luận văn thạc sĩ chấm lượng tử (quantum dots) tổng hợp, khảo sát một số tính chất vật lý và tiềm năng ứng dụng

BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - Trần Thị Kiều CHẤM LƯỢNG TỬ (QUANTUM DOTS) TỔNG HỢP, KHẢO SÁT MỘT SỐ TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ TIỀM NĂNG ỨNG DỤNG LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ Khánh Hòa - 2020 BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - Trần Thị Kiều CHẤM LƯỢNG TỬ (QUANTUM DOTS) TỔNG HỢP, KHẢO SÁT MỘT SỐ TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ TIỀM NĂNG ỨNG DỤNG Chuyên ngành: Vật lý kỹ thuật Mã số: 8520401 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Phan Văn Cường Khánh Hòa - 2020 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tơi hướng dẫn TS Phan Văn Cường tham khảo thêm tài liệu cơng bố trước có nguồn gốc rõ ràng Các số liệu nêu luận văn kết làm việc suốt q trình thực nghiệm Trung tâm Thí nghiệm Thực hành, Trường Đại học Nha Trang Khánh Hòa, tháng năm 2020 Học viên Trần Thị Kiều Lời cảm ơn Trước tiên, tơi xin bày tỏ lịng tri ân đến thầy giáo TS Phan Văn Cường tận tình hướng dẫn, định hướng khoa học truyền đạt cho nhiều kiến thức quý báu, giúp thực tốt luận văn Tôi xin cảm ơn Trung tâm Thí nghiệm Thực hành, Trường Đại học Nha Trang giúp tơi hồn thành tốt phần thực nghiệm Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Học viện Khoa học công nghệ, khoa Vật lý Phòng Đào tạo tạo điều kiện thuận lợi để tơi thực luận văn hồn thành thủ tục cần thiết Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban lãnh đạo Viện nghiên cứu ứng dụng công nghệ Nha Trang giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo cán công tác Viện Nghiên cứu Ứng dụng Công nghệ Nha Trang, Trường Đại học Nha Trang, Trường Đại học Đà Lạt giảng dạy, hỗ trợ tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian học tập Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân bạn bè nhiệt tình động viên, giúp đỡ tơi q trình học tập hoàn thiện luận văn Và cuối cùng, xin cảm ơn Sở Giáo dục Đào tạo Khánh Hịa, trường THPT Ngơ Gia Tự - Cam Ranh tạo điều kiện để tơi hồn thành khóa học sau đại học Học viện Khoa học Cơng nghệ Khánh Hịa, tháng năm 2020 Học viên Trần Thị Kiều Danh mục ký hiệu chữ viết tắt Chữ ký hiệu, viết tắt Tiếng Anh DMSO Dimethyl sulfoxide Đvtđ - Đơn vị tương đối HRTEM High resolution Transmission Electron Microscopy Kính hiển vi điện tử xuyên qua phân giải cao NC Nanocrystal Tinh thể nano ODE Octadecene PEG Polyetylen glycol PMMA Polymethylmetacrylate PL Photoluminescence Phổ huỳnh quang/Phát quang Quantum dots Chấm lượng tử RE3+ Trivalent rare earth ions Ion đất hóa trị RET Resonance energy transfer Truyền lượng cộng hưởng TBP Tri-n-butylphosphine TEM Transmission Electron Microscopy TOP Tri-n-octylphosphine QDs UV Ultraviolet Tiếng Việt Kính hiển vi điện tử xuyên qua Tử ngoại XRD X-ray diffraction Nhiễu xạ tia X XEL X-ray-excited luminescence Phát quang kích thích tia X FRET Fluorescence resonance energy transfer Truyền lượng cộng hưởng huỳnh quang Förster FWHM Full width at half maximum Độ rộng bán phổ vạch nhiễu xạ cực đại Danh mục bảng Bảng 1.1 Mạng tâm kích hoạt 22 Bảng 1.2 Hằng số mạng tọa độ tinh thể LaF3 nhóm đối xứng P3c1 25 Bảng 1.3 Một số tính chất lý hóa LaF3 26 Bảng 1.4 Cấu hình điện tử ion Ce3+ 26 Bảng 1.5 Các giá trị thơng số thu từ mẫu nghiên cứu NC lanthanum fluoride pha tạp mẫu đối chứng 31 Bảng 2.1 Các hóa chất sử dụng 38 Bảng 2.2 Các NC CdSeS tổng hợp dung môi khác phương pháp phun nóng 43 Bảng 2.3 Các cấu trúc nano CdSeS tổng hợp phương pháp phun nóng .44 Bảng 2.4 Một số vật liệu nano điều chế phương pháp đồng kết tủa 47 Bảng 2.5 Một số vật liệu nano điều chế phương pháp thủy nhiệt 49 Bảng 3.1 Sự phụ thuộc đỉnh huỳnh quang QDs CdSeS theo thời gian tổng hợp 64 Danh mục hình vẽ, đồ thị Hình 1.1 Sự phân bố nguyên tử bề mặt so với tổng nguyên tử có hạt Hình 1.2 Sơ đồ dải lượng QDs ZnO phụ thuộc vào kích thước hạt; kích thước hạt giảm dải lượng ZnO chuyển từ trạng thái liên tục sang rời rạc 11 Hình 1.3 Các QDs CdSe với kích thước khác kích thích UV 11 Hình 1.4 Sự phụ thuộc kích thước độ rộng vùng cấm chấm lượng tử keo CdSe vào bán kính a 15 Hình 1.5 Phổ hấp thụ huỳnh quang nhiệt độ phòng QDs CdSe với kích thước khác 15 Hình 1.6 Sự tăng mức lượng lượng tử hóa dịch xanh lượng vùng cấm tinh thể nano so với vật liệu khối 16 Hình 1.7 Phổ huỳnh quang phân giải thời gian QDs InP/ZnS: a) Dạng hạt xếp chặt b) dạng dung dịch keo Đường kẻ thẳng hình để rõ dịch đỉnh phổ 17 Hình 1.8 Lauren Rohwer hiển thị hai thiết bị phát sáng trạng thái rắn sử dụng QDs mà nhóm phát triển: Màu xanh (trái) màu trắng (phải) Sandia National Laboratories (Mỹ) 19 Hình 1.9 Chuột tiêm QDs có bước sóng phát xạ khác (575, 667 525 nm) ánh đèn tia cực tím Mũi tên trắng mơ tả điểm tích lũy QDs 20 Hình 1.10 Mơ hình chế phát quang vật liệu A: ion kích hoạt, S: ion tăng nhạy .23 Hình 1.11 Sơ đồ phát quang 23 Hình 1.12 Cấu trúc tinh thể vật liệu LaF3 24 Hình 1.13 Cấu trúc đối xứng P3c1của LaF3: a) Cấu trúc nhóm đối xứng P63 /mmc; b) Góc nhìn ngang; c) Góc nhìn từ xuống 25 Hình 1.14 Các mức lượng ion Ce3+ mạng Năng lượng trình chuyển đổi f-d bị ảnh hưởng hiệu ứng nephelauxetic, tách trường tinh thể dịch chuyển Stokes 28 Hình 1.15 Cấu hình mức lượng bên ion Ce3+ ion Ce3+ pha tạp vào mạng LaF3 29 Hình 1.16 Ảnh TEM hạt nano: a) LaF3:Ce3+, Tb3+; b) LaF3:Tb3+ .30 3+ 3+ Hình 1.17 a) Phổ hấp thụ kích thích NC lõi -vỏ LaF3:Ce ,Tb / LaF3; 3+ 3+ 3+ 3+ b)Phổ phát xạ LaF3:Ce ,Tb (I) NC lõi - vỏ LaF3:Ce ,Tb / LaF3 (II); Hình nhỏ: Hình ảnh huỳnh quang màu xanh từ hai mẫu .32 Hình 1.18 Các QDs CdSeS điển hình: a) Cấu trúc bên Gradient; b) Cấu trúc bên đồng nhất; c) Cấu trúc lõi - vỏ .33 Hình 1.19 a) Phổ hấp thụ b) phổ phát xạ QDs CdSe1-xSx với x = 0,35, x = 0,5 x = 0,65 34 Hình 1.20 Ảnh TEM QDs hợp kim: a) CdSe0,25S0,25 b) CdSe0,75S0,25 36 Hình 2.1 Một số thiết bị dùng trình chế tạo vật liệu: a) Bình cầu ba cổ; b) Bếp nung giữ nhiệt c) Máy khuấy từ gia nhiệt; d) Máy quay li tâm e) Tủ sấy 40 Hình 2.2 Sơ đồ tổng hợp vật liệu nano sử dụng phương pháp đồng kết tủa 46 Hình 2.3 Hiện tượng nhiễu xạ tia X từ hai mặt phẳng mạng tinh thể 50 Hình 2.4 Độ tù spic phản xạ gây kích thước hạt 51 Hình 2.5 Thiết bị nhiễu xạ tia X 51 Hình 2.6 Kính hiển vi điện tử xuyên qua TEM 52 Hình 2.7 Sơ đồ khối hệ đo huỳnh quang .53 Hình 2.8 Phát quang kích thích tia X 54 Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý phép đo phổ kích thích huỳnh quang 55 Hình 2.10 Máy quang phổ phát quang 55 Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý tổng hợp LaF3:Ce3+ 56 Hình 3.2 Mẫu XRD hạt nano LaF3:Ce3+ 1% 57 Hình 3.3 a) Ảnh TEM NC LaF3:Ce3+; b) Hình phóng to hình a .58 Hình 3.4 Sơ đồ tổng hợp CdSeS 60 Hình 3.5 a) Ảnh TEM QDs CdSeS; b) Hình phóng to QDs hình a 61 Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lý tổng hợp LaF3:Ce3+/CdSeS .61 Hình 3.7 Ảnh TEM hỗn hợp hạt nano LaF3:Ce3+ QDs CdSeS 62 Hình 3.8 a) Sự phát xạ huỳnh quang dung dịch: a) DMSO; b) LaF3:Ce3+/DMSO 63 Hình 3.9 Ảnh phát xạ dung dịch CdSeS ánh sáng đèn tử ngoại (365 nm) 63 Hình 3.10 Phổ huỳnh quang QDs CdSeS theo thời gian tổng hợp: a) 15 s; b) 240 s; c) 350 s 64 Hình 3.11 Ảnh phát xạ vật liệu hỗn hợp nano LaF3:Ce3+/CdSeS khi: a) Tắt đèn UV b) bật đèn UV 65 Hình 3.12 Cường độ phát xạ của: a) Hỗn hợp nano LaF3:Ce3+/CdSeS chưa bị kích thích tia X; b) QDs CdSeS bị kích thích tia X; c) Hỗn hợp nano LaF3:Ce3+/CdSeS bị kích thích tia X 66 65 rõ ràng thông qua phổ huỳnh quang Kết phù hợp với cơng bố nhóm tác giả trước [3, 84] Như vậy, bước sóng phát xạ QDs bán dẫn CdSeS phụ thuộc vào kích thước tinh thể tức phụ thuộc thời gian tổng hợp, điều chỉnh kích thước hạt thơng qua thời gian tổng hợp để nhận bước sóng phát xạ mong muốn Từ hình 3.10 ta thấy phổ huỳnh quang có dạng đối xứng từ bảng 3.1 cho thấy độ bán rộng phổ hẹp dao động từ 18 - 24 nm, tùy mẫu Điều chứng tỏ QDs bán dẫn CdSeS có độ bão hịa màu cao Từ phân tích khẳng định QDs bán dẫn CdSeS chúng tơi vừa tổng hợp có tiềm chế tạo vật liệu phát quang để hiển thị màu sắc nét 3.2.3 Phát xạ vật liệu hỗn hợp nano LaF3:Ce3+/CdSeS PMMA Màu sắc phát xạ vật liệu hỗn hợp nano LaF 3:Ce3+/CdSeS PMMA chuyển từ màu trắng sang màu vàng thay đổi nhiệt độ tổng hợp từ 700C tới 1500C (hình 3.11a) Màu sắc phát xạ hỗn hợp nano LaF3:Ce3+/CdSeS PMMA kích thích UV 365 nm ghi lại hình 3.11b + Hình 3.11 Ảnh phát xạ vật liệu hỗn hợp nano LaF3:Ce3+/CdSeS khi: a) Tắt đèn UV b) bật đèn UV 66 3.2.4 Cường độ phát xạ hỗn hợp nano LaF3:Ce3+/CdSeS so với chấm lượng tử CdSeS kích thích tia X Hình 3.12 ta thấy: Dưới kích thích tia X cường độ phát xạ chấm lượng tử CdSeS nhỏ, không đáng kể Khi chưa bị kích thích tia X hỗn hợp nano LaF 3:Ce3+/CdSeS không phát xạ Nhưng bị kích thích tia X cường độ phát xạ hỗn hợp tăng cường lớn Do đó, tăng cường XEL vật liệu nano LaF3:Ce3+/CdSeS giải thích cách truyền lượng cộng hưởng từ hạt nano LaF3:Ce3+ đến QDs quang dẫn CdSeS [81, 85] Cụ thể hơn, LaF3:Ce3+ cấu tạo LaF3 với tạp chất Ce3+- tâm phát quang mạnh Vì có truyền lượng từ chất gây nhạy (LaF 3) sang 3+ chất kích hoạt (ion Ce ) lượng cộng hưởng huỳnh quang truyền từ Ce3+ sang CdSeS kết FRET hiển thị hình 3.12 phát quang tia X 3+ Hình 3.12 Cường độ phát xạ của: a) Hỗn hợp nano LaF3:Ce /CdSeS chưa bị kích thích tia X; b) QDs CdSeS bị kích thích tia X; c) Hỗn hợp nano LaF3:Ce3+/CdSeS bị kích thích tia X 3.3 TƯƠNG LAI VÀ CÁC ỨNG DỤNG TIỀM NĂNG CỦA VẬT LIỆU NANO LaF3:Ce3+/CdSeS 67 3.3.1 Kỹ thuật chế tạo Chấm lượng tử CdSeS mà vừa chế tạo phát quang mạnh, đặc tính phát quang điều chỉnh từ vùng màu đỏ sang màu xanh với FWHM hẹp từ 18 – 24 nm Các chấm lượng tử dùng thay LED truyền thống để tạo ánh sáng trắng chuẩn CdSeS nhúng vào cấu trúc OLED truyền thống để cung cấp quang phổ phát xạ hẹp rõ nét vị trí quang phổ phát quang Đây định hướng để phát triển OLED tinh thể nano [3] Việc chế tạo thành cơng LaF3:Ce3+/CdSeS PMMA có nhiều tiềm ứng dụng lắp vật liệu nano vào thiết bị điện tử quang điện tử Vì thế, LaF3:Ce3+/CdSeS thay đèn phóng điện chứa thủy ngân đèn sợi đốt để trở thành vật liệu hứa hẹn cho chiếu sáng nhân tạo kỷ XXI Có thể sử dụng đặc điểm phát quang mạnh kích thích tia X vật liệu nano LaF3:Ce3+/CdSeS để chế tạo đầu dò xạ 3.3.2 Ứng dụng sinh học Cảm biến sinh học (biosensors) thiết bị có khả tích hợp tác nhân sinh học enzyme, chất nền, kháng nguyên, kháng thể … đầu dò để đo đạc, phát phân tích hóa chất Hiện nay, loại biosensors nghiên cứu thông dụng loại dựa FRET để phát chất phân tích Vật liệu nano LaF 3:Ce3+/CdSeS vừa chế tạo dựa hiệu ứng truyền lượng cộng hưởng từ hạt nano LaF3:Ce3+ đến chấm lượng tử quang dẫn CdSeS Vì thế, sử dụng vật liệu nano LaF 3:Ce3+/CdSeS để làm biosensors lựa chọn khả thi Qua phần khảo sát ta thấy, XEL chấm lượng tử quang dẫn CdSeS tăng cường đáng kể với diện LaF 3:Ce3+ Vì vật liệu hỗn hợp nano LaF 3:Ce3+/CdSeS có tiềm lớn ứng dụng làm chất đánh dấu huỳnh quang tế bào, phát sớm tế bào ung thư chữa bệnh ung thư 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1.1 Kết luận Từ kết nghiên cứu, đưa kết luận sau: Đã chế tạo thành công hạt nano LaF3:Ce3+ dung dịch DMSO phương pháp hóa học ướt, kích thước hạt đạt 22– 25 nm, khảo sát cấu trúc tinh thể hình thái học hạt nano LaF3:Ce3+ Đã chế tạo thành công chấm lượng tử CdSeS phương pháp pháp phun nóng, kích thước hạt vào khoảng nm, khảo sát hình thái học chấm lượng tử CdSeS Đã tổng hợp thành công hỗn hợp nano LaF 3:Ce3+/CdSeS phương pháp đồng kết tủa, kết khảo sát hình thái học vật liệu nano LaF3:Ce3+/CdSeS cho thấy khoảng cách tinh thể nano CdSeS LaF3:Ce3+ nhỏ nm, đủ gần để FRET xảy Đã chế tạo thành công vật liệu nano hỗn hợp LaF3:Ce3+/CdSeS PMMA phương pháp hóa học ướt Đã khảo sát tính chất quang học hạt nano LaF3:Ce3+, chấm lượng tử CdSeS, vật liệu nano LaF3:Ce3+/CdSeS PMMA: - Cường độ XEL chấm lượng tử quang dẫn CdSeS yếu, cường độ PL chúng cao - XEL chấm lượng tử quang dẫn CdSeS tăng cường đáng kể với diện LaF3:Ce3+ Điều gán cho truyền lượng (RET) hiệu cao từ hạt nano LaF 3:Ce3+ sang chấm lượng tử CdSeS vật liệu nano LaF3:Ce3+/CdSeS - Cường độ phát quang vật liệu nano phát quang LaF 3:Ce3+/CdSeS tăng cường cách điều chỉnh kích thước chấm lượng tử CdSeS điều chỉnh thành phần tỉ lệ Se:S để tăng chồng chéo phổ hấp thụ QDs CdSeS phổ kích thích hạt nano LaF3:Ce3+ 69 3+ - Vật liệu nano LaF3:Ce /CdSeS với XEL dựa trên chế RET có ý nghĩa cho việc phát triển vật liệu nano chức sử dụng máy dị xạ Đây kết khả quan, ứng dụng phát sớm tế bào ung thư dẫn truyền thuốc xác đến tế bào ung thư 1.2 Kiến nghị Vật liệu nano LaF3:Ce3+/CdSeS tổng hợp có khả ứng dụng cao phát sớm tế bào ung thư dẫn truyền thuốc xác đến tế bào ung thư Vì cần có nghiên cứu chun sâu, với quy mơ lớn hơn, để ứng dụng tiềm sản phẩm 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO Dinesh Kumar Pandurangan, 2012, Quantum dot aptamers-an emerging technology with wide scope in pharmacy, International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, (3), pp.24-31 Minh Thảo, 2014, Đột phá nhờ công nghệ chấm lượng tử, Stinfo, số 8, tr 31-33 Jang E., Jun S., and Pu L., 2003, High quality CdSeS nanocrystals synthesized by facile single injection process and their electroluminescence, Chemical Communications, (24), pp 2964–2965 Tabatabaee F., Sabbagh Alvani A.A., Sameie H., Moosakhani S., Salimi R., and Taherian M., 2014, Ce3+-doped LaF3 nanoparticles: Wet-chemical synthesis and photo-physical characteristics “optical properties of LaF 3:Ce nanomaterials”, Metals and Materials International, 20 (1), pp 169-176 Yiming zhao, 2013, Quantum Dots and Doped Nanocrystals:Synthesis, Optical Properties and Bio-applications, Ph.D.Thesis, Universiteit Utrecht, Nederlands Chu Việt Hà, 2012, Nghiên cứu trình phát quang vật liệu nano nhằm định hướng đánh dấu sinh học, Luận án tiến sĩ Vật lý, Học viện khoa học công nghệ, Hà Nội Chu Việt Hà, Trần Anh Đức, Đỗ Thị Duyên, Vũ Thị Kim Liên, Trần Hồng Nhung, 2012, Ứng dụng đánh dấu sinh học chấm lượng tử bán dẫn, Tạp chí Khoa học cơng nghệ, Đại học Thái Nguyên, 99(11), tr 151-159 Hà Thị Phượng, 2019, Tổng hợp khảo sát tính chất vật liệu nano phát quang NaYF4 chứa ion đất Er3+ Yb3+ định hướng ứng dụng y sinh, Luận án tiến sĩ Khoa học vật liệu, Học viện khoa học công nghệ, Hà Nội, trang Lê Thị Ngọc Bảo, 2019, Nghiên cứu động lực học hạt tải dao động số bán dẫn có cấu trúc nano, Luận án tiến sĩ Vật lý, Đại học sư phạm – Đại học Huế 71 10 Nguyễn Hoàng Hải, 2007, Các hạt nano kim loại, Tạp chí Vật lý Việt Nam, tập 1, số 1, tr 7-10 11 Tom Hasell, 2008, Synthesis of metal–polymer nanocomposites, Ph.D.Thesis, University of Nottingham, United Kingdom - China- Malaysia, pp 18-21 12 Hemant Kumar, Yogesh Kumar, Gopal Rawat, Chandan Kumar, Bratindranath Mukherjee, Bhola Nath Pal, and Satyabrata Jit, 2017, Heating effects of colloidal ZnO quantum dots (QDs) on ZnO QD/CdSe QD/MoO x photodetectors, IEEE Transactions on nanotechnology, 16(6), pp 1073-1080 13 C de Mello Donega, 2011, Synthesis and properties of colloidal heteronanocrystals, Chemical Society Reviews, 40, 1512–1546 14 Nguyễn Quốc Khánh, 2012, Chế tạo khảo sát tính chất quang vật liệu tổ hợp Nano CdSe/PMMA, Luận văn thạc sĩ Vật lý, Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội 15 Efros A L., Rosen M., 2000, The electronic structure of semiconductor nanocrystals, Annu Rev Mater Sci 30, pp 475-521 16 Andrew M.Smith and Shuming Nie, 2010, Semiconductor nanocrystals: Structure, properties, and band gap engineering, Accounts of chemical research, 43(2), pp 190-200 17 Hilmi Volkan Demir, Sergey V Gaponenko, 2018, Applied Nanophotonics, Cambridge University Press, pp 82 18 Trần Thị Kim Chi, 2010, Hiệu ứng kích thước ảnh hưởng lên tính chất quang CdS, CdSe CuInS2, Luận án tiến sĩ khoa học vật liệu, Học viện khoa học công nghệ, Hà Nội, tr 31 19 Ung Thi Dieu Thuy, Pham Thi Thuy, Nguyen Quang Liem, Liang Li, and Peter Reiss, 2010, Comparative photoluminescence study of close-packed and colloidal InP/ZnS quantum dots, Applied physics letters 96 (7), pp 073102 72 20 Chris Burroughs, Sandia researchers use quantum dots as a new approach to white, blue solid-state lighting, 2003, Sandia lab news, 55 (14), pp.1, 21 Edward A Sykes, Qin Dai, Kim M Tsoi, David M Hwang & Warren C.W Chan, 2014, Nanoparticle exposure in animals can be visualized in the skin and analysed via skin biopsy, Nature communications, 5(3796), pp.1-8 22 Nguyễn Ngọc Trác, 2015, Vai trò tâm, bẫy khuyết tật vật liệu lân quang dài CaAl2O4 pha tạp ion đất hiếm, Luận án tiến sĩ vật lý, Đại học Khoa học – Đại học Huế 23 Elicah Nafulawabululu, P.W.O Nyawere and Daniel Bem Barasa, 2018, First-Principles Calculations Of Structural, Electronic And Elastic Properties Of Tysonite Lanthanum Fluoride (LaF3), Journal of Research in Environmental and Earth Science, (1), pp 36-40 24 Hoàng Mạnh Hà, 2019, Chế tạo nghiên cứu tính chất quang nanofluorit pha tạp đất LaF3:RE3+ (RE3+: Sm3+, HO3+, Eu3+), Luận án tiến sĩ Vật lý, Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội 25 Phan Văn Độ, 2016, Nghiên cứu tính chất quang ion đất Sm3+ Dy3+ số vật liệu quang học họ florua oxit, Luận án tiến sĩ Vật lý, Học viện khoa học công nghệ, Hà Nội 26 Navadeep Shrivastava, 2017, Development of Magnetic-Luminescent Bifunctional Nanomaterials and their Application in Radiation Detection, Ph.D.Thesis, Federal University of Maranhão (UFMA), Brazil 27 Feng Wang, Yong Zhang, Xianping Fan and Minquan Wang, 2006, Facile synthesis of water-soluble LaF3: Ln3+ nanocrystals, Journal of Materials Chemistry, 16 (11), pp 1031-1034 28 Liu Y F., Chen W., Wang S P., Joly A G., Westcott S., Woo B K, 2008, X-ray luminescence of LaF3: Tb3+ and LaF3: Ce3+, Tb3+ water-soluble nanoparticles, Journal of Applied Physics, 103, 63105 73 29 Thiruvalankadu Krishnamoorthy Srinivasan, Balasubramaniam Venkatraman, Durairaj Ponraju and Akhilesh Kumar Arora, 2012, Photoluminescence properties of LaF3:Ce nanoparticles embedded in polyacrylamide, World Journal of Nano Science and Engineering, 2, pp 201205 30 Zhang L., Li W., Hu X., Peng Y., Hu J., Kuang X., Song L., Chen Z., 2012, Facile one-pot sonochemical synthesis of hydrophilic ultrasmall LaF3:Ce,Tb nanoparticles with green luminescence, Progress in Natural Science: Materials International, 22 (5), pp 488-492 31 Vargas J.M., Blostein J.J., Sidelnik I., Rondón Brito D., Rodríguez Palomino L A., Mayer R.E., 2016, Luminescent and Scintillating Properties of Lanthanum Fluoride Nanocrystals in Response to Gamma/Neutron Irradiation: Codoping with Ce Activator, Yb Wavelength Shifter, and Gd Neutron Captor, Journal of Instrumentation, 11(09), pp P09007 32 Elena Lukinova, Eduard Madirov, Maxim Pudovkin, Daria Koryakovtseva, Stella Korableva, Alexey Nizamutdinov, and Vadim Semashko, 2017, Peculiarities of luminescence decay of Ce:LaF3 nanoparticles depending on conditions of hydrothermal treatment, EPJ Web of Conferences, 161, pp 03013 33 Meng-Yin Xie, Liao Yu, Hui He, Xue-Feng Yu, 2009, Synthesis of highly fluorescent LaF3:Ln3+/LaF3 core/shell nanocrystals by a surfactant-free aqueous solution route, Journal of Solid State Chemistry, 182 (3), pp 597– 601 34 Ali M., Chattopadhyay S., Nag A , Kumar A., Sapra S., Chakraborty S., and Sarma DD., 2007, White-light emission from a blend of CdSeS nanocrystals of different Se:S ratio, Nanotechnology, 18 (7), Article ID 075401 35 Perna G., Pagliara S., Capozzi V., Ambrico M., and Ligonzo T., 1999 Optical characterization of CdSxSe1-x films grown on quartz substrate by pulsed laser ablation technique, Thin Solid Films, 349 (1-2), pp 220–224 74 36 Alivisatos P., 2004, The use of nanocrystals in biological detection, Nature Biotechnology, 22 (1), pp 47–52 37 Zimmer J P., Kim S.-W., Ohnishi S., Tanaka E., Frangioni J V., and Bawendi M G., 2006, Size series of small indium arsenide-zinc selenide coreshell nanocrystals and their application to in vivo imaging, Journal of the American Chemical Society, 128 (8), pp 2526–2527 38 Petryayeva E and Algar W R., 2014, Multiplexed homogeneous assays of proteolytic activity using a smartphone and quantum dots, Analytical Chemistry, 86 (6), pp 3195–3202 39 Robel I., Subramanian V., Kuno M., and Kamat P V., 2006, Quantum dot solar cells Harvesting light energy with CdSe nanocrystals molecularly linked to mesoscopic TiO2 films, Journal of the American Chemical Society, 128 (7) pp 2385-2393 40 Elisa M., Vasiliu C., Striber J., Radu D., Trodahl J H., and Dalley M., 2006, Optical and structural investigations on CdSSe-doped aluminophosphate glasses, Journal of Optoelectronics and Advanced Materials, (2), pp 811-814 41 Anikeeva P O., Halpert J E., Bawendi M G., and Bulovic V., 2009, Quantum dot light-emitting devices with electroluminescence tunable over the entire visible spectrum, Nano Letters, (7), pp 2532-2536 42 Ouyang J Y., Vincent M., Kingston D., Descours P., Boivineau T., Badruz Zaman Md., Wu X., and Yu K., 2009, Noninjection, one-pot synthesis of photoluminescent colloidal homogeneously alloyed CdSeS quantum dots, The Journal of Physical Chemistry C, 113 (13), pp 5193-5200 43 Chen X., Hutchison J L., Dobson P J., and Wakefield G., 2010, Tuning the internal structures of CdSeS nanoparticles by using different selenium and sulphur precursors, Materials Science and Engineering B, 166 (1), pp 14-18 44 Bailey R E and Nie S., 2003, Alloyed semiconductor quantum dots: tuning the optical properties without changing the particle size, Journal of the American Chemical Society, 125 (23), pp 7100-7106 75 45 Swafford L A., Weigand L A., Bowers II M J et al., 2006, Homogeneously alloyed CdSxSe1-x nanocrystals: synthesis, characterization, and composition/size-dependent band gap,” Journal of the American Chemical Society, 128 (37), pp 12299–12306 46 Tangi Aubert, Marco Cirillo, Stijn Flamee, Rik Van Deun, Holger Lange, Christian Thomsen, Zeger Hens, 2013, Supporting Information for Homogeneously Alloyed CdSe1-xSx QDs (0 ≤ x ≤ 1): an Efficient Synthesis for Full Optical Tunability, Chemmistry of Materials, 25 (12), pp 2388-2390 47 Elbaum R., Vega S., and Hodes G., 2001, Preparation and surface structure of nanocrystalline cadmium sulfide (Sulfoselenide) precipitated from dimethyl sulfoxide solutions, Chemistry of Materials, 13 (7), pp 2272-2280 48 Alivisatos A P., 1996, Perspectives on the physical chemistry of semiconductor nanocrystals, The Journal of Physical Chemistry, 100 (31), pp 13226-13239 49 Qian H F., Li L., and Ren J C., 2005, One-step and rapid synthesis of high quality alloyed quantum dots (CdSe-CdS) in aqueous phase by microwave irradiation with controllable temperature, Materials Research Bulletin, 40 (10), pp 1726–1736 50 Cao Y C and Wang J H., 2004, One-pot synthesis of high-quality zincblende CdS nanocrystals, Journal of the American Chemical Society, 126 (44), pp 14336-14337 51 Zou Y., Li D S., and Yang D., 2010, Noninjection synthesis of CdS and alloyed CdSxSe1-x nanocrystals without nucleation initiators, Nanoscale Research Letters, (6), pp 966-971 52 Tosun G U., Sevim S et al., 2013, Developing a facile method for highly luminescent colloidal CdSxSe1-x ternary nanoalloys, The Journal of Materials Chemistry C, (17), pp 3026–3034 76 53 Nguyễn Thị Luyến, 2015, Chế tạo vật liệu CdSe/CdS cấu trúc nano dạng tetrapod nghiên cứu tính chất quang chúng, Luận án tiến sĩ vật liệu linh kiện nano, Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội 54 L A Thi, N D Cong, N T Dang, N X Nghia, V X Quang, 2016, Optical and Phonon Characterization of Ternary CdSe xS1-x Alloy Quantum Dots, Journal of Electronic Materials, 45 (5), 2621-2626 55 Al-Salim N., Young A G., Tilley R D., McQuillan A J., and Xia J., 2007, Synthesis of CdSeS nanocrystals in coordinating and noncoordinating solvents: solvent’s role in evolution of the optical and structural properties, Chemistry of Materials, 19 (21), pp 5185-5193 56 Wu W Z., Ye H.-A., Gao Y C., Chang Q., Zheng Z., and Yang Y., 2011, Evolution of fluorescence resonance energy transfer between close-packed CdSeS quantum dots under two-photon excitation, Journal of Colloid and Interface Science, 357 (2), pp 331-335 57 Brown S S., Rondinone A J., Pawel M D., and Dai S., 2008, Ternary cadmium sulphide selenide quantum dots as new scintillation materials, Materials Technology, 23 (2), pp 94-99 58 Garrett M D., Dukes III A D., McBride J R., Smith N J., Pennycook S.J., and Rosenthal S J., 2008, Band edge recombination in CdSe, CdS and CdSxSe1-x alloy nanocrystals observed by ultrafast fluorescence upconversion: The effect of surface trap states, The Journal of Physical Chemistry C, 112 (33), pp 12736-12746 59 Han R C., Yu M., Zheng 2009, A facile synthesis of monodisperse CdSeS QD/SiO2 12250-12255 Q., Wang L J., Hong Y K., and Sha Y L., small-sized, highly photoluminescent, and for live cell imaging, Langmuir, 25 (20), pp 60 Yu M., Yang Y., Han R C et al., 2010, Polyvalent lactose-quantum dot conjugate for fluorescent labeling of live leukocytes, Langmuir, 26 (11), pp 8534-8539 77 61 Qin W., Shah R A., and Guyot-Sionnest P., 2012, CdSeS/ZnS alloyed nanocrystal lifetime and blinking studies under electrochemical control, ACS Nano, (1), pp 912-918 62 Wu W Z., Yu D Q., Ye H.-A., Gao Y., and Chang Q., 2012, Temperature and composition dependent excitonic luminescence and exciton-phonon coupling in CdSeS nanocrystals, Nanoscale Research Letters, (1), pp 301 63 Harrison M A., Ng A., Hmelo A B., and Rosenthal S J., 2012, CdSSe nanocrystals with induced chemical composition gradients, Israel Journal of Chemistry, 52(11-12), pp 1063–1072 64 Jiang F R and Tan G L., 2013, Fabrication and optical properties of water soluble CdSeS nanocrystals using glycerin as stabilizing agent, PLoS ONE, (10), Article ID 0077253 65 Abdul Majid and Maryam Bibi, 2017, Cadmium based II-VI Semiconducting Nanomaterials, Springer International Publishing, pp 43-101 66 Zhong, W H et al., 2012, Nanoscience and nanomaterials: synthesis, manufacturing and industry impacts, Lancaster: DEStech Publications, Inc, pp 57-64 67 Pudovkin M.S., Morozov O.A., et al, 2017, Physical Background for Luminescence Thermometry Sensors Based on Pr3+:LaF3 Crystalline Particles, Journal of Nanomaterials, 2017, Article ID 3108586 68 Fedorov P.P., Mayakova M.N., et al, 2017, Synthesis of CaF2–YF3 nanopowders by co-precipitation from aqueos solutions, Nanosystems Physics, Chemistry, Mathematic, (4), pp 462–470 69 Krishnaprasad Sankar, John B Plumley, Brian A Akins, Tosifa A Memon, Nathan J Withers, Gennady A Smolyakov, and Marek Osiński, 2009, Synthesis and characterization of scintillating cerium-doped lanthanum fluoride nanocrystals, Proc of SPIE, 7189, 718909 78 70 Srinivasan T.K., Panigrahi B.S., Suriyamurthy N., Parida P.K., VenkatramanB.,2015,Enhancedgreenemissionfrom La0,4F3:Ce0,45,Tb0,15/TiO2 core/shell structure, Journal of rare earths, 33 (1), pp.20-26 71 Mingzhen Yao, Xing Zhang, Lun Ma, Wei Chen, Alan G Joly, Jinsong Huang, and Qingwu Wang, 2010, Luminescence enhancement of CdTe nanostructures in LaF3:Ce/CdTe nanocomposites, Journal of applied physics, 108 (10),103104 72 Tomasz Grzyb, Marcin Runowski, Krystyna Da˛browska, Michael Giersig, Stefan Lis, 2013, Structural, spectroscopic and cytotoxicity studies of TbF3@CeF3 and TbF3@CeF3@SiO2 nanocrystals, J Nanopart Res, 15 (10),1958 73 Marcin Runowski, Stefan Lis, 2014, Preparation and photophysical properties of luminescent nanoparticles based on lanthanide doped fluorides (LaF3:Ce3+, Gd3+, Eu3+), obtained in the presence of different surfactants, Joural of alloys and compounds, 597, pp 63-71 74 Shao J., Wang Z., et al, 2017, Investigation on the preparation and luminescence emission of LaF3:Eu3+@ LaF3/SiO2 core-shell nanostructure, Journal of Solid State Chemistry, 249, pp 199-203 75 He Hu, Zhigang Chen, Tianye Cao, Qiang Zhang, Mengxiao Yu, Fuyou Li, Tao Yi and Chunhui Huang, 2008, Hydrothermal synthesis of hexagonal lanthanide-doped LaF3 nanoplates with bright upconversion luminescence, Nanotechnology, 19 (37) , 375702 76 Seedahmed H A A., Ntwaeaborwa and Kroon R.E., 2016, Interaction mechanism for energy transfer in Ce,Tb co-doped LaF 3, 7th Annual Conference for Postgraduate Studies and Scientific Research Basic Sciences and Engineering Studies - University of Khartoum, Sudan, 6, pp 124-131 77 Dangli Gao, Dongping Tian, Bo Chong, Xiangyu Zhang and Wei Gao, 2014, Rare-earth doped LaF3 hollow hexagonal nanoplates: hydrothermal 79 synthesis and photoluminescence properties, CrystEngComm, 16 (30), pp.7106-7144 78 Jian-Xin Meng, Mao-Feng Zhang, Ying-Liang Liu, Shi-Qing Man, 2007, Hydrothermal preparation and luminescence of LaF3:Eu3+nanoparticles, Spectrochimica Acta Part A, 66 (1), pp.81-85 79 Yao M., Joly A.G., Chen W., 2010, Formation and Luminescence 3+ Phenomena of LaF3:Ce Nanoparticles and Lanthanide-Organic Compounds in Dimethyl Sulfoxide, Journal of Physical Chemistry C, 114 (2), pp 826-831 80 Hai Guo, Tian Zhang, YanMin Qiao, LeiHong Zhao, and ZhengQuan Li, 2010, Ionic Liquid-Based Approach to Monodisperse Luminescent LaF3:Ce,Tb Nanodiskettes: Synthesis, Structural and Photoluminescent Properties, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 10, pp.1913–1919 81 Jinsik Ju, Hayeon Won, JinJoo Jung, Junyeob Yeo, Phan Van Cuong & DoHyung Kim, 2017, Enhanced X-ray Excited Luminescence of LaF3:Ce/CdSeS Nanocomposites by Resonance Energy Transfer for Radiation Detection, Journal of Electronic Materials, 46(8), pp.5319-5323 82 Sahi, Sunil, and Wei Chen, 2013, Luminescence enhancement in CeF3/ZnO nanocomposites for radiation detection, Radiation Measurements, 59, pp.139-143 83 Dorenbos P., 2000, 5d-level energies of Ce3+and the crystalline environment I Fluoride Compounds, Physical Review B, 62 (23), pp 1564015649 84 Zhang J., Yang Q., Cao H., et al., 2016, Bright Gradient-Alloyed CdSexS1x Quantum Dots Exhibiting Cyan-Blue Emission, Chemistry of Materials, 28 (2), pp 618-625 85 Phan Van Cuong, Tran Thi Kieu, 2019, X-ray luminescence comparison of photonic nanomaterials: CdSeS, LaF3:Ce3+/CdSeS, and CsPbI3, The 6th International Conference on Applied and Engineering Physics, Thai Nguyen, O-16 ... việt chấm lượng tử nên chọn đề tài nghiên cứu: Chấm lượng tử (Quantum dots) Tổng hợp, khảo sát số tính chất vật lý tiềm ứng dụng Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu - Tổng hợp chấm lượng tử. .. HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - Trần Thị Kiều CHẤM LƯỢNG TỬ (QUANTUM DOTS) TỔNG HỢP, KHẢO SÁT MỘT SỐ TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ TIỀM NĂNG ỨNG DỤNG... mở ứng dụng tuyệt vời cho loại vật liệu nano 1.1.2 Một số hiệu ứng đặc biệt chấm lượng tử 1.1.2.1 Hiệu ứng bề mặt Khi vật liệu có kích thước nhỏ tỉ số số nguyên tử bề mặt tổng số nguyên tử vật