chất quang xúc tác T i0 lĩnh vực mỏi trường 1.2.2 ứng dụng tính chất quang điện hoá để chê tạo pin mặt trời hệ 1.3 Các phương pháp chê tạo vật liệu nano T i0 1.3.1 Phương pháp vật lý .7 1.3.2 Phương pháp điện hoá 1.3.3 Phương pháp hóa h ọc CHƯƠNG I I : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÀNG ĐIỆN c ự c NANO TIƠ2 X Ố P I I 2.1 Quy trình chẻ tạo bột nano T Ỉ02 công nghệ làm màng từ b ộ t .11 2.2 Quy trình tạo màng phương pháp nhiệt độ thấp 15 2.2.1 Công nghệ chê tạo .15 2.2.2 Khảo sát tính chất 15 2.3 Còng nghệ phun màng T i0 17 2.3.1 Công nghệ phun phân huỷnhiệt (Spray pyrolysis) .17 2.3.2 Khảo sát tính chất 18 2.3.2.1 Thành phần màng kích thước hạt xác định bàng XRD 18 2.3.2.2 Khả pha tạp chất 20 3.3.2.3 Khảo sát mức độ xốp m àng 20 CHƯƠNG III : ỨNG DỤNG 22 3.1 Công nghệ chê tạo màng điện cực suốt dản điện 22 3.1.1 Màng điện cực S n 2:F .22 3.1.2 Công nghệ chê tạo màng ITO 23 3.1.3 Các đưừng đặc trưng V-A lớp tiếp xúc 25 3.1.3.1 Lớp tiếp xúc S n 2/ T i 2/ S n 25 3.1.3.2 Lớp tiếp xúc ITO /T i0 2/ I T 26 3.1.3.3 Lớp tiếp xúc SnOr T i0 2- IT O 26 3.2 Chê tạo quang trở nano T i0 27 3.2.1 Quang trở T i0 pha tạp Sn 27 3.2.2 Quang trở T Ỉ02 pha tạp Nitrogen 29 3.3 C h ê tạo điện cự c pin mặt trời 30 3.3.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động Pin quang điệnhóa: 30 3.3.2 Điện cực thu S n 2:F/Pt 30 3.3.3 Điện cực b ộ t T i0 h oạt hoá c h ấ t màu 31 3.3.4 Điện cực T Ỉ02 chê tạo phương pháp phun pha tạ p .31 KẾT LUẬN 35 TÀI LIỆU THAM K H Á O 37 PHỤ LỤC ; 39 m í V ' -"»r.v-■, ■ 'Ạ t T ĐAI HOC QUỐC GIA HA NÔI TRƯỞNG ĐẠI HỌC KHOA HOC Tư NHIÊN KHOA: VÂT LÝ .& ta fe~~ Dương Đình Thuận C H Ê T Ạ O Đ IỆ N cự c P IN M Ặ T T R Ờ I T Ừ B Ộ T N A N O D IO X ID E T IT A N K H O Á LUẬN TỐ T N GH IỆP H Ệ ĐẠI HỌC CHÍNH QUY Ngành : vật lý nhiệt dỏ thấp Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS P h ạm V ãn N ho TS H o àn g N g ọ c T h àn h Giáo viên phản biên: TS P h ạm H n g Ọ u an g Hà Nội - 2005 ■*T'- r?' ' r -1 M iô C M n > a H W « l 1"V> ẠI HỌC Q l Ị c GIA H À NỘJ TR U Ô N G ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỤ NHIÊN KHOA: VẠT L \ -tịỊ £ &—- ĐÈ TÀI XÂY DỤNG HỆ ủ NHIỆT CHO VẬT LIỆU NANO T i K H O Á L U Ậ N T Ó T N G H I Ệ P ĐẠI H Ọ C C H Í N H Q U Y Ngành : KHOA HỌC VẬT LIỆU Sinh viên: HOÀNG VĂN NAM Criáo viên hướng dẫn: PGS TS PHẠM VĂN NHO Giáo viên phàn biện: PGS.TS.LẺ HÒNG HÀ !v 'V 'X ■¡7*4 t p ĐAI HOC QUỐC GIA HA NÒI TRƯỚNG ĐAI HOC KHOA HOC Tư NHIẺto KHOA: VẬT LÝ -— s í Li í Phạm Quang Hưng CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN c ứ u TÍNH CHẤT CỦA MÀNG OXIT TITAN ĐẶC K H O Á LUẬN TỐ T N G H IỆP Đ ẠI HỌC CHÍNH QUY Ngành : Khoa Học Vật Liệu Giáo viền hướnq dẫn: PGS.TS P h ạm V ãn N ho Giáo viên phản biên: TS P hạm N g u y ê n Hái r Hà Nội - 2005 ụ,* _ _ Â w L^ I c u I I , I c ^ u u u U A r l A N Ụ l TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN gnữaẹ D i hạc DUioa hạc t7 ụ ' nlùin "¿Cội n g h ị DCJuoi1 /lỌe Ẵũdt oU n n m 2005 K H O A V Ậ T LÝ (35 b o c o ) ệ Các tính chất từ, từ nhiệt từ điện trở perovskite manganite với Pb ebo(LaPr) ~7 Stnh viên: Bùi Cơng Tính Giáo viên hướng dẫn: GS.TSKH Nguyễn Cháu thay 15 2.Nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện kích thích phổ phát quang bán dẩn vàng cấm rộng ZnSe 15 Sinh viên: Bùi Hồng Ván Giáo viên hướng dẩn: TS Phạm Vãn Bền, TS Phạm Xuân Thảo 3.Nghiên cứu ảnh hưởng hiệu ứng giam cầm phonon lên hấp thụ sóng điện từ yếu bdiđiện tử tự liố lượng tử ", 16 Sinh viên: Đặng Thế Hùng Giáo viên hướng dẫn: GS.TS Nguyễn Quang Báu 4.Khảo sát số đặc tính dãn sóng phụ thuộc vào cơng suất bơm (bước sóng 910 nm) cơng suất lối laser vi cầu thuỷ tinh pha tạp Er3* 17 Sinh viên: Đỗ Huy Điệp, Trịnh Thành Trung Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Vãn Hội 5.Ché tạo điện cực Nano Oxit Titan cho pin mặt trời quang diện hoá 17 Sũih viên: Đố Thành Đạt Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phạm Văn Nho 6.Khàn sát xây dựng phép đo số đặc trưng chùm laser .18 Sinh viên: Lê Thị Ngọc Dung, Đổ Thị Thu Hạnh, Đỗ Vãn Tuyên Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thế Bình 7.Tĩnh chất vật lý hợp chất thiếu Lantan La045Ca0d3]VlnO3 19 Sinh viên: Đổ Việt Thắng, Phan Quý Long, Nguyền Thị Nhung, Trấn Thị Hà Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Huy Sinh, GV Nguyễn Anh Tuấn 8.Nghiên cứu Xảy dựng hệ thu phổ huỳnh quang phổ raman sử dụng kĩ thuật Lock-in 20 Sình viên: Dương Vũ Trường, Nguyễn Thị Hằng, Hoàng Văn Hán Giáo viên hướng dẫn: TS Phạm Văn Bền, TS Nguyễn Thê Bình « 9.Hệ số Debye-Waller hiệu ứng tương quan tinh thể BCC: Lý thuyẽt vàso sánh với thực nghiệm - 20 Sinh viên: Hồ Khắc Hiếu Giáo viên hướng dẫn: GS.TSKH Nguyễn Văn Hùng 10.Kây dựng nguồn nuỏi đèn thuỷ ngân áp suất siêu cao Đ R W - 250 tìm hiểu khả nâng ứng dụng kích thích phổ phát quang 21 Sinh viên: Kiêu Bá Chiến Giáo viên hướng dân: TS Phạm Ván Bển 12 X J w a ' V í Ị I lụ KHẢO SÁT MỘT s ố ĐẶC TÍNH DAN s ó n g VÀ S ự PHỤ THUỘC VÀO CÔNG SUAT BƠM (BƯỚC SONG 980 nm) CỦA CÔNG SUẤT LỐI RA LASER VI CẦU THUỶ TINH PHA TẠP Ér3* Sinh viền: Đ ỗ H u y Đ iệp, Trịnh Thành T rung, B1-K46 G iáo viên hướng dẫn ĩ P G S T S Phạm Văn Hội VI câu diện mỏi hoạt động buồng cộng hưừng với hệ số Q cao, ánh sáng bị giam giữ mode WGMs (whispering gallery modes) Tính chất mode cho phép xác định chế hoạt động laser vi cầu thuỷ tinh pha tạp đất Trong báo cáo chúng tơi trình bày số đặc tính dân sóng vi cầu khảo sát phụ thuộc công suất laser lối vào công suất bơm (tại bước sóng 980nm) Hẹ số phẩm chất cao (cỡ 108) bước sóng 1553 nm la mọt đặc tính quan trọng để mang lai tiềm năn° ún° dụng laser vi cầu INVESTIGATING SOME GUIDE-WAVE CHARACTERISTICS AND THE DEPENDING ON PUMP POWER (980 NM) OF OUTPUT POWER OF Er3t DOPED GLASS MICROSPHERE LASER Light can be confined efficiently in the high quality factor (Q), small volume whispering - gallery - m odes observed in spherical dielectric micro-resonators The properties of these modes allow to obtain laser action in Rare-Earth doped glass spheres In this paper, we present some guide-wave characteristics and the dependence of ¡aser output power upon optical pumped power at 980 nm of Er*+ doped gfcrec microsphere laser High Q-factor (more than 108) of microshpere cavity (around 1553nm wavelength) is one of the important properties lead to potential applications of microsphere laser CHÊ TẠO ĐIỆN c ự c NANO OXIT TITAN CHO PIN MẶT TRỜI QUANG ĐIỆN HOÁ S inh viên: Đ ỗ Thành Đ ạt, B -K , V ật lý ứ n g dạng G iáo viên hư ớng dẫn : P G S T S P h ạm Văn Nho Pin mặt trời sờ vật liêu Nano Oxit Titan đối tượng ngỉriẻn cứu sơi động giới khả thay cho pin Silic truyền thống lốn lượng tái sinh quy mơ toàn cầu Trong loại pin điện cực Nano Oxit Titan phần tử cốt lõi Đó hệ vật liệu Nano bao gồm Nano Oxit Titan dược chế tạo điên cực suốt đản điện TCO Trong cơng trình vật liệu Nano Oxit 17 ~Kỉifìa 'Đ ãi h j Tóm tát CỎI1 trình n g h iê n cứu 1 A uthors: P ham V an N ho, Pham A nh T uan, N guyen Thi V an A nh, N guyen Thuong H ai, N g u y en Thi T hu H an g , H o an g N goc T hanh Y ear: 2004 E nhanced p erfo rm a n ce o f the TC O transparent conductive electrode for photoelectronic devices P roceedings o f T he th V ietn am C onference on R adio & E lectronic R E V ’04] A bstract: T ran sp aren t co n d u ctiv e electro d e w as prepared by the solution spray m ethod T he tran sp are n cy and co n ductivity w ere determ in ed in relationship with technological co n d itio n s O b tain ed resu lts show that by the cheap, easy realized m ethod, it is p o ssib le to prepare a high perform ance o f transparent conducting oxide thin film fo r electro d es, suitable for photo-electronic devices m anufacture 2 A uthors: Pham V an N ho, N guyen Q uang T ien, T ran Kim C uong, Nguyen Thuong H ai, Pham Q u an g H ung Y e a r: 2004 U ltraviolet rad ia tio n sen so r based on nano T i m aterial The 9lh V ietn am C o n feren ce on R adio & E lectronic A bstract: It w as found that nano T i o f an atase phase is photoelectronic m aterial activ e in th e ultraviolet spectrum range In o rd er to determ ine ultraviolet c o n ta m in a tio n o f so lar radiation, sensor from nanocrystalline T i has been d esig n e d and fab ricated in m ode o f photoresistive regim es C haracteristics an d ap p licab ility o f these sensors w ere investigated and discussed A uthors: P ham V an N h o 1, N guyen Thi V an A n h 1, H oang N goc T h an h 2, N guyen The H ien 2, T ran K im C u o n g 3, D ao Trong T h u ' Y ear: 2004 P reparation o f S n-doped I n i and its interfacial p roperties w ith nanocrystalline T i0 P roceedings o f the S eventh V ietn am ese — G erm an S em inar on Physics and E n g in eerin g , H alo n g C ity, fro m M arch , 28 to A p ril, 5, 2004 A bstract: L ow m a teria l p ro d u ctio n costs are alw ays im p o rtan t to put any research result in to p c tic a l m ass -use, esp ecially fo r solar cell and photoelectronic devices b ased on th e n an o cry sta llin e T itan iu m d io x id e (nc T i 2) film s, which require tra n sp a re n t c o n d u ctin g electro d es, often m ade from ITO or S n m aterials In th is p ap er, we p resen t resu lts o f so lu tio n spray m ethod for preparation o f Sn d o p ed ln 20 and stu d y in g p ro p erties o f In 2O vSn/nc T i interface C h arac teristics o f o b tain ed resu lts ex h ib it that In 20 3:Sn and its ju n c tio n w ith nc T i are su itab le and very useful fo r investigation and ap p licatio n s in n an o scie n ce and n an o tech n o lo g y o f nc T iO : A uthors: P ham V an N h o (a) H oang N goc T h an h (a), I D avoli(b), F D em atteis(b\ P P roposito(b|, C P alazzesi(b) N am :2004 S intering-free so l-g el fo r preperation o f transparent n anom etric T iO : films The Second In tern atio n al W orkshop on N anophysics and N anotechnology (IW O N N ’04) A bstract: P rep aratio n o f nanosized T i by sol-gel m ethod has been the subject o f great scien tific an d technological interest N anom ettre TiO? has a great potential in n u m e ro u s application, but alm ost sol-gel techniques for preparation o f T i so fa r n eed a sintering step post co n densation sintering step in order to form T i cry stals R a th e r high sintering tem perature, about 450 °C , is a big hindrance fo r d ev elo p m en t o f T i m ateriasl, especially in advanced field such as photonics W e su ccessfu lly p ro d u ced transparent nanom etric T i film s using a direct sol-gel sy n th esis o f T i starting from T itanium butoxide in presence of A cety laceto n e reag en t A fter spin coating and drying at about 100 °C film s w ere ch ara cterized and identified by m eans o f optical m easurem ents, such as refractive in d ex , ab so rp tio n sp e c tra T h e resu lts show that as prepared T i film s are su ita b le fo r optical and photonic application A uthors; P A T u an , N T V an A nh, P V N ho, N T T H ang Y ear: 2004 The use o f A g n an o sized particles fo r in creasin g electrical conductivity of S n 2:F electro d e T he S econd In te rn a tio n a l W o rk sh o p on N anophysics and N anotechnology (IW O N N ’04) A bstract: T n sp a re n t co n d u ctin g oxides (TC O ) have attracted m any scientists and tech n o lo g ists b e c a u se o f th eir interesting ch aracteristics and w ide specific applications A m o n g T C O thin film such as In 2O j, Z nO , S n thin film is m uch m ore stu d ied It plays an in d isp en sab le role in photo electric devices, displays In this type o f ap p lication co n d u ctiv ity and tran sp aren cy are decisive ch aracteristics an d th erefo re they are alw ays ex p ected im provem ent S n 2:F m aterial w as p rep ared by spray m ethod in A pplied P hysics L aboratory, Hus In this paper w e w ould like to p resen t a resu lt o f in creasin g electrical conductivity o f SnO , thin film by u sing A g n anosized p articles red u ced from A g N solution The id e n tificatio n o f S n and A g m aterial w as realized by the XRD The size is calc u la te d to be ab o u t 13 nm T he resistiv ity o f film s w as m easured by m eans o f stan d ard fo u r-p ro b e m ethod It w as fou n d that it d ecreases when the th ick n ess A g la y e r in creases and reach ed up to 0 Q m T ransparency of film s rem a in ed ab o u t 80% T h ese v alues are in o rd er o f co m m ercial products and these film s m ay b e su ccessfu lly use fo r p ractical p u rp o ses such as for solar cell based on the N an o T i A uthors: P ham V an N h o a, H o an g N goc T h an h 3, Ivan D avolib Y ear: 2004 C h aracterizatio n o f n an o cry stallin e T i film s prepared by m eans o f solution spray m ethod The ninth A sia P acipic P hysics C onference ( th A PPC) A bstract: T he n an o cry sta llin e T i w ere prepared by the spraying TiC l solution as starting m aterial O b tain ed film s w ere subject to the com positional and structural an aly sis by m eans o f XPD, X PD , A U G E R SPEC TR O SCO PY , and SEM m ethods F ilm s w ere found to be nanosized cry stals o f anatase phase B esides them , th e used m eth o d dem o n strates ability to control som e properties o f film fo r ad v an tag e ap p lication purposes o f nano T i m aterial A uthors: P ham V an N h o '\ T ran K im C uong2, N guyen T huong H a i\ N g u y en Q uang T ie n 1, V o T hach Son a p p l ie d P hysics L aboratory, F acu lty o f P hysics, H anoi U niversity o f Science, V N U , 334 N g u y en Trai R oad, T hanh X uan, H anoi, V ietnam (2) F acu lty o f Physics, U niversity o f D aL at, Institut o f E ngineering Physics, H U T Y ear: 2005 The use o f sp ray m eth o d fo r preparation o f nitrogen doped nanocrystalline titanium d io x id e film s P roceedings o f th e E ig h th G erm an -V ietn am Sem inar on Physics and E n g en eerin g , E rlan g en , 3-08, A pril, 2005 A bstract: It is w ell k n o w n th at nitrogen doped n an o -cry stallin e titanium dioxide is v isib le lig h t resp o n siv e m aterial In this w ork, we w ould like to present a p rep aratio n o f th is m aterial using spray o f T iC l and N H 4N m ixture solu tio n on h eated g lass substrates P hase crystal and chem ical com position o f o b ta in e d m aterials have been characterized by m eans o f X RD P h o to resp o n siv e ab ility was d eterm in ed by photoconductive m easu rem en t F ro m a cq u ired resu lts it w as d em o n strated that visible light responsive n a n o T i0 m a y be p rep ared by very sim ple and m ass production spray m ethod SCIENTIFIC PROJECT B R A N C H : P H Y S IC S PR O JEC T CA TEG O R Y: N A TIO N A L LEVEL Title: Preparation, studying properties and application of nanoporous T i0 films Code : QG 04-05 Managing Institution: Vietnam National University, Hanoi Implementing Institution: Hanoi University of Science Collaborating Institutions: - Center for Material Technology, MOST of Vietnam - Faculty o f Physics - DaLat University - Faculty o f Physics University of Rome - TOR VERGATA Coordinator: Assoc Prof Dr Pham Van Nho Key implementors: Prof Dr Pham Van Nho Dr Bui Van Loat Prof Dr Nguyen The Hien Dr Hoang Ngoc Thanh Dr Phan Van An Ms Stud Tran Kim Cuong Bach Stud N guyen Thuong Hai Bach Stud V o Ly Thanh Ha Bach Stud Nguyen Thi Thu Hang Bach Stud Pham Anh Tuan Bach Nguyen Quang Tien Bach Pham Quang Hung Bach Hoang Van Nam Bach Duong Dinh Thuan Bach Ho Anh Quan Stud Đo Thanh Dat Stud Le Duy Dam Prof Ivan Davoli Dr F Dematteis Dr P Proposito, Bach c Palazzesi Duration: 20 months (from 5-2004 to 1-2006) Budget: 60.000.000 V ND 10 Main results: - Results in science and technology • Development o f spray pyrolysis for preparation of nanoporous T i0 films • It has been prepared high performance S n 2:F Properties of it may be compared to commercial products • It has been prepared nano TiO, electrodes It is a structure consisting o f nano T i0 covered onto S n 2:F layer - Results in practical application • Electrodes for photoelectrochemical solar cell for UV detection sensor • Technology for preparation of oxide semiconductors - Results in training • Ph.D thesis ( Continuing) • Master thesis • Bachelors - Publications: 11 Evaluation grade PHIẾU ĐÃNG KÝ K ẾT QUẢ NGHIÊN c ứ u KH-CN Tên để tài (hoặc dự án): Nghiên cứu chê tạo, khảo sát tính chất màng mỏng nano Ti02xốp ứng dụng Mã số: Q G 04-05 Cơ quan chù trì đề tài (hoặc dự án): Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà nội Địa chỉ: 334 Nguyễn trãi Hà nội Tel: _ Cơ quan quản lý đề tài (hoặc dự án): Đại học quốc gia Hà nội Địa chỉ: 144 Đường Xuân Thuỷ Hà nội Tel: Tổng kinh phí thực chi: 60 Triệu Trong đó: -Từ ngân sách Nhà nưóc: 60 Triệu -Kinh phí cúa trường: -Vay tín dụng: -Vốn tự có: _ - T hu hổi: _ Thời gian nghiên cứu: đãng ký 20 tháng Thòi gian bắt đầu: 5-2004 Thời gian kết thúc thực tế:7-2005 Tên cán phối hợp nghiên cứu: Tên cán phối hợp nghiên cứu: PGS.TS Phạm Văn Nho TS Bùi Văn Loát PGS.TS Nguyễn Thế Hiện TS Hoàng N gọc Thành TS Phan Văn An Ths NCS Trần Kim Cương HVCH Nguyễn Thương Hải HVCH V o Lý Thanh Hà HVCH Nguyễn Thị Thu Hằng 10 HVCH Phạm Anh Tuấn 11 CN N guyễn Quang Tiến Số đãng ký đề tài Số chứng nhận đăng ký kết nghiên cứu: Ngày: 12 CN Phạm Quang Hưng 13 CN.Hoàng Vãn Nam 14 CN Dương Đinh Thuận 15 CN Hổ Anh Quân 16 SV.ĐỖ Thành Đạt 17 Lê Duy Đảm 18 Prof Ivan Davoli 19 Dr F Dematteis 20 Dr p Proposito 21 Bach c Palazzesi Bảo mật: a Phổ biến rộng rãi: b Phổ biến hạn chế: c Bảo mât: Tóm tát kết nghiên cứu: A- Kết p h át triển , hồn thiện phương pháp còng nghệ chê tạo vật liệu: Phương p h áp sol-gel vỏn chuyên dùng để tạo m àng mỏng nano T i từ vật liệu alkoxide đ tiền dã cải biên thành phuơng pháp tạo bột nano T i từ vật liệu rẻ tiền TiCl4 P h át triển th àn h công phương pháp sol-gel không thiêu kết, cách tổng hợp trụ c tiếp vật liệu nano T i tù dung dịch tro n g trìn h sol-gel m khơng cán qua cóng đoạn nung mẫu nhiệt độ cao P h át triển phương pháp phun nhiệt phân để chế tạo màng nano T i trực tiếp từ đung dịch T iC l pha tạp chất N, Sb cho m àng nano T i 2bằng cách phun hỗn hợp dung dịch tương ứng H oàn thiện kỹ th u ậ t chê tạo m àng T C O phẩm ch át cao B- Kết chẽ tạo ứng dụng vật liệu nano T i0 2: Chế tạo thành cơng bột màng nano TiOj xốp Kích thước hạt từ 5-20 nm, đơn pha anatase Có thể thay đổi độ xốp, thay đổi độ dày từ 300nm-10 |im, hiệu chỉnh chiết suất dễ dàng pha tạp chất để thay đổi độ dẫn điện khả nhạy quang Đã chè tạo thành công màng điện cực Sn02:F có phẩm chất tương đương với nước phù hợp cho mục tiêu chế tạo điện cực nano Ti02với độ truyền qua 80%, điện trở nhỏ lOQ/ũ Đã chế tạo thành công điện cực pin mặt trời từ nano Ti02 xốp thử nghiệm thay chất màu bàng tạp chất N, Sb Các điện cực cho suất điện động quang điện từ 0,6-0,8 V, tương đương với giá trị công bô quốc tê điện cực nano Ti02 Đã chê tạo thành công điện trở quang trở màng nano Ti02phù hợp với mục tiêu chê tạo cảm biến nhạy khí, cảm biên quang học cho việc nghiên cứu chê dẫn điện màng nano 1iOj c- Xin đăng ký quyền, giải pháp hữu ích: Phương pháp chê tạo vật liệu nano Ti02từ TiCI4 Phương pháp chẻ tạo màng Sn02:F phẩm chất cao Kiến nghị quy mô đối tượng áp dụng nghiên cứu: 1- Triển khai phương pháp chê tạo vật liệu nano TiO, từ TiCl4 phục vụ cho: -Nghiên cứu chè tạo điện cực pin mặt trời nano Ti02 -Chế tạo cảm biến, ■Linh kiện quang tử (photonics) •Linh kiện điện tửspỉn (spintronics) •Chế tạo sản phẩm phục vụ khoa học môi trường: phán huỷ chất độc hại, Lớp tự làm 2- Triển khai phương pháp chế tạo màng Sn02phục vụ cho: -Chẻ tạo điện cực suốt dản điện cho pin mặt trời linh kiện quang điện tử - Kính chống phản xạ, kính lọc , kính dần điện xây dụng chê tạo máv Chủ nhiệm đề tài Thù trưỏng quiin trì đé tài Chủ tịch Hội (lồng đánh giá thức Nguyễn Văn GS TSKH Thú trướng co quan qu;in ly (ti' tài ...BÁO CÁO T Ó M TẮ T a T ê n đ ề tà i: N ghiên cứu chê tạo, khảo sát tính chất m àng T i0 nano xốp ứng dụng M ã s ố Q G -0 b C h ủ tr ì đ ề tà i: P h ó g iá o sư, T iế n sỹ... .15 2.2.2 Khảo sát tính chất 15 2.3 Còng nghệ phun màng T i0 17 2.3.1 Công nghệ phun phân huỷnhiệt (Spray pyrolysis) .17 2.3.2 Khảo sát tính chất 18... loạt tính chất phụ thuộc vào cơng nghệ chế tạo V ì nói lịch sử phương pháp chế tạo vật liệu gắn liền với lịch sử nghiên cứu phát triển cơng nghệ nano Riêng việc tìm hiểu tường tận phương pháp chế