Chế tạo, nghiên cứu cấu trúc và tính chất của một số hệ vật liệu vàng kích thước nano luận án TS khoa học vật chất 94401

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Nguyễn Khắc Thuận CHẾ TẠO, NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA MỘT SỐ HỆ VẬT LIỆU VÀNG KÍCH THƯỚC NANO LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LIỆU VÀ LINH KIỆN NANO Hà Nội - 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Nguyễn Khắc Thuận CHẾ TẠO, NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA MỘT SỐ HỆ VẬT LIỆU VÀNG KÍCH THƯỚC NANO Chuyên ngành: Vật liệu linh kiện Nano Mã số: 944012801QTD LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LIỆU VÀ LINH KIỆN NANO NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Hoàng Nam Nhật Hà Nội - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu, kết luận án hoàn toàn trung thực, thành nghiên cứu cá nhân tơi, tập thể tơi có đóng góp chính, tơi tập thể cộng công bố dự kiến công bố thời gian tới, chưa xuất công bố tác giả khác Tất trích dẫn từ tài liệu khác liệt kê đầy đủ danh mục "Tài liệu tham khảo" Luận án hoàn thành với hỗ trợ từ đề tài Quỹ phát triển KH&CN QG Nafosted “Ảnh hưởng cấy ion lên cấu trúc tính chất vật liệu cấu trúc nano”, mã số: 103.02-2017.18 Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm lời cam đoan trước Hội đồng Nhà trường Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Tác giả Nguyễn Khắc Thuận i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo, Phó Giáo sư, Tiến sĩ Hoàng Nam Nhật, người thầy trực tiếp hướng dẫn, định hướng, tận tình bảo giúp đỡ tơi q trình nghiên cứu thực luận án để có kết ngày hơm Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô, cán bạn đồng nghiệp Khoa Vật lý Kĩ thuật Công nghệ Nano cán quản lý Phòng Đào tạo, Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội quan tâm giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập nghiên cứu khoa học thời gian vừa qua Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quỹ NAFOSTED giúp đỡ tơi mặt tài chính, hỗ trợ cho thực tập Nhật Bản, từ tháng đến tháng 12/2015, GS Tomoyuki Yamamoto (ĐH Waseda) tạo điều kiện tốt cho thực nghiên cứu mình, thầy giáo Khoa Vật lý, Trường ĐHKHTN, ĐHQGHN tạo điều kiện cho việc sử dụng thiết bị trình nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp Bộ môn Vật lý, Khoa Khoa học Cơ bản, Học viện Phịng khơng - Khơng qn, Thủ trưởng Phịng Quản lý Học viên, Đoàn 871, TCCT bạn bè ủng hộ, động viên suốt trình học tập hồn thành luận án Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến bậc sinh thành người vợ yêu quý thân yêu bên lúc khó khăn, mệt mỏi nhất, động viên, hỗ trợ tài tinh thần, giúp tơi đứng vững q trình nghiên cứu, hồn thiện luận án Tuy nhiên, luận án khơng thể tránh khỏi số thiếu sót Tác giả mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô bạn để luận án hoàn thiện Tác giả ii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC MỘT SỐ THUẬT NGỮ VÀ CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ x MỞ ĐẦU 0.1 Lý chọn đề tài 0.2 Mục tiêu nghiên cứu 0.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 0.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 0.5 Bố cục luận án Chƣơng TỔNG QUAN VỀ HỢP KIM VÀNG Ở VÙNG KÍCH THƢỚC NANO 1.1 Vật liệu nano vàng 1.1.1 Sơ lược vật liệu vàng 1.1.2 Cấu trúc tính chất vật liệu nano vàng 1.1.3 Hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt (SPR) 13 1.2 Vật liệu Au pha tạp C, H 16 1.2.1 Cấu trúc tính chất vật liệu AuC 16 1.2.2 Cấu trúc tính chất vật liệu AuH 21 1.3 Vật liệu nano hợp kim AuFe 25 1.3.1 Cấu trúc hợp kim AuFe 25 1.3.2 Một số tính chất hợp kim AuFe 28 1.4 Anten siêu cao tần 39 Chƣơng 2: CÁC PHƢƠNG PHÁP CHẾ TẠO, PHÂN TÍCH CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT VẬT LIỆU 43 2.1 Các phƣơng pháp chế tạo mẫu 43 2.1.1 Chế tạo màng mỏng Au phương pháp hóa học 43 2.1.2 Chế tạo màng mỏng AuFe phương pháp bốc bay nhiệt chân không 45 2.1.3 Phương pháp cấy ion máy gia tốc ion Pelletron 47 iii 2.2 Các phƣơng pháp phân tích cấu trúc điện tử 49 2.2.1 Cơ sở lý thuyết phương pháp tính tốn 49 2.2.2 Phương pháp phiếm hàm mật độ (DFT) 52 2.2.3 Các gói phần mềm tính tốn từ ngun lý ban đầu sử dụng 53 2.3 Các phép đo khảo sát cấu trúc, tính chất vật liệu 54 2.3.1 Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) 54 2.3.2 Kính hiển vi điện tử quét (SEM) 56 2.3.3 Phổ tán sắc lượng tia X (EDS) 57 2.3.4 Đo độ dày màng mỏng phương pháp vạch mũi dò 58 2.3.5 Phương pháp bốn mũi dò xác định điện trở suất 59 2.3.6 Khảo sát tính chất từ từ kế mẫu rung (VSM) 60 2.3.7 Phổ hấp thụ UV-vis 61 Chƣơng 3: CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA MÀNG MỎNG Au VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA TẠP CHẤT C, H 63 3.1 Cấu trúc nano hệ vàng-carbon 63 3.2 Cấu trúc tính chất hệ Au:H 72 3.2.1 Đặc trưng cấu trúc 74 3.2.2 Một số tính chất hệ màng mỏng Au:H 77 3.3 Mối liên hệ cấu trúc tính chất 82 3.3.1 Các đặc trưng vật lý liên hết hydrid Au-H 82 3.3.2 Các đặc trưng quang phổ cấu trúc Au:H pha loãng 86 3.3.3 Các cấu trúc thực 88 Chƣơng 4: CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA MÀNG MỎNG AuFe VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA CẤY CARBON 91 4.1 Đặc trƣng cấu trúc 93 4.1.1 Cấu trúc bề mặt 93 4.1.2 Phân tích thành phần màng mỏng 97 4.1.3 Cấu trúc tinh thể 98 4.2 Một số tính chất hệ màng mỏng 102 4.2.1 Tính chất điện 102 4.2.2 Tính chất quang 106 4.2.3 Tính chất từ 114 iv Chƣơng 5: ỨNG DỤNG CỦA MÀNG NANO Au TRONG CÔNG NGHỆ SIÊU CAO TẦN 126 5.1 Các đặc trƣng cấu trúc tính chất hệ màng mỏng Au 126 5.1.1 Cấu trúc màng mỏng Au 126 5.1.2 Đặc trưng tính chất 130 5.2 Chế tạo anten siêu cao tần từ màng mỏng Au 134 5.2.1 Phương pháp chế tạo 134 5.2.2 Trở kháng anten 135 5.2.3 Khảo sát phản hồi anten 138 KẾT LUẬN 145 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 147 TÀI LIỆU THAM KHẢO 148 v DANH MỤC MỘT SỐ THUẬT NGỮ VÀ CHỮ VIẾT TẮT Abs Absorptio ab initio First princ AM1 Austin M BG Band-gap BS Band Stru bcc Body cen B3LYP Becke, 3- CASTEP Cambridg Package CCSD(T) Coupled C double ex (triples) CL Cluster DOS Density o DFT Density F Dmol3 DNP DFT pack Double nu EA Electron a EBS Electronic EDX/EDS Energy-di fcc Face cent FC-ZFC Field coo GGA Generaliz GSE Ground st hcp Hexagona HF Hatree-Fo HOMO Highest o II Ion impla LDA Local den vi LVDT Linear Va Transfom LUMO Lowest un MW Microwav MNDO Modified MP2/ Møller–P MPn NAO Natural at NEC Natural el NPA Natural po NRA nuclear re OC Optical co PBE Perdew–B energy PBEs Photodeta spectrum PES Photoelec PIXE Particle In PL Photolum PM3 Parameter PW Plane wav RBS Rutherford RF Radio fre RKKY Ruderman Interactio SEM - (Field Em FESEM Microsco SG Spin Glas SPR Surface P SNICS Source of vii Sputtering SQUID Supercon device TLTK TV Terminal TB Tight-bind UV-Vis Ultra-viol VASP Vienna ab VDE Vertical d VSM Vibrating S XRD X-ray diff viii KẾT LUẬN Luận án trình bày kết nghiên cứu hệ màng mỏng kim loại Au số hệ kim loại - kim loại, kim loại - phi kim có chứa Au Vật liệu nano Au:C (carbid vàng) Au:H (hydrid vàng) nhóm vật liệu mới, nhiều số cấu hình chưa chế tạo Các nghiên cứu : - Có tồn cấu hình nano có độ bền nhiệt động cao (Au6C3, Au5H1, ~1000K) có khả tồn tự nhiên, chế tạo sau Các cấu hình có quang phổ quang học dễ nhận biết (IR, Raman), phản ánh đặc trưng liên kết carbid (Au-C) hydrid (Au-H) vật liệu - Sự tồn liên kết Au-H (có khoảng cách ~1,7 Å lượng 1,7 eV) vùng pha tạp loãng (< 0,11%) dẫn đến co ngắn số mạng thu nhỏ thể tích sở, dịch chuyển đỏ đỉnh phổ hấp thụ UV-vis nồng độ H tăng lên Đây điểm khác biệt hydrid Au pha loãng, chưa biết đến trước - Những kết nghiên cứu thực nghiệm phương pháp cấy ion H lên màng mỏng Au cho thấy cấu trúc mạng màng mỏng không thay đổi nhiên giá trị số mạng giảm; đỉnh hấp thụ cực đại có xu hướng dịch phía lượng thấp điện trở suất có xu hướng giảm theo nồng độ H cấy Các liên kết hydrid nguyên nhân dẫn đến tăng nồng độ hạt tải, đồng thời với giảm độ linh động tăng độ dẫn nhiệt độ phòng kết cạnh tranh hai trình - Phương pháp cấy ion mở hướng nghiên cứu công nghệ vật liệu, đặc biệt công nghệ pha tạp nồng độ thấp, góp phần tạo lớp vật liệu với nhiều tính chất khác biệt so với hệ truyền thống Hệ màng mỏng AuFe3 chế tạo phương pháp bốc bay nhiệt chân khơng sau cấy ion C với nồng độ khác Các màng mỏng có cấu trúc fcc Au nguyên chất, việc cấy ion C vào hệ, 145 không làm thay đổi cấu trúc, nhiên làm suy yếu liên kết Au-Fe tạo số liên kết Fe-C - Các màng mỏng cấy ion C có điện trở nhỏ so với ban đầu, nhiên giá trị thay đổi (dưới 4%) Việc cấy ion vào màng mỏng làm tăng nồng độ hạt tải lại làm giảm độ linh động chúng - Phổ hấp thụ hệ mẫu cho thấy đặc trưng hấp thụ màng mỏng Au, nhiên bị nhiễu loạn nguyên tử Fe nên đỉnh hấp thụ bị giảm cường độ nhòe rộng - Hệ màng mỏng thể tính sắt từ tất mẫu, với lực kháng từ nhỏ, dương tính, mơmen từ bão hịa cao so với kết đạt trước Sự pha tạp C cho thấy ảnh hưởng đáng kể liên kết carbid, nguồn gốc xuất mômen từ nhỏ nút mạng Au nguyên nhân tăng lực kháng từ mẫu pha tạp - Các màng mỏng sau cấy ion phi kim thể thay đổi tính chất quang-điện-từ, xuất tính chất có tiềm ứng dụng nhiều lĩnh vực khác nhau, từ điện tử spin đại tới y-sinh học nano Các màng mỏng Au chế tạo phương pháp hóa ướt có chất lượng tốt, điều khiển độ dày màng mỏng mà sai số thấp (dưới 10%) - Các anten siêu cao tần chế tạo sử dụng màng mỏng Au làm điện cực Giá trị điện dung (trở kháng) anten tăng (giảm) theo độ dày màng mỏng Đặc trưng phản hồi anten cho thấy: dịch đỉnh phản hồi phía tần số cao tăng độ dày màng; anten có độ dày màng 80 nm có khả phản hồi tốt Khả phản hồi không phụ thuộc vào độ dày màng mỏng (độ dẫn điện màng) mà phụ thuộc vào cấu trúc nano bề mặt anten - Hiệu ứng SPRs màng Au ảnh hưởng đến tín hiệu phản hồi anten này: Với anten có độ dày màng mỏng (40nm 60 nm) tín hiệu chiếu sáng suy giảm cịn với anten có độ dày màng lớn (80 100 nm) tín hiệu tăng lên bề mặt chiếu sáng Tuy nhiên thay đổi hệ số phản hồi nhỏ khoảng - 5% 146 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Nguyen Khac Thuan and Hoang Nam Nhat (2014), “Structure and electrical properties of the thin gold leaves fabricated by Vietnam traditional laminating technology”, Communications in Physics, Vol 24, pp 29-32 Nguyen Khac Thuan, Vuong Van Hiep, Do Thi Kim Anh, Hoang Nam Nhat (2015), “Stable Gold Carbide Nanostructures”, Materials Transactions, Vol 56, No 9, pp 1383 - 1386 Nguyen Van Hai, Nguyen Khac Thuan, Nguyen Duc Tho and Dang Thi Thanh Thuy (2015), “Characterization of a Linear-Structured Meta-Antenna”, Journal of Scientific Research & Reports, Vol 4(1), pp 28-34 Ngo Hai Yen, Dang Thi Thanh Thuy, Nguyen Khac Thuan (2016), “Gold Nanoparticle Based Plasmonic Microwave-antenna”, American Journal of Applied Scientific Research, Vol 2(6), pp 82-86 Khac-Thuan Nguyen, The-Nghia Nguyen, Trong-Tinh Nguyen, Nam- Nhat Hoang, Tomoyuki Yamamoto (2016), “Effects of implanted C ions on the structure of Fe-Au alloy thin film series”, Journal of Science of HNUE, Material Sci., Vol 61, No 9A, pp 37-41 147 TÀI LIỆU THAM KHẢO Ngạc An Bang, Lê Văn Vũ (2007), “Chế tạo nghiên cứu số tính chất quang hạt vàng (Au) có kích thước nano”, Hội nghị Vật lý chất rắn toàn quốc lần thứ V, p773 Nguyễn Văn Khá (2014), Nghiên cứu chế tạo tính chất vật lý màng mỏng kim loại vàng (Au) kích thước nanomet phương pháp hóa học, Luận văn thạc sĩ, Viện vật lý, Viện hàn lâm KH CN Việt Nam Nguyễn Khắc Thuận (2011), Nghiên cứu tính chất điện-từ màng mỏng Au có kích thước nano, Luận văn thạc sĩ, Khoa Vật lý, ĐHKHTN, ĐHQGHN Mohamed Abbas, Sri RamuluTorati and CheolGi Kim (2017), “Multifunctional Fe3O4/Au core/satellite nanocubes: an efficient chemical synthesis, characterization and functionalization of streptavidin protein”, Dalton Trans., 46, pp 2303-2309 D Alloyeau, C Langlois, C Ricolleau, Y Le Bouar, and A Loiseau (2007), “A TEM in situ experiment as a guideline for the synthesis of as-grown ordered CoPt nanoparticles”, Nanotechnology 18, p375301 Vincenzo Amendola (2016), “Surface plasmon resonance of silver and gold nanoparticles in the proximity of graphene studied using the discrete dipole approximation method”, Phys Chem Chem Phys.18, pp 2230-2241 Andres, R P.; Datta, S.; Dorogi, M.; Gomez, J.; Henderson, J I.; Janes, D B.; Kolagunta, V R.; Kubiak, C P.; Mahoney, W.; Osifchin, R F.; Reifenberger, R.; Samanta, M P.; Tian, W (1996), “Room temperature Coulomb blockade and Coulomb staircase from self-assembled nanostructures”, Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films, Vol 14, Issue 3, pp.1178-1183 a V.E Antonov, T.E Antonova, I.T Belash, A.E Gorodezkii, E.G Ponyatovskii (1982), “Synthesis of the gold hydride under hydrogen high pressure”, Dokl Acad Nauk SSSR 266, pp 376-380 b V.E Antonov, M Baier, B Dorner, V.K Fedotov, G Grosse, A.I Kolesnikov, E.G Ponyatovsky, G Schneiderand, F.E Wagner (2002), “High-pressure hydrides of iron and its alloys”, J Phys.: Condens Matter 14, pp 6427-6445 Balanis CA (2005), Antenna Theory: Analysis and Design, 3rd Ed., John Wiley & Sons, Ltd, Chichester, UK 10 N A Bang, P T Thom, H N Nhat (2013), “A comparative study of classical approaches to surface plasmon resonance of colloidal gold nanorods”, Gold Bull, 46, pp 91-96 148 11 E F Bertaut, A Delapalme, F Forrat, G Roult, F De Bergevin, R Pauthenet (1962), “Magnetic Structure Work at the Nuclear Center of Grenoble”, J Appl Phys 33, 1123 12 A J Bray, M A Moore, and A P Young (1986), “Lower Critical Dimension of Metallic Vector Spin-Glasses”, Phys Rev Lett 56, p2641 13 Enrica Bosco, Stefano Enzo, Marcello Baricco (2003), “X-ray analysis of microstructure in Au-Fe melt spun alloys”, J Magn Magn Mater 262, pp 136-141 14 F Canet, C Bellouard, L Joly, and S Mangin (2004), “Magnetic behavior of exchange-coupled Fe30Au70/Fe65Au35 bilayers”, Physical Review B 69, p094402 15 I Carmeli, G Leitus, R Naaman, S Reich, Z Vager (2003), “Magnetism induced by the organization of self-assembled monolayers”, J Chem Phys, 118, p10372 16 D M Ceperley and B J Alder (1980), “Ground State of the Electron Gas by a Stochastic Method”, Phys Rev Lett 45(7), pp 566-569 17 I C Chiang and D H Chen (2007), “Synthesis of Monodisperse FeAu Nanoparticles with Tunable Magnetic and Optical Properties”, Adv Funct Mater 17, pp 1311-1316 18 N.E Christiansen and B.O Seraphin (1971), “Relativistic Band Calculation and the Optical Properties of Gold”, Phys Rev B 4, p3321 19 R J Chung, H Y Wang, K T Wu (2014), “Preparation and Characterization of Fe- Au Alloy Nanoparticles for Hyperthermia Application”, J Med Biol Eng 34(3), 251255 20 S J Clark, M D Segall, C J Pickard, P J Hasnip, M J Probert, K Refson, M C Payne (2005), “First principles methods using CASTEP”, Z Kristallogr 220, p567-570 + 2+ + + 21 Y Cohen, E Kolodne (2011), “Kinetic energy distributions of C , C , Au , AuC and AuC 2+ - emitted from a gold surface following single impact of keV C60 : Carbide ions formation via a recombination mechanism”, Nucl Instr Meth Phys Res B, 269, p985 22 P Crespo, R Litrán, T C Rojas, M Multigner, J M Fuente, J C Sánchez-López, M A García, A Hernando, S Penadés, A Fernández (2004), “Permanent Magnetism, Magnetic Anisotropy, and Hysteresis of Thiol-Capped Gold Nanoparticles”, Phys Rev Lett, 93, p087204 23 C Cretu and E van der Lingen (1999), “Coloured gold alloys”, Gold Bull 32, p115 24 Valentina F Degtyareva (2015), “Crystal Structure of Gold Hydride”, J Alloys and Compounds, Vol 645, s128-s131 149 25 Domenicali C.A., Christenson E L (1961), “Effects of Transition Metal Solutes on the Electrical Resistivity of Copper and Gold Between and 1200K”, J appl Phys 32, p2450 26 Eleftheriades, GV; Iyer, A K.; Kremer, P C (2002), “Planar Negative Refractive Index Media Using Periodically L-C Loaded Transmission Lines”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 50(12), p2702 27 Escalle A.; Mora G.; Gagosz F.; Mezailles N.; Le Goff X F.; Jean Y.; Le Floch P (2009), "Cationic Dimetallic Gold Hydride Complex Stabilized by a XantphosPhosphole ligand: Synthesis, X-ray Crystal Structure, and Density Functional Theory Study" Inorg Chem., 48(17), pp 8415-8422 28 Eugene S Kryachko, Eduardo V Ludeña (1990), Energy Density Functional Theory of Many-Electron Systems, Springer Netherlands, pp 678 29 J Fan and L S Wang (1994), “A Study of FeC2 and FeC2H by Anion Photoelectron Spectroscopy”, J Phys Chem 98(46), pp 11814-11817 30 W Felsch (1969), “Ferromagnetism of amorphous iron”, Z Physik 219, p 280-299 31 M.J Frisch (2003), Gaussian 03, Revision B.04, Gaussian, Inc., Pittsburgh PA 32 Masaaki Futamoto, Masahiro Nakamura, Mitsuru Ohtake, Nobuyuki Inaba, and Teruho Shimotsu (2016), “Growth of L10-ordered crystal in FePt and FePd thin films on MgO(001) substrate”, AIP Advances 6, p085302 33 Debanjana Ghosh, Nitin Chattopadhyay (2013), “Gold Nanoparticles: Acceptors for Efficient Energy Transfer from the Photoexcited Fluorophores”, Optics and Photonics Journal 3(1), pp 18-26 34 Leticia P Granja, Eduardo D Martínez, Horacio Troiani, Clément Sanchez, Galo J A A Soler Illia (2017), “Magnetic Gold Confined in Ordered Mesoporous Titania Thin Films: A Noble Approach for Magnetic Devices”, ACS Appl Mater Interfaces, 9(1), p965 35 Sriram Guddala, S A Kamanoor, A Chiappini, M Ferrari, N R Desai (2012), “Experimental investigation of photonic band gap influence on enhancement of Ramanscattering in metal-dielectric colloidal crystals”, J Appl Phys 112, 084303 36 N V Hai, N K Thuan, N D Tho, D T T Thuy (2015), “Characterization of a LinearStructured Meta-Antenna”, Journal of Scientific Research & Reports 4(1), pp 28-34 150 37 D Hao, S C Min, H Chao, X Z Chuan, L Chen, T Yuan, S X Zhao and Gao Hong-Jun (2010), “Synthesis and properties of Au-Fe3O4 and Ag-Fe3O4 heterodimeric nanoparticles”, Chin Phys B 19(6), p066102 38 K O E Henriksson, N Sandberg and J Wallenius (2008), “Carbides in stainless steels: Results from ab initio investigations”, Appl Phys Lett 93, p191912 39 Hernando A, Crespo P, Garcia MA (2006), “Origin of Orbital Ferromagnetism and Giant Magnetic Anisotropy at the Nanoscale”, Phys Rev Lett, 96, p057206 40 H Hori, T Teranishi, Y Nakae, Y Seino, M Miyake, S Yamada (1999), “Anomalous magnetic polarization effect of Pd and Au nano-particles”, Physics Letters A, Vol 263, Issues 4-6, pp 406-410 41 Hulthen E.; Zumstein R V (1926), “The Absorption Spectra of Some Hydride Compounds in the Ultra-Violet”, Phys Rev , 28, p13 42 Ola Hunderi (1972), “Anomalous temperature dependence of the optical intraband absorption in gold-iron alloys”, Solid State Communications, Vol 11, pp 883-888 43 M Ichimura and A Sakuma (1998), “Magnetic and electronic structures of finite-size systems of Fe/Au(n)”, J Magn Magn Mater 177-181, pp 1311-1312 44 James JR, Hall PS, Wood C (1981), Microstrip Antenna Theory and Design, Peter Peregrinus Ltd, London, UK 45 P B Johnson and R W Christy (1972), “Optical Constants of the Noble Metals”, Phys Rev B 6, pp 4370-4379 46 A Kashyap, R Skomski, A K Solanki, Y F Xu, and D J Sellmyer (2004), “Magnetism of L10 compounds with the composition MT (M=Rh, Pd, Pt, Ir and T=Mn, Fe, Co, Ni)”, J Appl Phys 95(11), pp 7480-7482 47 H Kawamura (2003), “Anomalous Hall Effect as a Probe of the Chiral Order in Spin Glasses”, Phys Rev Lett 90, p047202 48 Keisaku Kimura (1991), “Magnetic properties of iron: from clusters to bulk”, Physics Letters A, Vol 158, Issues 1-2, pp 85-88 49 U E Klotz (2010), “Metallurgy and processing of coloured gold inter-metallics Part I: Properties and surface processing”, Gold Bull, 43, pp 4-10 50 Knaus B, Garzon S, Crawford TM (2009), “Alkanethiol induced changes in the magnetotransport properties of Co∕AuCo∕Au bilayers”, J Appl Phys, 105, p07A903 151 51 H Y Y Ko, T Suzuki, N T Nam, N N Phuoc, J Cao, and Y Hirotsu J (2008), “Magnetic and structural characterizations on nanoparticles of FePt, FeRh and their composites”, J Magn Magn Mater 320, pp 3120-3123 52 Kresse G., Joubert D (1999), “From Ultrasoft Pseudopotential to the Projected Augmented-Wave Method”, Phys Rev B 59, p1758 53 Krishna Kowlgi, Lian Zhang, Stephen J Picken, Ger Koper (2012), “Anomalous magnetism in noble metal (nano)particles”, Colloids and Surfaces A, Physicochem Eng Aspects, 413, pp 248-251 54 Kubler J (2003), Theory of itinerant electron magnetism, Revised edn Oxford Science Publications, Oxford 55 D.G Laurent, J Callaway, and C.S Wang (1979), “Optical conductivities of iron and nickel”, Phys Rev B 20, p1134 56 Y P Lee, Y V Kudryavtsev, V V Nemoshkalenko, R Gontarz, J Y Rhee (2003), “Magneto-optical and optical properties of Fe-rich Au-Fe alloy films near the fcc-bcc structural transformation region”, Physical review B 67, p104424(8) 57 Fang Li, Zhifang Yu, Liyan Zhao, Tao Xue (2016), “Synthesis and application of homoge- neous Fe3O4 core/Au shell nanoparticles with strong SERS effect”, RSC Adv., 6, p10352 58 R Z Li, Rui Peng, K D Kihm, S Bai, D Bridges, U Tumuluri, Z Wu, T Zhang, G Compagnini, Z Feng and A Hu (2016), “High-rate in-plane micro-supercapacitors scribed onto photo paper using in situ femtolaser-reduced graphene oxide/Au nanoparticle microelectrodes”, Energy Environ Sci., 9, pp 1458-1467 59 X Li and L S Wang (1999), “Electronic structure and chemical bonding between the - first row transition metals and C2: A photoelectron spectroscopy study of MC (M=Sc, V, Cr, Mn, Fe, and Co)”, J Chem Phys 111, p8389 60 Link S., Mohamed M B., El-Sayed M A (1999), “Simulation of the optical absorption spectra of gold nanorod as a function of their a spect ratio and the effect of the medium dielectric constant”, J Phys Chem, 103, pp 3073-3077 61 a Liu Z L, Qin Z B, Xie H, Cong R, Wu X, Tang Z C (2013), “Structure of Au 0/−1 in the Gas Phase: A Joint Geometry Relaxed Ab Initio Calculations and Vibrationally Resolved Photoelectron Imaging Investigation”, J Chem Phys., 139, p094306 b Liu Z L, Qin Z B, Wu X., Xie H., Cong R., Tang Z (2014), “Vibrationally Resolved - Photoelectron Imaging of Au3H ”, J Phys Chem A, 118, pp 1031−1037 152 62 Hong Ling Liu, Jun Hua Wu, Ji Hyun Min, Young Keun Kim (2008), “Synthesis of monosized magnetic-optical AuFe alloy nanoparticles”, J Appl Phys 103, p07D529 63 N N Long, L V Vu, C D Kiem, S C Doanh, C T Nguyet, P T Hang, N D Thien, L M Quynh (2009), “Synthesis and optical properties of colloidal gold nanoparticles”, J Phys Conf Ser 187, p012026 64 J.M MacLaren, M.E McHenry, S Crampin, M.E Eberhart (1990), “Magnetic and electronic properties of Au/Fe superlattices and interfaces”, J Appl Phys 67(9), p5406 65 A Maeland and T B Flanagan (1964), “Lattice spacings of gold-palladium alloys”, Can J Phys., 42(11), pp 2364-2366 66 S Mangin, C Bellouard, G Marchal, and B Barbara (1997), “Control of the magnetic anisotropy of GdFe thin films”, J Magn Magn Mater 165, pp 161-164 67 G Marchal, Ph Mangin, and Chr Janot (1975), “Crystal growth and precipitation in thin films of amorphous Fe-Au alloys”, Philos Mag 32, pp 1007-1021 68 Liz - Marzan L M (2004), “Nano metals: Formation and color”, Materialstoday, Vol.7, Iss 2, pp 26-31 69 J A Mathews, L L Watters (1900), “The carbide of gold”, J Am Chem Soc 22, p 108 70 R A Matula (1979), “Electrical resistivity of copper, gold, palladium, and silver”, J Phys Chem Ref Data, 8(4), pp 1206-1235 71 T R McGuire, J A Aboaf, and E Klokholm (1981), “Magnetic and transport properties of Fe-Au and Co-Au films”, J Appl Phys 52, p2205 72 Srdjan Milenkovic, André Schneider, Achim Walter Hassel (2006), “Gold Nanostructures by Directional Solid-state Decomposition”, Gold Bull 39(4), p185-191 73 M Mooste, E Kibena-Põldsepp, M Marandi, L Matisen, V Sammelselg and K Tammeveski (2016), “Electrochemical properties of gold and glassy carbon electrodes electrografted with an anthraquinone diazonium compound using the rotating disc electrode method”, RSC Adv 6, p40982 74 Audrey Moores and Frederic Goettmann (2006), “The plasmon band in noble metal nanoparticles: an introduction to theory and applications”, New J Chem., 39, p1121 75 Morales M A.; Skomski R.; Fritz, S.; Shelburne, G.; Shield, J E.; Yin, M.; O’Brien, S.; Leslie-Pelecky, D L (2007), “Surface Anisotropy and Magnetic Freezing of MnO Nanoparticles”, Phys Rev B, 75, p134423 153 76 a P Mukherjee, P Manchanda, P Kumar, L Zhou, M J Kramer, A Kashyap, R Skomski, D Sellmyer and J E Shield (2014), “Size-Induced Chemical and Magnetic Ordering in Individual Fe-Au Nanoparticles”, ACS Nano, 8, pp 8113-8120 b P Mukherjee, Y Zhang, M J Kramer, L H Lewis, J E Shield (2012), “L10 structure formation in slow-cooled Fe-Au nanoclusters”, Appl Phys Lett 100, p211911 77 Nguyen Hoang Nam, Nguyen Thi Thanh Van, Nguyen Dang Phu, Tran Thi Hong, Nguyen Hoang Hai, and Nguyen Hoang Luong (2012), “Magnetic Properties of FePt Nanoparticles Prepared by Sonoelectrodeposition”, J Nanomater, Vol 2012, p801240 78 National Electrostatics Corp Instruction Manual No 2AT068420 for Operation and Service of 5SDH-2 Pelletron Accelerator 79 a H Okamoto and T Massalski (1984), “The Au-C (gold-carbon) system”, Bull Alloy Phase Diagrams, 5, pp 378-379 b H Okamoto (1993), Phase Diagrams of Binary Iron Alloys, Materials Park, OH : ASM International, p 33 80 P.M Oppeneer, T Maurer, J Stricht, J Kubler (1992), “Ab initio calculated magneto- optical Kerr effect of ferromagnetic metals: Fe and Ni”, Phys Rev B 45, p10924 81 Panaccione G., Sirotti, F., Rossi G (2000), “Surface vs Bulk Magnetic Moments from Photoemission Dichroism”, Solid State Commun., 113, pp 373-377 82 Joachim Paier, Robin Hirschl, Martijn Marsman, and Georg Kresse (2005), “The Perdew-Burke-Ernzerhof exchange-correlation functional applied to the G2-1 test set using a plane-wave basis set”, J Chem Phys 122, p234102 83 Parr Robert G, Yang Weitao (1995), Density-Functional Theory of Atoms and Molecules, Oxford University Press, Oxford, UK 84 P.G Pells and M Shiga (1969), “The optical properties of copper and gold as a function of temperature”, J Phys C 2(10), p1835 85 J Pendry, A Holden, D Robbins, W Stewart (1999), “Magnetism from conductors and enhanced nonlinear phenomena”, IEEE Trans Microw Theory Tech, 47(11), p2075 86 Perdew J.P; Chevary J.A; Vosko S.H; Jackson K.A; Pederson M.R; Singh D.J; Fiolhais C (1992), “Atoms, molecules, solids, and surfaces: Applications of the generalized gradient approximation for exchange and correlation”, Physical Review B 46(11), p6671 154 87 John P Perdew, Kieron Burke; Matthias Ernzerhof (1996), “Generalized Gradient Approximation Made Simple”, Physical Review Letters 77(18), pp 3865-3868 88 P Pyykko (2008), “Theoretical chemistry of gold III”, Chem Soc Rev 37, p1967 89 J M Qiu and J P Wang (2007), “Tuning the Crystal Structure and Magnetic Properties of FePt Nanomagnets”, Adv Mater 19, pp 1703-1706 90 V N Rai, A K Srivastava (2016), “Correlation Between Optical and Morphological Properties of Nanostructured Gold Thin Film”, JSM Nanotechnol Nanomed 4(1), p.1039 91 M G Ramchandani (1971), “Effect of exchange potential on the band structure of gold”, J Phys F: Met Phys 1, pp 169-176 92 A Ranjgar, R Norouzi, A Zolanvari, H Sadeghi (2013), “Characterization and Optical Absorption Properties of Plasmonic Nanostructured Thin Films”, Am J Phys.6(4), p198 93 H G Raubenheimer, S Cronje (2008), “Carbene complexes of gold: preparation, medical application and bonding”, Chem Soc Rev., 37, p1998 94 D A Rosca, D A Smith, D L Hughes and M Bochmann (2012), “A Thermally Stable Gold(III) Hydride: Synthesis, Reactivity, and Reductive Condensation as a Route to Gold(II) Complexes”, Angew Chem Int Ed., 51, pp 10643-10646 95 Bahamida saida, Laggoun Ali, Guittoum Abderrahim, Fnidiki Abeslem, Boudissa Mokhtar (2014), “Magnetic Properties of bcc and bcc-fcc Fe-Pd Alloys Produce by Thermal Evaporation Technique”, Physics Procedia, Vol 54, pp 81-86 96 Samuel silver (1988), Microwave antenna theory and design, Peter Peregrinus Ltd, London, United Kingdom 97 B Sanyal, P Biswas, T Saha-Dasgupta, A Mookerjee, Ain-ul Huda, N Choudhury, M Ahmed, and A Halder (1999), “Electrical and magnetic properties of AuFe alloys”, J Phys.: Condens Matter 11, p1833 98 B.V.B Sarkissian (1981), “The appearance of critical behaviour at the onset of ferromagnetism in AuFe alloys”, J Phys F: Met Phys 11, p2191 99 K Sato, Y Hirotsu (2003), “Structure and magnetic property changes of epitaxially grown L10-FePd isolated nanoparticles on annealing”, J Appl Phys 93(10), p6291 100 H Schmidbaur, J Wiley, Chichester (2000), “Gold: Progress in Chemistry, Biochemistry and Technology”, J Am Chem Soc., 122(18), pp 4534-4534 155 101 Hubert Schmidbaur, Helgard G Raubenheimer and Liliana Dobrzanska (2014), “The gold-hydrogen bond, Au-H, and the hydrogen bond to gold, Au…H-X”, Chem Soc Rev., 43, pp 345-380 102 P Schwerdtfeger, M Dolg, W H E Schwerm, G A Bowmaker, P D W Boyd (1989), “Relativistic effects in gold chemistry I Diatomic gold compounds”, J Chem Phys., 91(3), p1762 103 J.H Sexton, D.W Lynch, R.L Benbow, and N.V Smith (1988), “Empirical band calculations of the optical properties of d-band metals” VI The optical conductivity of ferromagnetic iron, Phys Rev B 37, p2879 104 Z.P Shi, J.F Cookie, Z Zhang, and B.M Klein (1996), “Structural, magnetic, and electronic properties of Fe/Au monatomic multilayers”, Phys Rev B 54, p3030 105 M D Segall, Philip J D Lindan, M J Probert, C J Pickard,PJ Hasnip, S J Clark and M C Payne (2002), “First-principles simulation: ideas, illustrations and the CASTEP code”, J Phys.: Condens Matter 14, p.2717–2744 106 I P Silverwood, S M Rogers, S K Callear, S F Parker and C R A Catlow (2016), “Evidence for a surface gold hydride on a nanostructured gold catalyst”, Chem Commun 52, pp 533-536 107 V.A Somenkov, V.P Glazkov, A.V Irodova, S.Sh Shil’shtein (1987), “Crystal structure and volume effects in the hydrides of d metals”, J Less-Common Metals 129, pp 171-180 108 Suda M, Kameyama N, Ikegami A (2009), “Reversible Phototuning of the Large Anisotropic Magnetization at the Interface between a Self-Assembled Photochromic Monolayer and Gold”, J Am Chem Soc, 131, pp 865-870 109 Sundaresan A, Rao CNR (2009), “Ferromagnetism as a universal feature of inorganic nanoparticles”, Nano today, 4(1), pp 96-106 110 K Takanashi, S Mitani, M Sano, H Fujimori, H Nakajima, and A Osawa (1995), “Artificial fabrication of an L10‐type ordered FeAu alloy by alternate monatomic deposition”, Appl Phys Lett 67, p1016 111 Toshifumi Taniguchi, Kensuke Yamanaka, Hideya Sumioka, Teruo Yamazaki, Yoshikazu Tabata, Shuzo Kawarazaki (2004), “Direct Observation of Chiral Susceptibility in the Canonical Spin Glass AuFe”, Physical review letters; 93(24), p246605 156 112 G Tatara and H Kawamura (2002), “Chirality-Driven Anomalous Hall Effect in Weak Coupling Regime”, J Phys Soc Jpn 71, pp 2613-2616 113 a Nguyen Khac Thuan, Vuong Van Hiep, Do Thi Kim Anh, Hoang Nam Nhat (2015), “Stable Gold Carbide Nanostructures”, Mater Trans., Vol.56, No.9, p 1383 b Nguyen Khac Thuan and Hoang Nam Nhat (2014), “Structure and electrical properties of the thin gold leaves fabricated by Vietnam traditional laminating technology”, Communications in Physics, Vol 24, 29-32 114 Maria Tintoré, Stefania Mazzini, Laura Polito, Marcello Marelli, Alfonso Latorre, Álvaro Somoza, Anna Aviđó, Carme Fàbrega, and Ramon Eritja (2015), “Gold-Coated Superparamagnetic Nanoparticles for Single Methyl Discrimination in DNA Aptamers”, Int J Mol Sci 16(11), pp 27625-27639 115 Simon Trudel (2011), “Unexpected magnetism in gold nanostructures: making gold even more attractive”, Gold Bull 44, pp.3-13 116 Z.Vager, I.Carmeli, G.Leitus, S.Reich, R.Naaman (2004), “Surprising electronic-magnetic properties of closed packed organized organic layers”, J Phys Chem Solids 65, p713 117 A A Vasilev, E L Dzidziguri, M I Ivantsov and M N Efimov (2016), “Metal-carbon nanosystem IR-PVA/Fe-Co for catalysis in the Fischer-Tropsch synthesis”, Journal of Physics: Conference Series 741, p 012186 118 Irene Vassalini, Laura Borgese, Michele Mariz, Stefano Polizzi, Giuliana Aquilanti, Paolo Ghigna, Andrea Sartorel, Vincenzo Amendola, Ivano Alessandri (2017), “Enhanced Electro-catalytic Oxygen Evolution in Au-Fe Nanoalloys”, Angew Chem Int Ed., 56(23), p6589 119 B R Visser, M A Addicoat, J R Gascooke, W D Lawrance and G F Metha (2013), “Spectroscopic observation of gold-dicarbide: Photodetachment and velocity map imaging of the AuC2 anion”, J Chem Phys 138, p174310 120 S H Vosko, L Wilk and M Nusair (1980), “Accurate spin-dependent electron liquid correlation energies for local spin density calculations: a critical analysis”, Can J Phys 58(8), p1200 121 Philipp Wagener, Jurij Jakobi, Christoph Rehbock, Venkata Sai Kiran Chakravadhanula, Claas Thede, Ulf Wiedwald, Mathias Bartsch, Lorenz Kienle, 157 Stephan Barcikowski (2016), “Solvent-surface interactions control the phase structure in laser-generated iron-gold core-shell nanoparticles”, Scientific Reports 6, No.23352 122 X.B Wang, C.F Ding, and L.S Wang (1997), “Vibrationally Resolved Photoelectron - Spectra of TiCx (x = 2−5) Clusters”, J Phys Chem A 101(42), p7699-7701 123 J.T Wang, Z.Q Li, Q Sun, and Y Kawazoe (1998), “First-principles study of the magnetic and the electronic properties of Fem/Aun multilayers”, J Magn Magn Mater 183, pp 42-48 124 Wei Wang, Lelin Zheng, Fenghua Lu, Ruijiang Hong, Michael Z Q Chen, and Lin Zhuang (2017), “Facile synthesis and characterization of magnetochromatic Fe 3O4 nanoparticles”, AIP Advances 7, p056317 125 Xuefeng Wang and Lester Andrews (2002), “Infrared Spectra and DFT Calculations for the Gold Hydrides AuH, (H2)AuH, and the AuH3 Transition State Stabilized in (H2)AuH3”, J Phys Chem A, 106, pp 3744-3748 126 Gillian Walters, I P Parkin (2009), “The incorporation of noble metal nanoparticles into host matrix thin films: synthesis, characterisation and applications”, J Mater Chem 19, 574 127 J H Weaver, C Krafka, D W Lynch, and E E Koch (1981), “Optical properties of metals”, Applied Optics 20(7), pp 1124-1125 128 X Wei, D.L Roy, R Skomski, X Z Li, Z Sun, J.E Shield, M.J Kramer, D.J.Sellmyer (2011), “Structure and magnetism of MnAu nanoclusters”, J Appl Phys 109, p07B523 129 a B Westenfelder, J Biskupek, J.C Meyer, S Kurasch, X Lin, F Scholz, A Gross, U Kaiser (2015), “Bottom-up formation of robust gold carbide”, Scientific report 5, p8891 b B Westenfelder (2013), “In-Situ TEM Study on the Formation of Gold Carbide”, Annual Report, Institute of Optoelectronics, Ulm University, Germany 130 Yan Xing, Yan-Yan Jin, Jian-Chao Si, Ming-Li Peng, Xiao-Fang Wang, Chao Chen, Ya-Li Cui (2015), “Controllable synthesis and characterization of Fe3O4/Au composite nanoparticles”, J Magn Magn Mater.380, pp 150-156 131 Y Yamamoto, T Miura, M Suzuki, N Kawamura, H Miyagawa, T Nakamura, K Kobayashi, T Teranishi, and H Hori (2004), “Direct Observation of Ferromagnetic Spin Polarization in Gold Nanoparticles”, Phys Rev Lett, 93, p116801 132 L L Yan, Y R Liu, T Huang, S Jiang, H Wen, Y B Gai, W J Zhang, and W Huang (2013), “Structure, stability, and electronic property of carbon-doped gold 158 clusters AunC− (n = 1-10): A density functional theory study”, J Chem Phys., 139, p244312 133 Yang Z.; Leon I.; Wang L S (2013), “Communication: Vibrational Spectroscopy of Au4 from High Resolution Photoelectron Imaging”, J Chem Phys., 139, p021106 134 Ngo Hai Yen, Dang Thi Thanh Thuy, Nguyen Khac Thuan (2016), “Gold Nanoparticle Based Plasmonic Microwave-antenna”, American Journal of Applied Scientific Research, 2(6), pp 82-86 135 Y.-B Yuan, K.-M Deng, Y.-Z Liu, and C.-M Tang (2006), “Assignment of Photoelectron Spectra of MC2 (M= V, Cr, Fe, and Co)”, Chin Phys Lett 23(7), p1761 136 Zanti G.; Peeters D (2012), “Electronic Structure Analysis of Small Gold Clusters Aum (m ≤ 16) by Density Functional Theory”, Theor Chem Acc., 132, pp 1−15 137 H.-J Zhai, S.-R Liu, X Li, and L.-S Wang (2001), “Photoelectron spectroscopy of mono-niobium carbide clusters NbC ⎯n(n=2-7):NbCn−(n=2-7): Evidence for a cyclic to linear structural transition”, J Chem Phys 115, p5170 138 R H Zhou, X H Wei, K He, J E Shield, D J Sellmyer, and X C Zeng (2011), “Theoretical and Experimental Characterization of Structures of MnAu Nanoclusters in the Size Range of 1-3 nm”, ACS Nano 5(12), pp 9966-9976 159 ... vậy, nghiên cứu sinh thực đề tài nghiên cứu có tính hệ thống với tiêu đề ? ?Chế tạo, nghiên cứu cấu trúc tính chất số hệ vật liệu vàng kích thước nano? ?? Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu chế tạo hệ. ..ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Nguyễn Khắc Thuận CHẾ TẠO, NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA MỘT SỐ HỆ VẬT LIỆU VÀNG KÍCH THƯỚC NANO Chuyên ngành: Vật liệu. .. KIM VÀNG Ở VÙNG KÍCH THƢỚC NANO 1.1 Vật liệu nano vàng 1.1.1 Sơ lược vật liệu vàng 1.1.2 Cấu trúc tính chất vật liệu nano vàng 1.1.3 Hiện tượng