Chế tạo và nghiên cứu vật liệu keo ZnO bằng phương pháp thủy nhiệt

��t sử dụng ảnh hưởng tới số hạt đơn định hướng phát triển hạt mẫu thu được, số hạt đơn tăng, số hạt kết đám giảm, hạt định hướng phát triển đồng nên huỳnh quang thu mẫu tốt Trần Thị Thanh Nhàn 36 Luận văn tốt nghiệp cao học sau dùng phương pháp hóa ướt sử dụng dung môi khác để tạo màng đế thủy tinh Hạt nano ZnO có khoảng 3,2 eV s lượng đưa hình 3.10 Cấu trúc thu sau tối ưu hóa PBE sử dụng mật độ Các số mạng tinh thể tối ưu là: a = b = 3,322 Å, c = 5,368 Å, 3,31 eV Giá trị = 120o Với cấu trúc này, độ rộng phù hợp với giá trị thực nghiệm : Từ phổ hấp thụ , thấy vị trí 3,25 eV ZnO phụ thuộc mạnh phương pháp Trần Thị Thanh Nhàn gần 37 Luận văn tốt nghiệp cao học 3,37 eV Các mẫu khác thu hấp thụ khoảng 3,3-3,4 eV, sau trừ giá trị dung môi [23] Vậy kết tính tốn phù hợp so với kết đưa tác giả khác Sự tăng cường độ hấp thụ liên quan với hạt dung dịch, cụ thể hạt ZnO phân tán dung môi sau tạo màng diện tích bề mặt tiếp xúc lớn nên vật liệu hấp thụ phát xạ ánh sáng tốt [25] Kết cho thấy acetone ethylacrylate, đỉnh hấp thụ dịch chuyển phía bước sóng dài khoảng 320-340 nm Đối với mẫu có chứa bề mặt, hấp , Span-80 khơng có hấp thụ lớn phạm vi bước sóng nhỏ 300 nm UV-Vis ZnO xuất số đỉnh nằm vị trí 395 nm 535 nm Trong số đỉnh Trần Thị Thanh Nhàn , đỉnh 535 nm 38 Luận văn tốt nghiệp cao học phát xạ 10 lần ủ nhiệt 120 oC 1h nhiệt ủ bay acetone nên ZnO chất hoạt động bề mặt bị phân hủy [17] bay ULTRA-SHARP EMISSION OF ZnO ACETONIC NANOFLUID THIN FILM 5000 PHOTOLUMINESCENCE OF ZnO NANOFLUID 50000 ZnO Nanofluid 4000 40000 3000 30000 20000 2000 ZnO Nanofluid thin film plus thermal treatment 10000 1000 200 300 400 500 Wavelength [nm] 600 700 800 200 300 400 500 600 700 800 Wave length [nm] Trần Thị Thanh Nhàn 39 Luận văn tốt nghiệp cao học KẾT LUẬN Trong luận văn này, chế tạo thành công mẫu keo ZnO phương pháp thủy nhiệt phương pháp hóa ướt Các kết thu sau: - Đã tìm qui trình chế tạo hạt keo nano ZnO sử dụng dung môi cồn Khi dùng dung mơi cồn, hạt có kích thước đồng đều, hình thái hạt xác định rõ trường hợp dùng dung môi khác - Khi có sử dụng chất hoạt động bề mặt, mẫu thu đơn pha có cấu trúc lục giác wurtize Hình dạng hạt phong phú, có dạng đơn phân nhánh, kết tụ dạng chùm hoa Kích thước có độ rộng 20-30 nm, chiều dài cỡ micromet Khi lượng chất hoạt động bề mặt tăng số lượng hạt đơn tăng, hạt bị kết tụ phân nhánh - Phổ huỳnh quang mặt chất hoạt động bề Lượng chất hoạt động bề mặt tăng tính chất quang vật liệu thu tốt với cường độ phổ phát quang mạnh, phổ hẹp Thời gian thủy nhiệt tăng, cường độ đỉnh phát quang vùng tử ngoại mạnh - Sử dụng phương trình PBE tính độ rộng vùng cấm ZnO cỡ 3,25 eV Kết tính tốn phù hợp với kết công bố tác giả khác xuất số đỉnh nằm vị trí 395 nm 535 nm Trong số đỉ , đỉnh 535 nm 10 lần acetone xúc, Trần Thị Thanh Nhàn phát xạ củ o ủ nhiệt 120 C ể nhiệt ủ bay ZnO chất hoạt động bề mặt bị phân hủy tiếp 40 Luận văn tốt nghiệp cao học Trần Thị Thanh Nhàn 41 Luận văn tốt nghiệp cao học TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Lê Văn Vũ, Giáo trình cấu trúc phân tích cấu trúc vật liệu, dành cho sinh viên thuộc chuyên ngành Vật lý Chất rắn, Khoa học vật liệu trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội Nguyễn Ngọc Long (2007), Vật lý chất rắn – Cấu trúc tính chất vật rắn, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Phùng Hồ, Phan Quốc Phơ (2003), Giáo trình Vật lý bán dẫn, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Duy Phương (2006), Nghiên cứu chế tạo khảo sát số tính chất màng mỏng ZnO khả ứng dụng chúng, Luận văn tiến sĩ khoa học, Trường ĐH Khoa học Tự nhiên Hà Nội, Hà Nội Tài liệu tiếng Anh Alivisators, A P (1996), “Semiconductor clusters, nanocrystals and quantum dots”, Science 271, 933-937 Berciaud, S., Cognet, L., Tamarat, P & Lounis, B (2005), “Observation of intrinsic size effects in the optical response of individual gold nanoparticals”, Nano Letters 5, 515-518 Cheng, H M., Lin, K F., Hsu, H C & Hsieh, W F (2006), “Size dependence of photoluminescence and resonant Raman scattering from ZnO quantum dots”, Applied Physics Letters 88 Efros, A L et al (2006), “Band-edge exciton in quantum dots of semiconductors with a degenerate valence band: Dark and Bright exciton states”, Physical Review B 54, 4843-4856 Trần Thị Thanh Nhàn 42 Luận văn tốt nghiệp cao học Hiromichi Hayashi, Yukiya Hakuta (2010), “Hydrothermal Synthesis of Metal Oxide Nanoparticles in Supercitical Water”,Materials 2010, 3, 3794-3817 10 Huang, M H et al (2001), “Catalytic growth of Zinc oxide ananwires by vapor transport”, Advanced Materials 13, 113-116 11 11 Jaccques I Pankove (1971), Optical processes in Semiconductors, New lersey, USA 12 Kahn, M L et al (2006), “Optical properties of zinc oxide nanoparticles and nanorods synthesized using an organometallic method”, Chemphyschem 7, 2392-2397 13 Karm S., Pal, B N., Chudhuri, S & Chakravorty, D (2006), “One – Dimensional ZnO nanostructure arrays: Synthesis and characterization”, Journal of Physical Chemistry B 110, 4605-4611 14 Kohan, A F., Ceder, G., Morgan, D & Van de Walle, C G (2000), “Firstprinciples study of native point defects in ZnO”, Physical Review B 61, 15019-15027 15 Liang, J B et al (2005), “Hydrothermal growth and optical properties of doughnut – shaped ZnO microparticles”, Journal of Physical Chemistry B 109, 9463-9467 16 Maeda M., Kawaharabayashi S., Kanazawa Inst of Tech 7-1 Ohgigaoka, Nonoichi, Ishikawa, 921-8501 Japan 17 Meulenkamp, E A (1998), “Synthesis and growth of ZnO nanoparticles”, Journal of physical chemistry B 102, 5566-5572 18 Murday, J S., AMPTIAC Newsletter (1), (2002) 19 Paul Miller (2008), Zinc Oxide: A spectroscopic investigation of bulk crystals and thin films, A thesis submitted in partical fulfilment of the requirements for Degree of Doctor of Philosophy in Physics at the University of Canterbury Trần Thị Thanh Nhàn 43 Luận văn tốt nghiệp cao học 20 Pearton, S J et al (2003), “Wide band gap ferromagnetic semiconductors and oxides”, Journal of Applied Physics 93, 1-13 21 Pengchao Si, Xiufang Bian, Hui Li, Yuxian Liu (2003), “Synthesis of ZnO nanowhiskers by a simple method”, Materials Letters 57, No 24, 4079-4082 22 Rao K N (2002), Optical Engineering 41(9), pp 2357–2364 23 S J Pearton (2004), “Recent progress in processing and properties of ZnO”, Progress in Materials Science 24 Schwartz R W., Schneller T., Waser R (2004), C R Chimie 7, pp 433–461 25 Slamet Priyanto, G Ali Mansoori, Aryadi Suwono (2001), “Structure & properties of Micelles and Micelle Coacervates of Asphaltene Macromilecule”, Presentation at 2001 AIChE Annual Meeting, Session [90] – Nanotools and Publication in the Nanotechnology Proceedings 26 Vayssieres, L (2003), “Growth of arrayed nanorods and nanowires of ZnO from aqueos solutions” , Advandced Materials 15, 464-466 27 W Zeng, F Gou, Y Qian (2005), “Growth of Bulk ZnO Singer Crystal via a Novel Hydrothermal Oxidative Pressure-Relief Route”, Advanced Functional Materials 15, No 2, 331-335 28 Wagner, C (1950), “The mechanism of the decomposition of nitrous oxide on zinc oxide as catalyst”, Journal of chemiscal physics 18, 69-71 29 Y Y Tay, S Li, F Boey, Y H Cheng, M H Liang (2007), “Growth mechanism of spherical ZnO nanostructure synthesized via colloid chemistry”, SicenceDirect Physical B 394, 372 - 376 30 Yu, H D , Zhang, Z P , Han, Y., Hao, X T & Zhu, F R A (2005), “A general low-temperature route for large-scalke fabrication of highly oriented ZnO nanorod/nanotube arrays”, Journal of the American Chemical Society 127, 2378-2379 31 Yukiya Hakuta, Hiromichi Hayashi (2010), “ Hydrothermal synthesis of metal oxide nanoparticles in supercritical water”, Material 3, 3794 – 3817 Trần Thị Thanh Nhàn 44