1. Trang chủ
  2. » Thể loại khác

Chế tạo và nghiên cứu tính chất của vật liệu ZnO pha tạp Al và Mn

74 26 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Cấu trúc

  • MỤC LỤC

  • BẢNG PHỤ LỤC HÌNH VẼ

  • MỞ ĐẦU

  • CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU ZnO

  • 1.1. Cấu trúc mạng tinh thể ZnO

  • 1.1.1. Cấu trúc mạng lục giác wurtzite

  • 1.1.2. Cấu trúc mạng lập phương giả kẽm kiểu sphalerite

  • 1.1.3. Cấu trúc mạng lập phương đơn giản kiểu NaCl

  • 1.2. Cấu trúc vùng năng lượng

  • 1.2.1. Cấu trúc vùng năng lượng của ZnO dạng lục giác wurtzite

  • 1.2.2. Cấu trúc vùng năng lượng của ZnO dạng lập phương giả kẽm sphalerite

  • 1.3. Tính chất điện của ZnO

  • 1.4. Tính chất quang của ZnO

  • 1.5. Tính chất từ của ZnO

  • 1.6. Một số thông số của vật liệu khối ZnO

  • 1.7. Một số ứng dụng của vật liệu bán dẫn ZnO

  • CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM

  • 2.1. Phương pháp chế tạo mẫu

  • 2.2. Các phép đo

  • 2.2.1. Phép đo tính chất cấu trúc

  • 2.2.2. Phép đo tính chất từ

  • 2.2.3. Phép đo tính chất quang

  • 2.2.4. Phép đo tính chất điện

  • CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

  • 3.1. Kết quả của hệ mẫu Zn1-xMnxO

  • 3.1.1. Tính chất cấu trúc của hệ mẫu Zn1-xMnxO

  • 3.1.2. Kết quả đo Raman của hệ mẫu Zn1-xMnxO

  • 3.1.3. Kết quả đo tính chất từ của hệ mẫu ZnMnxO

  • 3.2. Kết quả đo của hệ mẫu Zn1-yAlyO

  • 3.2.1. Kết quả đo tính chất cấu trúc của hệ mẫu Zn1- yAlyO

  • 3.2.2. Kết quả đo Raman của hệ mẫu Zn1-yAlyO

  • 3.2.3. Kết quả đo tính chất điện của hệ mẫu Zn1-yAlyO

  • KẾT LUẬN

  • TÀI LIỆU THAM KHẢO

Nội dung

TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - - ĐÀO SƠN LÂM CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU ZnO PHA TẠP Al VÀ Mn LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2012 TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - - ĐÀO SƠN LÂM CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU ZnO PHA TẠP Al VÀ Mn Chuyên ngành: Vật lý chất rắn Mã số: 60 44 07 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn: PGS.TS NGÔ THU HƢƠNG Hà Nội - 2012 Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm MỤC LỤC CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU ZnO………………………………… 1.1 Cấu trúc mạng tinh thể ZnO:………………………………………………… 1.1.1 Cấu trúc mạng lục giác wurtzite:…………………………………………… 1.1.2 Cấu trúc mạng lập phƣơng giả kẽm kiểu sphalerite:………………………… 1.1.3 Cấu trúc mạng lập phƣơng đơn giản kiểu NaCl:…………………………… 1.2 Cấu trúc vùng lƣợng:…………………………………………………… 1.2.1 Cấu trúc vùng lƣợng ZnO dạng lục giác wurtzite:………………….7 1.2.2 Cấu trúc vùng lƣợng ZnO dạng lập phƣơng giả kẽm sphalerite… 10 1.2.3 Cấu trúc vùng lƣợng ZnO dạng lập phƣơng đơn giản kiểu NaCl… 10 1.3 Tính chất điện ZnO:……………………………………………………… 11 1.4 Tính chất quang ZnO:…………………………………………………… 12 1.5 Tính chất từ ZnO:………………………………………………………… 12 1.6 Một số thông số vật liệu khối ZnO:……………………………………… 14 1.7 Một số ứng dụng vật liệu bán dẫn ZnO:…………………………………… 15 CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM………………………………… 16 2.1 Phƣơng pháp chế tạo mẫu:…………………………………………………… 16 2.2 Các phép đo:…………………………………………………………………… 18 2.2.1 Phép đo tính chất cấu trúc:…………………………………………………… 18 2.2.2 Phép đo tính chất từ:………………………………………………………… 23 2.2.3 Phép đo tính chất quang:…………………………………………………… 24 Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm 2.2.4 Phép đo tính chất điện:……………………………………………………… 28 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……………………………………… 30 3.1 Kết hệ mẫu Zn1-xMnxO:…………………………………………… 30 3.1.1:Kết đo tính chất cấu trúc hệ mẫu Zn1-xMnxO…………………… 30 3.1.2 Kết đo Raman hệ mẫu Zn1-xMnxO………………………………… 36 3.1.3 Kết đo tính chất từ hệ mẫu Zn1-xMnxO…………………………… 41 3.2 Kết đo hệ mẫu Zn1-yAlyO…………………………………………… 43 3.2.1 Kết đo tính chất cấu trúc hệ mẫu Zn1- yAlyO……………………… 43 3.2.2 Kết đo Raman hệ mẫu Zn1-yAlyO………………………………… 47 3.2.3 Kết đo tính chất điện hệ mẫu Zn1-yAlyO………………………… 53 KẾT LUẬN………………………………………………………………………… 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………… 60 Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm BẢNG PHỤ LỤC HÌNH VẼ STT Tên hình Trang Hình 1.1: Cấu trúc lục giác wurtzite Hình 1.2: Cấu trúc lập phƣơng giả kẽm Hình 1.3: Cấu trúc lập phƣơng đơn giản kiểu NaCl ZnO [3] Hình 1.4: Sự chuyển pha từ cấu trúc lục giác wurtzite sang cấu trúc lập phƣơng đơn giản kiểu NaCl ZnO Hình 1.5: Vùng Brillouin mạng tinh thể Hình 1.6: Cấu trúc vùng lƣợng mạng tinh thể dạng wurtzite Hình 1.7: Sơ đồ cấu trúc vùng lƣợng ZnO lân cận k=0 Hình 1.8: Vùng Brillouin mạng tinh thể lập phƣơng giả kẽm 10 Hình 1.9: Sơ đồ vùng lƣợng tinh thể ZnO 11 10 Hình 1.10: Đƣờng cong từ hóa phụ thuộc nhiệt độ dây Zn1xMnxO 13 Hình 2.1: Sơ đồ khối q trình tạo mẫu 17 11 12 Hình 2.2: Lị nung Carbolite RHF1500 17 Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm Hình 2.3: Giản đồ nung mẫu 18 13 Hình 2.4: Hiện tƣợng nhiễu xạ 14 19 tinh thể 15 Hình 2.5: Nhiễu xạ tia X góc nhỏ 16 Hình 2.6: Thiết bị nhiễu xạ tia X, D5005 – Bruker, Siemens 20 20 Hình 2.7: Sơ đồ cấu tạo nguyên tắc hoạt động SEM 22 17 Hình 2.8 :Mơ tƣơng tác chùm điện tử với chất rắn 22 18 19 20 22 Hình 2.9: Máy SEM Jeol- JSM5410LV 24 Hình 2.10: Thiết bị từ kế mẫu rung 21 Hình 2.11: Sơ đồ quang học quang phổ kế micro -Raman Spex Micramate 27 22 Hình 2.12: Máy Hewlett Packard 4192 HP – Viện khoa học vật liệu 28 23 Hình 3.1: Phổ nhiễu xạ tia X (XRD) hệ mẫu khối Zn1-xMnxO 30 24 Hình 3.2: Ảnh SEM hệ mẫu Zn1-xMnxO 33 25 Hình 3.3: Phổ tán sắc EDS mẫu Zn0.9Mn0.02O 34 Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm Hình 3.4: Phổ tán sắc EDS mẫu Zn0.9Mn0.04O 35 26 Hình 3.5: Phổ tán sắc EDS mẫu Zn0.94Mn0.06O 36 27 28 Hình 3.6: Phổ tán xạ Raman hệ mẫu Zn1-xMnxO 37 29 Hình 3.7: Phổ tán xạ Raman mẫu ZnO chƣa pha ta ̣p 37 30 Hình 3.8: Phổ tán xạ Raman mẫu Zn0,98Mn0,02O 38 31 Hình 3.9: Phổ tán xạ Raman mẫu Zn0,96Mn0,04O 39 32 Hình 3.10: Phổ tán xạ Raman mẫu Zn0,94Mn0,06O 40 33 Hình 3.11: Phổ tán xạ Raman mẫu Zn0,92Mn0,08O 40 Hình 3.12: Phổ tán xạ Raman mẫu Zn0,90Mn0,10O 41 34 35 Hình 3.13: Đƣờng cong từ trễ hệ mẫu khối Zn1-xMnxO 42 36 Hình 3.14: Phổ nhiễu xạ tia X ̣ Zn1-yAlyO 44 Hình 3.15: Ảnh SEM hệ mẫu Zn1-yAlyO 46 37 38 Hình 3.16: Phổ tán sắc EDS mẫu Zn0.97Al0.03O 47 Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm Hình 3.17: Phổ tán sắc EDS mẫu Zn0.94Al0.06O 48 39 Hình 3.18: Phổ Raman ̣ mẫu Zn1-yAlyO 49 40 41 42 Hình 3.19: Phổ Raman mẫu ZnO 50 Hình 3.20: Phổ Raman mẫu Zn0.97Al0.03O 51 43 Hình 3.21: Phổ Raman mẫu Zn0.94Al0.06O 52 44 Hình 3.22: Phổ Raman mẫu Zn0.91Al0.09O 52 45 Hình 3.23: Phổ Raman mẫu Zn0.88Al0.12O 53 46 Hình 3.24: Phổ Raman mẫu Zn0.85Al0.15O 53 47 Hình 3.25 : Giá trị điện dung hệ mẫu Zn1-yAlyO 54 48 Hình 3.26: Giá trị độ dẫn phu ̣ thuô ̣c tầ n số ̣ mẫu Zn 1-yAlyO 56 49 Hình 3.27: Giá trị phần thực số điện mơi hệ Zn1-yAlyO 57 50 Hình 3.28 : Giá trị phần ảo số điện môi ̣ mẫu Zn1yAlyO 58 Hình 3.29: Giá trị tg() phụ thuộc tần số hệ mẫu Zn1-yAlyO 59 51 Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm MỞ ĐẦU Sự phát triển khoa học công nghệ chuyển sang bƣớc ngoặt lớn chất bán dẫn đƣợc phát ứng dụng vào thực tế Các sản phẩm sử dụng chất bán dẫn ngày đƣợc phổ biến công nghiệp nhƣ sống Do vật liệu bán dẫn thu hút quan tâm nhà khoa học nói chung nhà vật lý nói riêng Trong năm gần vật liệu bán dẫn kích thƣớc nano lại đƣợc ý đến tính trội khác biệt Những sản phẩm công nghệ cao ứng dụng mạnh mẽ cơng nghệ nano nhƣ: Máy tính có khả lƣu trữ thông tin lớn, tốc độ xử lý nhanh gấp nhiều lần nay, hay pin mặt trời tận dụng nguồn lƣợng sạch, thân thiện với môi trƣờng Một vật liệu bán dẫn thu hút nhiều nhà khoa học nghiên cứu ứng dụng ZnO ZnO hợp chất thuộc nhóm AIIBVI có nhiều tính chất bật nhƣ: Độ rộng vùng cấm lớn (cỡ 3,37 eV nhiệt độ phòng), độ bền vững, độ rắn nhiệt độ nóng chảy cao [5] Vật liệu cho linh kiện quang điện tử hoạt động vùng phổ tử ngoại, chuyển mức phát quang xảy với xác suất lớn Đối với ZnO, hiệu suất lƣợng tử phát quang đạt gần 100 %, mở nhiều triển vọng việc chế tạo laser, sensor nhạy khí, pin mặt trời… Hiện ZnO có cấu trúc nano đƣợc tập trung nghiên cứu hy vọng tƣơng lai cho phép chế tạo hệ linh kiện có nhiều tính chất ƣu việt Thơng thƣờng không pha tạp, ZnO bán dẫn vật liệu nghịch từ tín h chấ t dẫn của chúng rấ t kém Nhƣng pha ta ̣p mô ̣t số nguyên tố nhƣ Co , Mn vâ ̣t liê ̣u đó có tí nh chấ t của bán dẫn tƣ̀ pha loañ g với tƣ̀ đô ̣ tăng khá nhiề u Khi pha ta ̣p các kim loa ̣i nhôm (Al), gallium (Ga), indium (In), phốt (P), asen (As), antimony (Sb), tính chất điện chúng có nhiều kết thú vị Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm Trong luận văn này, việc nghiên cứu cấu trúc , tính chất quang vật liê ̣u ZnO pha ta ̣p , chúng tơi trình bày kết nghiên cứu tính chất từ vật liê ̣u ZnO pha ta ̣p Mn và tính chất điện vật liệu ZnO pha tạp Al đƣợc chế ta ̣o bằ ng phƣơng pháp gốm Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục tài liệu tham khảo, luận văn đƣợc chia làm chƣơng nhƣ sau: Chƣơng 1: Tổng quan vật liệu ZnO Chƣơng 2: Phƣơng pháp thực nghiệm Chƣơng 3: Kết thảo luận Luận văn cao học 14000 Học viên: Đào Sơn Lâm Zn0.88Al0.12O 579 cm-1 436 cm-1 10000 8000 329 cm-1 384 cm-1 C- êng ®é (®.v.t.®) 12000 6000 4000 2000 200 300 400 500 600 700 800 900 Sè sãng Cm-1 Hình 3.23: Phổ Raman mẫu Zn0.88Al0.12O 436 cm-1 380 cm-1 10000 332 cm-1 C- êng ®é (®.v.t.d) Zn0.85Al0.15O 579 cm-1 659 cm-1 15000 5000 200 300 400 500 600 700 800 Sè Sãng Cm -1 Hình 3.24: Phổ Raman mẫu Zn0.85Al0.15O 52 900 Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm 3.2.3 Kết đo tính chất điện hệ mẫu Zn1-yAlyO 3.2.3.1 Kết đo giá trị điện dung (C): Hình 3.25 biểu thị phụ thuộc điện dung hệ mẫu Zn1-yAlyO vào tần số 0.4 0.3 C (nF) 0.2 0.1 0.0 0% 6% 12% -0.1 2000 4000 6000 3% 9% 15% 8000 10000 12000 F (Khz) Hình 3.25 : Giá trị điện dung hệ mẫu Zn1-yAlyO Trong dải tần số khảo sát (dƣới 13MHz), ZnO nguyên chất chất bán dẫn thơng thƣờng có giá trị điện dung C xấp xỉ Khi pha thêm tạp chất điện dung mẫu thay đổi đáng kể Khi tần số tăng dần đến khoảng 50 kHz điện dung mẫu nhanh chóng giảm giá trị tƣơng đối ổn định Ở mẫu pha tạp y ≤ 0,06 điện dung mẫu tăng nhẹ tần số tăng dần khoảng (6-13 MHz) 53 Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm Ở dải tần số f ≥ 50 kHz , pha Al với nồng độ y = 0,03 giá trị điện dung đạt giá trị tƣơng đối ổn định khoảng 0,18 nF Giá trị điện dung nhanh chóng tăng lên khoảng 0,3 nF nồng độ pha tạp y = 0,06, tiếp tục tăng thêm tạp chất với nồng độ 9%, 12%, 15% điện dung hệ mẫu có giá trị nhỏ mẫu có nồng độ pha tạp 6% Điều cho thấy tạp chất gây ảnh hƣởng đáng kể đến giá trị điện dung hệ mẫu, nồ ng đô ̣ Al tăng thì điê ̣n dung của mẫu tăng thay đổi đáng kể 3.2.3.2 Kết đo giá trị độ dẫn điê ̣n (G) Hình 3.26 biểu thị phụ thuộc độ dẫn điện G hệ mẫu Zn1-yAlyO vào tần số Bản thân ZnO chƣa pha ta ̣p coi nhƣ chất điện môi, với nồng độ hạt tải điện tự nhỏ, nên tăng tần số từ đến 13MHz độ dẫn hầu nhƣ khơng thay đổ i và xấ p xỉ không Khi pha thêm Al với nồng độ nhỏ, độ dẫn mẫu thay đổi đáng kể, có xu hƣớng tăng tần số tăng dần 54 Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm 10 0% 3% 6% 9% 12% 15% G (mS) -2 2000 4000 6000 8000 10000 12000 F (khz) Hình 3.26: Giá trị độ dẫn phụ thuộc tần số ̣ mẫu Zn1-yAlyO Khi nồng độ pha tạp Al tăng dần từ 0% đến 6% độ dẫn mẫu tăng nhanh thấy có khác biệt rõ rệt Cụ thể, khoảng tần số MHz đến MHz pha y = 6% độ dẫn mẫu tăng lần chứng tỏ pha thêm Al khoảng nồng độ y ≤ 0,06 số lƣợng hạt tải tăng mạnh hầu hết nguyên tử Al thay mẫu tạo nhiều điện tử tự Nhƣng nồng độ pha tạp tiếp tục tăng (y = 9%; 12%; 15%) độ dẫn mẫu bị giảm nhiều so với nồ ng đô ̣ pha tạp 6% Điều chứng tỏ hàm lƣợng Al lớn vƣợt giá trị tới hạn (trong luận văn chúng tơi nồng độ giới hạn 6%) tồn nguyên tử Al dƣ thừa không đƣợc thay mẫu, xuất nút mạng (tạo thành pha thứ hai) gây sai hỏng mạng tinh thể dẫn đế n đô ̣ dẫn của chúng giảm đáng kể 55 Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm 3.2.3.3 Kết giá trị phần thực số điện môi Tƣ̀ phép đo điê ̣n dung C độ dẫn điện G mẫu , tính đƣợc s ự phụ thuộc phần thực ’ và phầ n ảo ’’ số điện môi phụ thuộc tần số với mỗi nồng độ Al pha ta ̣p khác Hình 3.27 phụ thuộc phần thực số điê ̣n môi vào tầ n số của ̣ mẫu Zn 1-yAlyO: 0% 3% 6% 9% 12% 15% 2400 Phần thực điện môi 2000 1600 1200 800 400 -400 2000 4000 6000 8000 10000 12000 F (Khz) Hình 3.27: Giá trị phần thực số điện môi hệ Zn1-yAlyO Giá trị phần thực (’) số điện môi pha tạp thay đổi đáng kể Khi tầ n số tăng phần thực số điện môi đạt giá trị tƣơng đối ổn định Trƣớc pha tạp, giá trị phần thực số điện môi xấp xỉ Khi nồ ng đô ̣ pha tăng lên (0 ≤ y ≤ 0,06), giá trị ’ tăng dần Khi nồ ng đô ̣ Al tiế p tu ̣c tăng (lớn 6%) ’ có xu hƣớng giảm dần, đạt giá trị thấp y = 0,15 Sự thay đổi giải thích điện dung mẫu tỉ lệ với giá trị phần thực số điện môi mẫu 56 Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm 3.2.3.4 Kết giá trị phần ảo số điện môi Giá trị phầ n ảo của hằ ng số điê ̣n môi của ̣ Zn1-yAlyO thể hiê ̣n nhƣ hin ̀ h 3.28 300 250 200 150 100 200 150 100 50 50 0 1000 0% 3% 6% 9% 12% 15% 250 Phần ảo điện môi Phần ảo điện môi 300 0% 3% 6% 9% 12% 15% 2000 3000 4000 5000 6000 50 100 150 F (Khz) F (Khz) Hình 3.28 : Giá trị phần ảo số điện môi ̣ mẫu Zn1-yAlyO Khi pha tạp thêm Al, giá trị ” tăng lên đáng kể Điều cho thấy ảnh hƣởng lớn tạp chất vào ” Khi nồng độ tạp chất tăng từ 0% đến 6% giá trị phần ảo số điện môi tăng nhanh Nhƣng tiếp tục tăng nồng độ tạp chất giá trị ” bị giảm xuống rõ nét theo quy luật giống độ dẫn G, điện dung C Sự thay đổi ” phụ thuộc vào giá trị tần số, nhiên tần số mẫu tăng, giá trị phần ảo số điện môi tăng Điều biến thiên độ dẫn G (theo nồng độ hạt tải độ linh động hạt tải tự do) nhanh biến thiên tần số Ở mẫu có nồng độ pha tạp y = 3%, 12%, 15% giá trị ” giảm nhanh nhanh chóng đạt giá trị tƣơng đối ổn định khoảng tần số f < 20KHz Ở nồng độ pha tạp y= 6%; 9% xuất cực tiểu giá trị phần ảo số điện môi đạt giá trị thấp 57 200 Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm 3.2.3.5 Kết đo giá trị tg() Hình 3.29 phụ thuộc số tổn hao vào tần số 0.30 0% 3% 6% 9% 12% 15% 0.25 tg theta 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 -1000 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 F (KhZ) Hình 3.29: Giá trị tg() phụ thuộc tần số ̣ mẫu Zn1-yAlyO Tƣ̀ vào hình 3.29 ta thấy: nhìn chung giá trị tg() hệ mẫu Zn1-yAlyO có giá trị tƣơng đối nhỏ dải tần số nhỏ MHz Đối với mẫu ZnO chƣa pha tạp giá trị tg() giảm dần Nhƣng pha thêm tạp chất ta thấy: tg() nhanh chóng đạt giá trị cực tiểu có xu hƣớng tăng dần tần số tăng Điều giải thích do: Khi pha thêm tạp chất phần nguyên tử Al không vào phân mạng ZnO nên gây sai hỏng mạng tinh thể hình thành tâm tán xạ gây tổn hao điện vật liệu 58 Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm KẾT LUẬN Trong luận văn này, thu đƣợc mô ̣t số kế t quả chính nhƣ sau:  Đã chế tạo thành công hệ mẫu Zn1- xMnxO Zn1- yAlyO phƣơng pháp gốm Kế t quả nghiên cƣ́u tính chấ t cấ u trúc tƣ̀ phổ nhiễu xa ̣ tia X cho thấ y : nồ ng đô ̣ pha tạp Mn Al với hàm lƣợng thấp (x  0,06) mẫu đơn pha có cấu trúc lục giác wurtzite Ảnh SEM mẫu cho thấy kích thƣớc hạt đồng có kính thƣớc tinh thể trung bình cỡ 30 nm  Phổ Raman nhiệt độ phòng đƣợc cho thấy tất đỉnh ZnO xuất dải sóng khảo sát Khi nồng độ tạp chất thay đổi, phổ Raman có dịch chuyển đỉnh phổ ứng với số sóng khác Đồng thời xảy dập tắt số đỉnh phổ có xuất thêm đỉnh đặc trƣng cho Mn, Al  Đối với mẫu pha tạp Mn: Tƣ̀ đô ̣ phụ thuộc từ trƣờng cƣ̣c đa ̣i của các mẫu tăng dần đạt giá trị 0,027; 0,051, 0,048; 0,051 emu/g tƣơng ƣ́ng với nồ ng đô ̣ Mn pha ta ̣p x = 0,02; 0,04; 0,06 0,08 Khi nồng độ Mn lớn (x = 0,10), từ độ tăng tuyến tính đạt giá trị 0,0917 emu/g, vật liệu có tính siêu thuận từ  Đối với mẫu pha Al: Khi pha tạp hàm lƣợng nhỏ (y = 0; 0,03; 0,06) giá trị điện dung, độ dẫn tăng dần nồng độ pha tạp tăng đạt cực đại thành phầ n 6% điề u đó cho thấ y đã tim ̀ đƣơ ̣c nồ ng đô ̣ pha ta ̣p tố i ƣu cho ̣ Zn yAl yO 59 1- Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Lê Khắc Bình, “Cơ sở vật lý chất rắn”, (2006) [2] Lê Thị Thanh Bình, “Chế tạo nghiên cứu số tính chất màng mỏng AIIBIV’, Luận án phó tiến sĩ Tốn-Lý, Hà Nội, (1996) [3] Tạ Đình Cảnh, Nguyễn Thị Thục Hiền,”Giáo Trình Vật Lý Bán Dẫn”, (1999) [4] Cao Thị Mỹ Dung, Trần Cao Vinh, Nguyễn Hữu Chí, “Tạp chí phát triển KH&CN,” tập 10, số – (2007) [5] Trần Đông Hải,” Chế tạo nghiên cứu vật liệu nano ZnO ZnO:Co phƣơng pháp hóa sử dụng sóng viba làm xúc tác”, Luận văn thạc sỹ vật lý ,ĐHSP Hà Nội (2008) [6] Phùng Hồ, Phan Quốc Phổ, ”Giáo trình vật lý bán dẫn”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật (2000) [7] Nguyễn Ngọc Long, “Vật lý chất rắn”, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội (2007) [8] Lê Thị Lụa, Báo cáo FT-Raman Micro-Raman, TP.HCM, (2010) [9] Nguyễn Duy Phƣơng, “ Nghiên cứu chế tạo khảo sát số tính chất màng mỏng sở ZnO khả ứng dụng chúng”, Luận văn tiến sỹ Vật lý, khoa Vật lý trƣờng ĐHKHTN – ĐHQGHN, 2005 [10] Lƣu Tuấn Tài, ”Giáo Trình Vật Liệu Từ”, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia Hà Nội, (2008) 60 Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm [11] Nguyễn Cao Tài,” Chế tạo khảo sát số tính chất vật liệu bán dẫn ZnO pha tạp Mn”, Luận văn thạc sỹ vật lý, ĐHSP Hà Nội (2006).8) [12] Tơ Thành Tâm, khóa luận tốt nghiệp ĐHKHTN Hà Nội ,” Chế tạo nghiên cứu tính chất điện vật liệu ZnO pha tạp P”.(2011) [13] Lƣu Hồng Anh Thƣ, Khóa luận tốt nghiệp ĐHKHTN Hà Nội,” Chế tạo nghiên cứu vật liệu ZnO pha tạp Mn”.(2012) [14] Ngô Hồ Quang Vũ, Giới thiệu phương pháp SEM, TP.HCM, (2010) Tiếng Anh [15] Ahuja R., Lars Fast, Eriksson O., Wills J M and Johansson B., “Elastic and high pressure properties of ZnO”, Journal of Applied Physics, 83 (12), (1998), 80658067 [16] Cari F Herrmann, Frank W DelRio, David C Miller, Steven M George,Victor M Bright, Jack L Ebel, Richard E Strawser, Rebecca Cortez, Kevin D Leedy, ”Alternative dielectric films for rf MEMS capacitive switches depositedusing atomic layer deposited Al2O3 /ZnO alloys” Sensors and Actuators A 135 (2007)) [17] Chang Y.Q, Way D.B., Luo X.H, Chen X.H, “Magnetic properties of Mn_doped ZnO nanowires”, Appl Phys Lett 83, (2003), 4020 [18] David R Lide, ed., CRC Handbook of Chemistry and Physics 75th edition CRC Press, (1994), 10–227 [19] D G Thomas, J Phys Chem Solids, 15, (1960), pp.86 61 Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm [20] D Rubi, A Calleja, J Arbiol, X.G Capdevila, M Segarra, Ll Aragonès and J Fontcuberta, ”Structural and magnetic properties of ZnO:TM (TM:Co,Mn) nanopowders”, J Magn Magn Mater 317 (2007), e211-e214 [21] Feng Zhu, Ye Zhang, Youguo Yan, Wenhai Song and Lingli Xia, Bull.Mater.Sci., Vol.31, No.2, April 2008, pp.121–124 [22] HE Qing-Bo, XU Jia-Yue, LI Xin-Hua, A.Kamzin, L.Kamzina, Chin Phys Lett., Vol.24, No.12 ,(2007), 3499 [23] Jacques I Pankove, Optical Processe in Semiconductors, New Jersey, USA, (1971) [24] J G Lu, Y Z Zhang, Z Z Ye, L P Zhu, B H Zhao, and Q L Liang, Appl Phys Lett 88, (2006), 222114 [25] J L Birman, Phys Rev Lett 2, (1959), 157 [26] Khalid Omar, ”Investigation on Dielectric Constant of Zinc Oxide”, Modern Applied Science, Vol 3, No 2,(2009), 110 - 116 [27] Khalid Omar, Investigation on Dielectric Constant of Zinc Oxide, Modern Applied Science, Vol3, No 2, (2009), 110 - 116 [28] Khan A Alim, Vladimir A Fonoberov, Manu Shamsa, and Alexander A Balandina, Micro-Raman investigation of optical phonons in ZnO nanocrystals, Nano-Device Laboratory, Department of Electrical Engineering, University of California-Riverside [29] K.J Chen, T.H Fang, F.Y Hung, L.W Ji, S.J Chang, S.J Young, Y.J Hsiao, ”The crystallization and physical properties of Al-doped ZnO nanoparticles”, Applied Surface Science 254, (2008), 5791–5795 62 Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm [30] K.J Chen, T.H Fang, F.Y Hung , L.W Ji, S.J Chang, S.J Young, Y.J Hsiao, The crystallization and physical properties of Al-doped ZnO nanoparticles, Applied Surface Science 254, (2008), 5791–5795 [31] Klingshim C.F., Semiconductors Optics, Berlin, (1995) [32] Müjdat ÇAGLAR, Saliha ILICAN, Yasemin ÇAĞLAR, ”Influence of substrate temperature on structure on structural and electrical properties of ZnO films“, Trakya Univ J Sci, 7(2), (2006), 153-159 [33] Mohd Rafie Johan, Lim May Ting, Structural, Thermal and Electrical Properties of Nano Manganese-Composite Polymer Electrolytes, Int J Electrochem Sci., vol (2011), 4737 – 4748 [34] M Tzolov, U N Tzenov, D Dimova-Malinovska, M Kalitzova, C Pizzuto, G Vitali, G Zollo, I Ivanov,“Vibrational properties and structure of undoped and Al-doped ZnO films deposited by RF magnetron sputtering” Thin Solid Films 379, (2000), 28 - 36 [35] Murday, J S., AMPTIAC Newsletter (2002), [36] Ngo Thu Huong, Nguyen Viet Tuyen, Nguyen Hoa Hong, Materials Chemistry and Physics 126, (2011), 54-57 [37] Pauling, L., The Nature of the Chemical Bond (3rd Edn.), Ithaca, NY: Cornell University Press, (1960) [38] Q.Wan, Appl Phys Lett 89, (2006), 082515 [39] S B Zhang, S H Wei, and A Zunger, Phys Rev B 63, (2001), 075205 63 Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm [40] Sedky, Ayman Al- Sawalha and Amal M Yassin, ”Enhancement of Electrical Conductivity of ZnO Ceramic Varistor by Al doping A.”, Egypt J Solids, Vol 31, No (2), (2008), 205 - 213 [41] Shih-Shou Lo, Dison Huang, Chun Hsiang Tu, Chia-Hung Hou, and Chii-Chang Chen, “Raman scattering and band-gap variations of Al-doped ZnO nanoparticles synthesized by a chemical colloid process”, J Phys D: Appl Phys 42 (2009), 095420 [42] Shufen Wang, Zhicheng Zhang, Huarong Liu, Wei Zhang, Zhen Qian, Bibo Wang, Colloid Polym Sci , 288, (2010), 1031–1039 [43] T Dietl, H Ohno, F Matsukura, J Cibert, and D Ferrand, Science 287, (2000),1019 [44] Te-Hua Fang, and Shao-Hui Kang, ”Physical Properties of ZnO:Al Nanorods for Piezoelectric Nanogenerator Application” Current Nanoscience, Vol 6, No 5, (2010), 505 - 511 [45] Ü Özgür, Ya.I.Alivov, C.Liu, A.Teke, M.A.Reshchikov, S.Doan, V.Avrutin, S.J Cho, H Morkoỗd , J.Appl.Phys 98, (2005), 041301 [46] V Vaithianathan, B T Lee, C H Chang, K Asokan, and S S Kim, Appl Phys Lett 88, (2006),112103 [47] W.-R Liua, W.F Hsieha, C.-H Hsub, K.S Liangb, F.S.-S Chienc, “Influence of the threading dislocations on the electrical properties in epitaxial ZnO thin films”, Journal of Crystal Growth 297, (2006), 294 - 299 [48] Yi-Wei Tseng, Fei-Yi Hung, Truan-Sheng Lui, Yen-Ting Chen, Ren-Syuan Xiao, and Kuan-Jen Chen, ”Research Article Electrical Crystallization Mechanism and 64 Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm Interface Characteristics of Nanowire ZnO/Al Structures Fabricated by the Solution Method”, Journal of Nanomaterials, (2012), trang [49] Z.G Yu, P Wu, H Gong, Physica B 401–402, (2007), 417–420 65 Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm

Ngày đăng: 15/09/2020, 15:02

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w