Nghiên cứu ảnh hưởng của một số điều kiện chế tạo lên tính chất quang của bán dẫn vùng cấm rộng

Vì thê chúng tôi xem rẳnií đám xanh lam đặc trưng cho sự chuyên dời bức xạ cùa các điện tử từ vùng dẫn xuống mức acceptor, trong đó acceptor là các nút khuyết của Zn liên kết với AI [r]

Đ Ạ I H Ọ C Q U Ó C G I A H À N Ộ I T R Ư Ờ N G Đ Ạ I H Ọ C K H O A H Ọ C T ự N H I Ê N

Đ Ể T À I :

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA

MỘT SỐ ĐIỂU KIỆN CHÊ TẠO LÊN TÍNH CHÂT QUANG

CỦA BÁN DẪN VÙNG CẤM RỘNG

M Ã S Ố : Q T - - 7

C h ủ t r ì đ ề t i: T S P H Ạ M V Ã N B Ể N

C c c n b ộ t h a m g ia : T h s N g u y ễ n D u y T i ế n , P G S T S H o n g N a m N h ậ t , T S H u ỳ n h Đ ă n e C h í n h , T h s B ù i H n g V â n , C N P h a n T r ọ n g T u ệ , C N N g u y ễ n T h ị T h a n h , C N N g u y ễ n T h ị H ả o , C N V n g T h a n h H i

Ị OA! H O C a u o c M A N O l TRUNG TÂM ?' Ò N G TIN THƯ VIẼN

Ị ' p r / _ „

BÁO CÁO TÓM TẮT

Đ ẻ tà i:

N G H I Ê N C Ứ U Ả N H H Ư Ở N G C Ủ A M Ộ T s ố Đ I Ể U K I Ệ N C H Ế T Ạ O L Ê N T Í N H C H Ấ T Q U A N G C Ủ A B Á N D A N v ù n g c ấ m r ộ n g

M ã s ô : Q T - - 17

C h ủ t r ì đ ề t i: T S P h m V ă n B ể n

C c c n b ộ t h a m g ia :

- T h s N g u y ễ n D u y T iế n , P G S T S H o n g N a m N h ậ t, T S H u ỳ n h Đ ã n g C h ín h , T h s B ù i H n g V â n , C N P h a n T r ọ n g T u ệ , C N N g u y ễ n T h i T h a n h , C N N g u y ễ n T h ị H ả o , C N V n g T h a n h H ủi

1 M ụ c t iê u v n ộ i d u n g n g h iê n c ứ u

* M ụ c tiê u : N g h iê n c ứ u ả n h h n g c ú a m ộ t s ố d iề u k iệ n c h ế lạ o : n n tí đ ộ c h t p h a tạ p n h iệ t đ ộ ủ , th i g ia n ủ lê n tín h c h t q u a n g c u a b n d ẫ n v ù n g c â m r ộ n g

* N ộ i d u n g n g h i ê n u :

+ T h u t h ậ p tà i liệ u v ề m ộ t s ố p h n g p h p c h ế tạ o m ẫ u v tí n h c h ấ t q u a n g c u a

b n d ầ n v ù n g c ấ m r ộ n g

+ X â y d ự n g tu h ú t p h ụ c v ụ c h o c h ế tạ o m ẫ u

+ K h o s i n h h n g c ủ a m ộ t s ố đ iề u k iệ n c h ế tạ o : n ố n g đ ộ c h t p h a tạ p n h iệ t đ ộ ú th i g ia n ú lê n tí n h c h ấ t q u a n g c ủ a b n d ẫ n v ù n g c a m r ộ n a 2 C c k é t q u ả đ t đ ợ c

* K ế t q u v ê k h o a h c :

+ T h u th ậ p tà i liệ u v ề m ộ t s ố p h n g p h p c h í lạ o m ẫ u v lí n h c h a t q u a n " c u a

+ X â y d ự n g 01 tủ h ú t p h ụ c v ụ c h o c h ế tạ o m ẫ u

+ C h ế tạ o đ ợ c m ộ t s ố b ộ t p h t q u a n g : Z n S , Z n S : A l- C u , Z n O Z n O :C o + K h ả o s t ả n h h n g c ủ a m ộ t s ố đ iể u k iệ n c h ế t o n h n n g đ ộ c liâ l p h a tạ p , n h iệ t đ ộ ủ , th i g ia n ù lê n tín h c h ấ t q u a n g c ủ a b n d ẫ n v ù n g c m r ộ n g * K ế t q u ả đ o t o Đ ã đ o tạ o đ ợ c :

- T h c s ĩ - C n h ân

* C c c ô n g t r in h k h o a h ọ c c ô n g b ố \ B o c o k h o a h ọ c tạ i H ội n g h ị V ậ t lý C h ấ t R ắn v K h o a h ọ c V ậ t liệu to n q u ố c lầ n t h ứ , Đ ã N ắ n g , -1 /1 /2 0 :

+ Tinh c liấ l q u a n g c ù a Z n O :C o c h ế lạ o b ằ n g p h n g p liá p s o l- g e l

Bùi H n g V â n , P h m V ă n B ề n , H o n g N a m N h ậ t, P h ù n g T h ị H ão

+ P h ô p h t q u a n g c ủ a ZnS:i).fíis c h ế tạ o b ằ n g p h n g Ịìlỉáp g o m

Bùi H n g V â n , P h m V ă n B en , H o n g N a m N h ậ t, N g u y ễ n T h ị T h a n h , N g u v ễ n T h n h L o n g , P h m V ã n T h ò'n g, Đ ỗ X u â n T iến

3 T ìn li h ìn h sir d ụ n g k in h p h í

T ố n g k in h p h í đ ợ c c ấ p : 0 0 ()0 đ + T i ề n đ iệ n , n c v x â y d ự n g c s v ậ t c h ấ t : 0 OOOđ + H ộ i n g h ị, in ấ n b o c o , v ã n p h ò n g p h ẩ m : 0 OOOđ

+ T h u ê m n : 0 000c!

+ V é m y b a y , p h ò n g n g ủ ,

c h i p h í n g h iệ p v ụ c h u y ê n m ó n : 0 OOOđ

Ư M n u C K H O A H Ọ C T ự N H I Ê N X Á C N H Ậ N C Ủ A B C N K H O A V Ậ T L Ý C H Ủ T R Ì Đ Ể T À I

B R I E F R E P O R T T I T L E :

S T U D Y T H E I N F L U E N C E O F S O M E P R E P A R I N G C O N D I T I O N S O N T H E O P T I C A L P R O P E R T Y O F S E M I C O N D U C T O R

W I T H W I D E B A N D G A P C o d e : Q T - - 7

C o o r D im a t o r : P h a m V a n B e n

K e y im p le m e n t s : N g u y e n D u y T ie n , H o a n g N a in N h a t , H u y n h D a n g C h i n h , B u i H o n g V a n , P h a n T r o n g T u e , N g u y e n T ill T h a n h , P h u n y T ill H a o , V u o n g T h a n h H a i.

1 O b j e c t iv e a n d M a t t e r o f t h is s t u d y :

+ S tu d y th e in f l u e n c e o f s o m e p r e p a r i n g c o n d i t i o n s s u c h a s : d o p e d c o n t e n t, a n n e a lli n g t e m p e r a t u r e , a n n e a lli n g tim e o n th e o p ti c a l p r o p e r ly o f s e m i c o n d u c t o r w ith w id e b a n d g a p

+ C o ll e c t in g r e f e r e n c e s f o r s o m e p r e p a r i n g m e t h o d s a n d o p ti c a l p r o p e r t y o f s e m i c o n d u c t o r w ith w id e b a n d g a p

+ B u ild in g e x t r a c t i o n h o o d f o r p r e p a r i n g s a m p l e s

+ I n v e s ti g a ti n g th e i n f l u e n c e o f s o m e p r e p a r i n g c o n d i t i o n s s u c h a s : d o p e d c o n t e n t, a n n e a lli n g t e m p e r a t u r e , a n n e a lli n g ti m e o n th e o p ti c a l p r o p e r t y o f s e m i c o n d u c t o r w ith w id e b a n d g a p

2 M a in r e s u lt s : W e s u c c e e d e d in :

- C o l l e c t i n g r e f e r e n c e s f o r s o m e p r e p a r i n g m e t h o d s a n d o p ti c a l p r o p e r t y o f s e m i c o n d u c t o r w ith w id e b a n d g a p

- B u il d in s 01 e x t r a c t i o n h o o d f o r p r e p a r i n g s a m p l e s

- S tu d y th e i n f l u e n c e o f s o m e p r e p a r i n g c o n d i t i o n s s u c h a s : d o p e d c o n t e n t, a n n e a lli n g te m p e r a t u r e , a n n e a lli n g ti m e o n th e o p ti c a l p r o p e r t y o f s e m i c o n d u c t o r w ith w id e b a n d g a p

+ E d u c a t io n r e s u lt s : m a s t e r th e s e s b a c h e l o r t h e s e s P u b lic a t io n s :

0 p a p e r s 011 th e S ix th N a ti o n a l C o n f e r e n c e o n S o lid P h y s ic s a n d M a te r ia l S c ie n c e D a N a n g , -1 /1 /2 0 :

+ O p tic a l p r o p e r ty o f Z n O C o p r e p a r e d b y s o l - g d m e th o d

B u i H o n g V a n , P h a m V a n B en , H o a n g N am N h a t, P h u n g T h i H a o

+ T h e p h o to lu m in e s c e n c e s p e c tra o f Z n S :A liu iiỊ p r e p a r e d h r th e s o lid su ite

re a c tio n m e th o d

M Ụ C L Ự C

T ran g

M Ở Đ Ầ U 1

C h n g M Ộ T S Ó P H Ư Ơ N G P H Á P C H É T Ạ O V Ậ T L I Ệ U B Á N D Â N V Ù N G C Á M R Ộ N G 2

1.1 P h n g p h p g ố m

1.2 Phư ơng p h p sol - g e l

1.3 Phư ơng p h p đ n g k ế t t ủ a

1.4 P h ơn g p h p p h ú n x ca tố t

C h n g M Ộ T S Ĩ T Í N H C H Ấ T Q U A N G C Ủ A V Ậ T L I Ệ U B Á N D À N V Ù N G C Á M R Ộ N G 7

2.1 M ộ t s ố tín h c h ấ t q u a n o c ú a Z n S v Z n S p h a tạ p M n , A l, C u .7

2 1 P h ổ h ấ p th ụ c ủ a Z n S v Z n S p h a tạ p M n , A l, C u

2 P h ổ p h t q u a n g c ủ a Z n S v v Z n S p h a tạ p M n A l, C u

2 P h ổ tá n x R a m a n c ủ a Z n S v v Z n S p h a tạ p M n , A l, C u 11

2 M ộ t s ố tín h c h ấ t q u a n g c ủ a Z n O v Z n O :C o 13

2 P h ổ h ấ p th ụ c ủ a Z n O v Z n O : C o 13

2 2 P h ổ p h t q u a n g c ù a Z n O v Z n O : C o 15

2 P h ổ tấ n x R a m a n c ủ a Z n O v Z n O : C o 17

2 T h iế t b ị th ự c n g h i ệ m 18

C h n g 3: K Ế T Q U Ả T H Ự C N G H I Ệ M V À T H Ả O L U Ậ N 19

3.1 X v d ự n g tú h út p h ụ c vụ c h o c h ế tạo m ả u 19

3.2.1 C h ế tạ o m ẫ u Z n S : AI - C u 19

3.2 Ả n h h n g c ủ a n n g đ ộ C u lé n cấ u trúc tín h ch ấ t q u a n g c ù a ZnS: AI - C u 20

3.2 Ả n h h n g c ủ a n h iệ t đ ộ n u n g , thời g ian n u n g lẽn p h ổ p h át q u a n g củ a

Z n S :A l - C u 24 3.2 Kết lu ậ n 27 3 K h ả o sá t ả n h h n g c ủ a m ộ t sô đ iều k iện ch é tạ o lên tín h c h t q u a n g cùa

Z n O : C o 27 3.3.1 C h ế tạ o m ẫ u Z n O : C o 27

3.3 Á n h hư ởng c ủ a n n g đ ộ C o lên cấu trú c tín h ch ấ t q u a n g c ủ a Z nO : C o 28

3.3 Ả n h h n g c ù a n h iệ t đ ộ n u n g , thời gian n u n g lê n p hổ p h át q u a n g củ a

Z n O : C o 31 3 K ết l u ậ n 32

K Ế T L U Ậ N C H U N G 3

T À I L I Ệ U T H A M K H Ả O 4

MỞ ĐẦU

C c v ậ t liệ u b n d ẫ n v ù n g c ấ m r ộ n g lo i A 2B \ A 'B n h : Z n S Z n O .v.v đ ợ c ứ n g d ụ n g r ộ n g r ã i tr o n g c c d ụ n ? c ụ q u a n g đ iệ n tử C h ú n g d ù n g đ ể c h é lạo c c đ i ố t p h t q u a n g , q u a n g trở , n h ữ n g c a sổ tr o n g s u ố t tr o n g v ù n g k h a k ié n h ổ n g n g o i g n [1 - ] T r o n g p h ổ p h t q u a n g c ủ a c c v ật liệ u b n d ẫ n n y từ K đ ế n 0 K , n g o i n h ữ n g v c h đ ặc tr n g c h o s ự tá i h ợ p b ứ c x c ủ a cá c e x c ito n tự d o , e x c ito n liê n k ế t trê n c ấ c d o n o r, a c c e p to r , c c e l e c tr o n tự d o từ v ù n g d ẫ n x u ố n g c c m ứ c tạ p c h ấ t, c ò n x u ấ t h iệ n c c đ m r ộ n g đ ặ c trư n g c h o s ự tái h ợ p b ứ c x c ủ a c c c ặ p d o n o r - a c c e p to r [5 - 10]

K h i p h a c c k im lo i c h u y ể n tiế p n h C u , M n C o , với v ò d iệ n tứ 3d c h a lấ p đ ầ y v o c c h ợ p c h ấ t b n d ẫ n v ù n g c ấ m r ộ n g tạ o th n h c c b n d ẫ n h n từ C c iô n c ù a c c k im lo i (g ọ i c c iô n từ ) tạ o n é n tr o n g v ù n g c m c ủ a c c h ợ p c h ấ t b n d ẫ n n y n h ữ n g m ứ c n ă n g lư ợ n g x c đ ịn h V i th ế tr o n g p h ố p h t q u a n g c ú a c c h ợ p c h ấ t h n d ẫ n v ù n g c ấ m r ộ n g c ò n x u ấ t h iệ n n h ữ n a v ạc h đ ặ c tr n s c h o s ự tá i h ợ p b ứ c x c ủ a c c p ô la r ô n từ liê n k ế t, c c đ m p h t q u a n g m u n h : x a n h câ y d a c a m - v n g , đ ỏ đ c tr n s c h o c c ió n : C i r \ M r r \

C o '* v m ộ t s ố đ m p h t q u a n ? n ằ m v ù n g h ổ n g n g o i g ầ n [11 - 16],

V i n h ữ n g tín h c h ấ t q u a n g v n h ữ n g ứ n s d ụ n g q u a n tr ọ n g tr ẽ n n ê n từ n ă m 9 đ ế n n a y b n d ẫ n b n từ v ù n g c ấ m r ộ n s lo i Z n S , Z n O p h a c c k im lo i c h u y ể n tiế p v i lớ p v ò đ iệ n từ d c h a lấ p đ ẩ y đ ã đ ợ c c h ế tạ o v ã n e h i é n u m n h m ẽ n c ta v tr ê n t h ế g iớ i N h n s tín h c h ấ t q u a n g c ủ a c h ú n g p h ụ th u ộ c n h iề u v o c c đ iể u k iệ n c h ế tạ o n h : p h n g p h p c h ế ta o c h ấ t p h a tạ p n h iệ t đ ộ ủ th i g ia n ủ V ì th ế c h ứ n g tô i đ ã đ ă n a k ý th ự c h iệ n đ ê tà i: N g h i é n u

ả n h h n g c ù a m ộ t s ô đ iê u k iệ n c h ê tạ o lê n tín h c h t q u a n g c ủ a b n d ẩ n v n g c ấ m r ộ n g

C H Ư Ơ N G 1: M Ộ T S Ố P H Ư Ơ N G P H Á P C H É T Ạ O V Ặ T L I Ệ U B Á N D Á N V Ù N G C Ấ M R Ộ N G

1.1 P h n g p h p gốm

Vật liệ u g ố m : V ậ t liệ u g ố m loại v ật liệ u có c ấ u trú c tin h th ề b ao g m hợp

ch ất g iữ a k im lo ại v p h i k im n h : k im loại v i oxi (các o x it), k im loại với n itơ (các n itru a), kim loại với cá c b o n (các c a cb u a), k im loại v i silic (các silix u a ), k im loại với lưu h u ỳ n h (c c su n fu a ) L iên k ế t c h ủ y ế u tro n g v ậ t liệu g ố m liên k êt ion tu y nhiên cũ n g có trư n g h ợ p liên k ết c ộ n g h ó a trị đ ó n g vai trị ch ín h

V ậ t liệu g ố m c ó n h iề u đ ặc tín h q u ý g iá v ề , n h iệ t, đ iệ n , từ q u an d o đ ó n g vai trò q u an trọ n g tro n g h ầ u h ế t cá c n g àn h cô n g n g h iệ p [ ]

v ề đ ặc tín h , v ậ t liệu g ố m có đ ộ rắ n cao n ê n đ ợ c d ù n g làm v ật liệu m ài, vật liệu g iá đ ỡ

v ề đ ặc tín h n h iệ t, v ậ t liệ u g ố m có n h iệ t đ ộ n ó n g ch y ca o , đặc b iệ t h ệ số g iãn nò' n h iệt th ấp n ên đ ợ c d ù n g làm c c th iết bị địi h ỏ i có đ ộ b ền n h iệ t, ch ịu đ ợc x u n g n h iệ t lớ n (ló t lò, b ọ c tàu vũ trụ )

v ề đ ặc tín h đ iệ n , độ d ẫ n đ iệ n c ủ a v ật liệu g ố m th a y đ ô i tro n g m ộ t p h m vi rộ n g từ d i 10 Q ^ c m ' đ ế n 10' 12 Q ^ c m '1 C ó loại v ật liệu £ ố m tro n g đ ó p h ần tử dần điện e le c tro n n h k im lo ại, c ũ n g có loại v ậ t liệu s ổ m tr o n a đ ó ion đ ó n s vai trò p h ần từ d ẫ n đ iện D o đ ó c h ú n g ta có th ể tổ n s h ợ p n h iề u loại v ậ t liệu gốm khác n h au nh g ố m cá ch đ iện , g ố m b n d ẫ n đ iện , g ố m siê u d ẫ n đ iệ n

Đ ặ c tín h từ c ủ a v ật liệ u g ố m rấ t đ a d ạn g T a c ó th ể tồ n g h ợ p đ ợ c g ố m n g h ịch từ , g ố m th u ậ n từ , g ố m s ấ t từ v i đ ộ từ cảm ứ n a th a y đ ổ i từ đ ế n 10 v p h ụ th u ộ c đ a d ạn g v n h iệ t đ ộ c ù n g n h từ trư n g n g o ài

v ề đ ặc tín h q u a n g , ta có th ể tổ n a h ợ p đ ợ c cá c loại v ật liệu có cá c tín h ch ấ t q u an g học k h ác n h a u n h v ậ t liệu p h t q u a n a d i tá c d ụ n s c ủ a d ò n s đ iệ n (c h ấ t điện p h át q u an g ), v ậ t liệu p h t q u a n g d i tá c d ụ n g cù a án h s n a (c h ấ t lân q u a n s ) h o ặc loại eố m s d ụ n a tr o n s th iế t bị p h át tia laze

T ín h c h ấ t c ủ a v ật liệu eố m k h n g ch ì p h ụ th u ộ c v th àn h p h ần h ó a học (đ ộ n g u y ê n ch ấ t, lư ợ n g v lo i tạ p c h ấ t có tro n a đ ó ) m p h ụ th u ộ c k h n h iề u v trạ n a thái cấ u trú c c ù a

P h n g p h p g ố m : P h n g p h p g ố m p h n g p h p th ự c h iện p h ản ứ n g

g iữ a cá c p h a rắ n n h iệ t đ ộ cao C s c ủ a p h n g p h p n y tro n g m ôi trư n g chi có khí n itơ h o ặc k h í arg o n d i tá c d ụ n g c ủ a n h iệ t đ ộ cao c ủ a cá c n g u y ên từ tạp ch ất có th ể th a y th ế v o c h ỗ c ù a n g u y ê n tử c h ín h h o ặc n ằm lơ lừ n g g iừ a n ú t m n tin h th ể, th ế m x u n g q u an h c c n g u y ên tử tạ p c h ấ t n ày m n g tin h th ể bị biến d n a [ ]

Q u y trìn h c h ế tạ o c c b ộ t p h t q u a n g b ằ n g p h n g p h áp g ố m đ ợ c d ần h ìn h 1.1 N ó g m c c b c s a u đây:

H ìn h ỉ ỉ : Q u y trìn h c h ế tạ o b ộ t p h t q u a n g b ằ n g p h n g p h p g o m

B c l \ C h u ẩ n b ị p h ố i liệu: cá c ch ấ t n ền , cá c ch ấ t cầ n p h a tạp , x ác đ ịn h th àn h

p hần, đ ộ tin h k h iế t c ủ a m ẫu

T ín h to n k h ố i lư ợ n g ch ấ t cầ n p h a tạp c h o đ t ti lệ h ợ p th ứ c c ủ a sản ph ẩm m o n g m u ố n

B c 2: N g h iề n m ịn n g u y ê n liệu để tă n g d iệ n tíc h tiế p x ú c g iữ a ch ấ t p h án

ứ n g đ n g th i k h u ế c h tá n đ n g đ ề u cá c c h ấ t v tr o n a h ỗ n h ợ p N ế u lư ợ n g p hối liệu chi d i 20 g a m c ó th ể n g h iề n m ịn tro n g cố i m ã n ão V ì r ằ n a cố i c h y b n e m ă não có đ ộ c ứ n s cao , đ ặc b iệ t p h ẳ n g n ên tro n g q u trìn h n e h iể n k h ô n g đ a tạp c h ấ t vào c ũ n g k h ô n g đ ể d ín h p h ố i liệ u lại tro n g k h e rãn h c ủ a cố i m sai lệ ch tý lệ ch ấ t tro n g p h ả n ứ n g K h i n g h iề n c ó th ể đ a v m ộ t lư ợ n a d u n a m ô i ch o dễ n ơhiên C h ọ n loại d u n g m ô i n o đ ể tro n g q u trìn h n a h iề n d ễ th o t k h ỏ i p h ố i liệu í có th ề d ù n g rư ợ u ety lic , a x e to n

)-B irớ c 3: E p v iê n , c ô n s đ o n n àv n h ăm tă n m ứ c đ ộ tiẻ p x ú c ÍCra ch â t p h an

ứ n g K ích th c v đ ộ d y c ủ a v iên m ẫ u tù y th u ộ c vào k h u ô n v đ ộ d ần n h iệ t cù a p hối liệu Á p lực n é n tù y th e o đ iề u kiện có th ể đ ạt tớ i v ài tấn.'cm T h ự c nsiav c ả d ù n a th iết b ị n én tớ i h n g trã m tấ n tro n g v iên p h ố i liệu c ù n a c ó ch ứ a k h o ả n a % th ề tích lồ x ố p v m a o q u àn Đ ê th u đ ợ c p h ổ i liệu có độ x ố p th ấ p cần p h sư d ụ n a

p h n g p h p n é n n ó n g (v a n én v a g ia n h iệt) V iệc tá c đ ộ n g đ ô n g th i ca n h iệt đ ộ áp su ất đ ò i h ỏ i p h ả i c ó th i g ia n đ ể th u đ ợ c m ẫ u p h ố i liệu có độ ch ăc đ ặc cao

B c 4: N u n g h ỗ n h ợ p n h iệ t đ ộ cao đ ề th ự c h iệ n p h n ú n g g iữ a p h a rắn

đ ây c ô n g đ o n q u an trọ n g n hất H ỗ n h ợp đ ợ c n u n g lị có k h ố n g ch ế n h iệ t độ tro n g m ôi trư n g k h ô n g k h í h o ặc tro n g khí trơ từ v i tră m đ ộ đ ến vài n g h ìn độ

B c : Đ ể n g u ộ i m ẫ u tự n h iê n tro n g k h n g k h í h o ặ c tro n g khí trơ.

1.2 P h n g p h p s o l - gel

C s củ a p h n g p h p n y d ự a v lắn g đ ọ n g c ủ a cá c v ậ t liệu tro n g p h ản ứ n g h ó a học, th n g s ự lắ n g đ ọ n g c ù a h alo g e n u a h o ặc c c m uối h ữ u c củ a hợp ch ấ t bán dẫn

Sol g ì? S ol trạ n g th i tồ n củ a cá c h ạt th ê k eo ran b ẽn tro n g ch ất ló n a đề cho cá c h t rắn tồ n tr n g th i n đ ịn h th ì k íc h th c h ạt p h ài đù n h ò đ ế lực cần cho ph ân tán p h ải lớ n h n trọ n g lực H ệ keo cá c h t th ấ y đ ợ c m k h ô n g th ế qua m àng bán th ấ m , trê n th ự c tế cá c h t có k ích th c từ 0 nm đ ến m m v tro n2

hạt có k h o ả n g từ 103 đ ế n 109 p h ân tử

G el g ì? G e l c h ấ t rắn lỗ x ố p có cấ u tạ o m n a liên k ế t c h iề u b ê n tro n g môi trư n g p h ân tá n c h ấ t lò n g v ee l đ ợ c h ìn h th n h từ cá c h ạt k eo gọi c o llo id e ael tr o n s trư n g h ợ p đ ợ c tạo th n h từ n h ữ n g đ n v ị h ó a h ọ c n h ò h n cá c h t co llo id e g ọ i gel c a o p h â n tử H n n ữ a v ì c ó tồ n tạ i ch ấ t lỏ n g b ên tr o n cấu tạo m a n s rắn nên h a i tư n g tr o n s trạ n g th i c â n b ằ n s n h iệ t đ ộ n s v lúc n y b ên tro n g ch ất lị n k h n g có đ ợ c tín h lư u đ ộ n g c ủ a m ìn h Đ ại b ộ p h ậ n b ên tr o n g ee l n c nên tro n a trư n g h ợ p tư n g d u n g d ịc h n c ch iếm n h iều p h ầ n n h ất eọ i h v d a e l hay a q u a ael tr o n s tr n ẹ h ợ p tư n g lò n g ỉà alco h o l th ì g ọ i a lc o h o l eel K hi đ loại p h ân lớn ch ấ t lỏ n g g ọ i g el k h v tù y th e o p h n a p h p sấy k h ô n a i ta ch ia thành x ero g el v ae ro g e l

S đ to n s q u t c h ế tạ o v ậ t liệu v ô c b ã n p h n s p h p s o l- 2el đ ợ c dan hình 1.2

o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o C c h t đ n g n h ấ t

< =

o o o o o D o o -~)0 O o o o ° o ^

° , o Ngưng tụ o ^ 0_

8 ^ ° dung môi 8 ^

G e l Aeroiiel

B a y h i d u n g m ô i

Gôm mật độ cao M n g m ậ t đ ộ c a o

H ìn h 1.2: S đ to n g q u i c h ế tạo m â u b ằ n g p h n g p h p S o ỉ-G e l

1.3 P h n g p h p đ n g k ết tủa

C s c ủ a p h n g p h áp n y sir k ết tủ a đ n g th i c ủ a ch ấ t n ề n ch ấ t kích hoạt Q uy trìn h c h ế tạ o Z n S v Z n S :M n b ằ n a p h n s p h áp đ n g k ết tủ a đ ợ c d ẫn hình 1.3:

Trộn dung dịch

T o kết tủa

L ọc kết tùa

S ủ kết

tủa

B ộ t p h t q uang

H ìn h 1.3: S đ k h ố i c ủ a q u y trìn h tạo b ộ t p h t q u a n g b ả n g p h n g p h p đ ổ n g k ế t tu a

D ù n g cá c n g u y ê n liệ u b an đ ầ u Z n C Ỉ2, M n 2C l v X a 2S p h a v n c th n h d u n g d ịch với n n g đ ộ th íc h h ợ p S au đ ó c h o p h n ứ n a x ả y g iữ a h n h ợ p Z n C k M n : C l v N a:S Lọc lấy k ết tủ a sấy k hô v ủ nh iệt ta đ ợ c b ộ t p h t q u a n s Z n S :\ ln

1.4 P h n g p h p p hú n xạ ca tố t

C sở c ù a p h n g p h p n y d ự a v h iệ n tư ợ n g bãn p h c ù a hạt có n ă n lư ợ n g ca o vào b ề m ặ t c ù a v ật rắn làm b ia (đ ợ c g ân v i ca tô t) làm b ậ t n su y èn tử c ù a v ậ t liệ u m bia C ác n g u y ên tử n ày đ ợ c g ia tố c tro n g m ộ t đ iệ n trư n aiừ a bia v đế (đ ợ c g ắn với a n ố t) bay đ ến b ám vào đ ế rồ i lắn g đ ọ n g tạ o th n h m àn m ó n (h ìn h 1.4)

B ia Đ e tạo m àng

Khi Ar

H ìn h 1.4: H ệ tạ o m n g m ó n g b ằ n g p h n g p h p p h ú n x ọ ca tố t

C ác h t th n g d ù n g đ ể b ẳn p h b ia khí tr n h a r a o n h o ặc h ỗn h ợp khí arg o n với k h í k íc h h o t o x i h a y n itơ M n g m ỏ n a đ ợ c ch ế ta o b a n s p h n g ph áp có ch ấ t lư ợ n s rấ t tố t như: độ sạch, độ đ ồn2 nhất, độ định hướnơ cao có thê điều khiến độ d ày củ a m àn g [ ]

C H Ư Ơ N G : M Ộ T S Ó T Í N H C H Ả T Q U A N G C Ủ A V Ậ T L I Ệ Ư

B Á N D Ả N V Ù N G C Á M R Ộ N G

2.1 M ột số tín h c h ấ t q u a n g củ a v ậ t liệu Z nS Z n S pha tạ p M n , A ỉ, Cu

2 Ị P h o h ấ p th ụ c ủ a Z n S Z n S p h a tạ p M n , AI, C u

H ìn h 2.1 p h ổ h ấp th ụ gần b vù n g cấm c ủ a Z n S với n h n a n n o độ c khác n h au cù a n ó tro n g đ u n g d ịc h V i c = g /1 0 m l b h ấp th ụ n ằm tr o n a k h o n a từ 250 nm đ ế n n m v có đ ộ d ố c lớn K hi tâ n g n n g đ ộ c ủ a th ì b h ấp thụ dịch c h u y ể n v ề p h ía s ó n g d ài từ 26 nm đ ến 320 nm v giảm dần đ ộ d ố c K hi đ a tạp ch ấ t n h M n , C u , AI v Z n S th ì p h ổ h ấ p thụ c ủ a Z n S c ó th ể bị th a v đồi

>.(nm )

H ìn h : P h ô h ấ p th ụ c ủ a Z n S vớ i n h ữ n g n n g đ ộ c k h c n h a u

H ìn h 2 p h ổ h ấ p th ụ gần b v ù n g c ấ m c ủ a Z n S :M n v i n h ữ n a norm độ M n khác n h a u V i c Mn = g /1 0 m l th ì b hấp th ụ c ủ a n ó c ũ n n ằm tro n g k h o ả n a 250 nm đ ến 90 n m v c ó đ ộ d ố c lớn N h n g tă n a n n s độ c ủ a tr o n e d u n s d ịch thi bờ h ấp th ụ c ủ a n ó c ũ n g d ịc h ch u y ể n v ề p h ía s ó n g d ài v a iảm d ần độ dốc V ới C \ in = 10 đến 12 g /lOOrnl b h ấ p th ụ n ằm tro n g k h o n g từ 285 n m đ ến 20 nm N h có m ặ t c ù a M n tr o n g Z n S đ ã làm th a y đồi p h ò h ấp th ụ ỡ g ân b v ù n g cẩm c ù a Z n S : kéo d ài b h ấ p th ụ v ề p h ía s ó n a dài k h o ả n g 25 nm [3.5]

<0- 0.5- c n ■■ ■■ ' 1-S m

 (nm)

H ìn h 2 : P h ổ h ấ p th ụ c ù a Z n j.xM n xS v i n h ữ n g n ò n g đ ộ K ín k h c nh a u

2.2.2 P hổ p hát q u a n g cù a Z n S Z n S pha tạ p M n , A l, C u

H ìn h 2.3 p h ổ p h át q u an g ca tố t củ a Z n S 77 K T ro n g ph ố p h át q u an g x u ất h iện cá c đ ám tro n g v ù n g từ n g o ại có cự c đại 32 nm , 40 nm , 360 nm v m ột đám v ù n g x a n h lam

;.(nm)

H ìn h : C c đ m p h t q u a n g c b án tr o n g p h ô p h t q u a n g cu a Z n S

S ự p h â n b ố n ă n g lư ợ n g c ủ a đ ám tro n g v ù n g từ n a o i lớn aấ p đôi tr o n v ù n g xan h lam Đ m v ù n g x an h lam g m n h iề u đ ám n h ò v ứ n g v i m ỗ i lo i Z n S ch ế tạo b ằn g p h n p h p k h ác n h au th ì tì số c n g độ củ a c h ú n a c ũ n e k h ác N g i ta đ ch ia đ ám x an h lam c ủ a Z n S th n h đ ám có c n a đ ộ cự c đ ại vị trí : 405 nm n m 6 n m n m T rên th ự c tá k h ô n g có m ộ t loại Z n S n m chi có m ộ t tro n g cá c đ m h o ặ c c ó đ ầ y đ ủ cá c đ ám [2 , ]

H ìn h 2.4 : S đ c c m ứ c n ă n g lư ợ n g ứ n g vớ i cá c q u tr ìn h b ứ c x k h c n h a u có thê x y tr o n g Z n S ; S S - tr n g th i b ề mặt, VZn n ú t k h u y ế t c ủ a kẽm , ỉ V n ú t kh u yêt

c ù a lim huỳnh, C uz,r tợ p đ ổ n g

K hi p h a tạ p cá c n g u v ê n tố n h M n , Co, A l, C u vào Z n S p h p h át q u a n g cùa Zn S bị th ay đ ô i C ác đ ám p h t q u a n g đ ặc trư n g ch o n ú t k h u y ết c ủ a Z n , s bị d ập tắt dân , đ n g th i x u ất h iệ n cá c đ ám p h át qu an g đ ăc trư n g c h o iôn p h a tạp H inh 2.5 p hô p h át q u a n g c ủ a Z n S :A l kích th ích b ầ n e b ớc s ó n g 325 nm 30 K

H ìn h 5: P h p h t q u a n g củ a m n g Z n S :A l vớ i c c n n đ ộ A I k h c nh a u

K hi p h a tạ p AI v i cá c n n g độ khác n h au v tin h th ể Z n S tr o n a p h ổ p h át q u an g c ủ a Z n S :A l n g o ài đ ám đặc trư n g ch o Z n S tr o n a p h ổ cò n x u ấ t h iệ n m ộ t đám xan h lam rộ n g , có c n g đ ộ lớn k h o ản g 47 n m Đ ám n y đ ặc tr n a c h o ch u y ển dời b ứ c x c ù a cá c cặ p d o n o r- a c cep to r K hi tăng n n g đ ộ AI th ì vị trí đ ám x an h lam hầu n h k h ô n th a y đ i n h n g c n g độ tă n g dần v đ ạt cự c đại n ổ n a đ ộ % T iế p tục tâ n g n n s đ ộ AI từ °0 đ è n 10% c n g độ đám x a n h lam iã m d ần đ áy AI liên k ết với n ú t k h u y ế t c ủ a Z n [V Zn-A I] đ ó n g vai trị tâ m a c c e p to r sâu tr o n c ch ế tái h ợp b ứ c x c ù a d ải nm [7 ]

H ìn h p h p h t q u an g c ủ a Z n S :C -A l T ro n g p h ổ p h t q u an g n ày x u ất h iệ n m ộ t đ ám rộ n g có c ự c đ i 15 nm Đ ám n y đ ặc trư n g c h o s ự d ịc h ch u y ê n b ứ c x c ù a điện từ liên q u a n đ ế n lớ p v ò d củ a iô n C u" tro n g trư n g tin h th ê c ủ a Z n S [8 ]

H ìn h 2.6: P h ô p h t q u a n g cù a Z n S :C u -A l

H ìn h p h ổ p h át q u a n g c ủ a Z n S :M n P h ổ p h át q u a n g n ày g m đ ám : đám xan h lam v ù n g từ 0 nm đ ến 00 nm c ú a Z n S v đ ám d a cam - v n s từ 10 n m đến 20 nm với c ự c đ ại k h o ả n g 80 n m đ ặc trư n g ch o io n M n H đ ám n ày nằm hai v ù n s k h x a n h au K h i tã n e d ần n n g độ M n th ì c n a độ c ủ a đ ám x an h lam bị ạiảm c ò n c n g đ ộ c ủ a đ ám d a ca m — vàn g tă n e lên N h n g tá n g n n a độ M n đ ến m ột n n g đ ộ g iớ i h n th ì c n g độ củ a đ ám d a cam - v n g lại b ẳt đầu g iảm Đ ây tư ợ n a tấ t vi n n a độ m n g u y ên nhân c ù a n ó tư n g tá c g iữ a ion M n 2* với io n c ủ a m n g tin h th ể v g iừ a ion M n v i n h au [3.5]

> ( nni)

H ììih : P h ô p h t q u a n g cú a Z n S : \ỉn

2 P h ổ tả n x R a m a tĩ c ủ a Z n S Z n S p h a tạ p AI, C u

H ìn h (A ) p h ổ tá n x R am an c ủ a vi tin h th ể Z n S ứ n g với hai cấ u h ình p h ân cự c k h ác n h a u (h ìn h a v b) V ạch k h o ả n g c m ' ứ n g v i p h o n o n LO vạch (2 c m '1) - c c m o d e TO, h m ode d a o đ ộ n g n y đ ề u có v ẻ c tơ s ó n g gần bằn g k h ô n g (đ iể m r c ủ a v ù n g B rillo u in ); v ạch v (tư n g ứ n g 221 c m ' 179 c m '1) cá c m o d e b ậc hai (2 LA v TA, điểm X ) C ác v ạc h cò n lại: cm ’1 ( TO -

LA), 48 c m ' {L O + TA), 15 c m ’1 ( TOỵ), 640 c m *1 (T O + L O ), 671 cm ' (2 L O ) [9 10.

A v ( e m ' )

H ìn h : (Ả )-P h ô tá n x R a m a n củ a cá c vi tin h thé Z n S v i cá c p h n c ự c s o n g s o n g (a) p h n c ự c v u n g g ó c (b) (B )-P h ô R a m a n c ù a m ộ t v i tin h [hẻ Z n S b ị

b iế n d n g

H ìn h (B ) p h ổ tán x R am an c ủ a m ộ t vi tin h th ề bị b iế n d n s T a th đ ây c c v ạc h số v số ch iếm ưu th ế (T O v TO - L O ) N h ìn ch u n a tro n a p h ổ tán x R am an c c m o d e d ao đ ộ n q u an g d ọ c th n g c h iế m LIU th ế so v ó i m o d e d a o đ ộ n s q u a n e n a a n a V ì vậy, m ộ t p hổ " d ị th n a " với m o d e n a a n a ch iếm ưu th ế có th ể liên q u a n tớ i sứ c c ã n g b ên tro n g v s ự b iế n d n e c ủ a cá c vi tinh th ể tư n a írn s s â y n ê n s ự tă n s c ir n s ản h h n s c ủ a c c s ó n e n a a n s lên tín h p h ân cự c c u a tinh thè [9, 11 12]

H ìn h p h ổ tá n x R am an c ủ a đ n tin h th ể Z n S :A l 0 K k ích th ích b àn g b c só n g 8 n m (số s ó n g c m '1) c ủ a la se r A r T ro n g p h ô tá n x R am an củ a c h ủ y ế u x u ấ t h iệ n n h ữ n g v c h đặc trư n g c h o loại d ao đ ộ n g E |(L O ) 9.7 c m '1, A |(T O ) c m '1, E |( L O ) c m '1, T A 179 c m '1, (T O - T A ) 221 c m ' v (T O + T A ) c m ' t r ong đ ó cá c dao đ ộ n g E |( L O ) v A |( T O ) có cư n g độ lớn

4 x1 “ 4.0x10" 3 5x104 3.0X104 — x 0J -— x1 0‘

1.5x104 - 1.0x10' 5.0x10

150 300 450 600 750 900

A V (c m 1)

H ìn h 2.9: P h ô tá n x R a m a n c ù a đ n tin h th ê Z n S :A l 0 K kíc h th íc h b ằ n g b c s ó n g 8 n m c ủ a la s e r A r

P h o n o n q u a n g d ọ c L O v p h o n o n q u an g n e a n s T O đ ề u đ ợ c tạo d o dịch ch u y ể n c ủ a cá c m c h n g u y ê n tử tro n g tin h th ề Đ ố i với m ầ u b ộ t v m ẫu m àn g Z nS , p h o n o n q u a n g d ọ c n g u y ên n h â n ch ín h g â y tá n x b iế n d ạn g v tá n x m ode p h ân cự c, v ì th ế c n g đ ộ v c h tán x củ a d a o đ ộ n e n ày lớ n [13] P h o n o n q u a n a n g an g T O g ây tá n x b iế n d n g v m o d e p h â n c ự c n h ỏ th ế c n s đ ộ v ạch tá n xạ c ủ a d ao đ ộ n g n v n h ỏ [13, 14] Đ ối với đ ơn tin h th ể Z n S :A l vạch tán x írna với h loại d a o đ ộ n s ir o n s E |( L O ) v A |(T O ) đ ề u c ó c n a độ lớn Đ iều n àv c h ứ n a tỏ p h o n o n q u a n e d ọ c v p h o n o n q u a n e n s a n e đ ề u g ây tá n x b iế n d ạn g m ode p hàn cự c tr o n s tin h th ể Z n S :A l

cù a v ạc h th a y đ i k h ô n g đ án g kể k h i th ay đổi n n g độ C u Đ iều c h n g to với n n g đ ộ p h a tạ p n h ỏ , C u ch a ản h h n g đ án g k ể đ ế n m n g tin h th è ch a d ầ n đ ến x áo trộ n , th a y đ ổ i c ấ u trú c trư n g tin h th ể [15]

V (em'1)

H ìn h : P h ô tá n x R a m a n c ù a Z n /.xCux (0 < x < ỈO 'Jg /g ) k h i kích th íc h b ă n g b c s ó n g n m củ a la s e r H e -N e 0 K

2.2 M ột số tín h ch ấ t q u a n g củ a Z n O v Z n O :C o

2.2 P h ổ h ấ p th ụ c ủ a Z n O Z n O :C o

C h iế u m ộ t ch ù m s n g lên m ộ t m n g bán d ẫ n th ì m ộ t p h ần án h sá n g xu y ên q u a bán d ẫn , m ộ t p h ầ n cò n lại h o ặc bị tá n x tro n g b án d ầ n h o ặc bị hấp th ụ tro n g bán d ẫn N ăn o lư ợ n g h ấ p th ụ đ ợ c c h u y ể n tro n g b n d ẫ n th n h d n a n ãn g k r ợ n a khác; n h iệ t n ãn g , q u a n a n ã n a (h u v n h q u a n g ), đ iệ n n ã n T n tá c c ủ a án h s n a tr o n s bán d ần xác đ ịn h b i h a i y ế u tố:

+ T ín h c h ấ t c ù a án h sán o ; s ự p h ân c ự c , cư n g độ, h n tr u y ề n + Tính eh â t c ủ a b án dẫn: câ u trú c v ù n g , câ u trú c tin h t h ẻ

N s o i cá c đ iê u k iệ n b ên n a o i n h n h iệ t đ ộ , áp su ất, đ iệ n trư n g , từ t r ò n a c ũ n a ản h h n a lớ n đến q u trìn h h ấp th ụ c ù a b n dần

T ro n a q u trìn h h ấp th ụ , p h o to n với n ã n a lượrm xác đ ịn h kích th íc h d iện tứ từ trạ n g th i n ã n a lư ợ n a th ấ p h ơn lên trạ n g ihái n ã n a Iirợ n a ca o F)ê đ ặc trim s cho q u trìn h h ấ p th ụ ta có h ệ số h ấp t h ụ (2 Hệ số h ấp th ụ có th ể lã xác s u ầ t h ấp thụ

p h o to n N ếu b n d ẫn c ó m ộ t sổ c ch ế h ấ p th ụ đ ộ c lậ p với n h au , đ ặc tru n g b ăn g x ác su ất a (ũ)) th ì x ác s u ấ t tổ n g c ộ n g c ù a q u trìn h h ấ p th ụ là:

Q u trin h h ấ p th ụ c ó th ể b ao g m c c h ế h ấp th ụ sau:

+ H ấp th ụ c b ả n (h ấ p th ụ riê n g ): liên q u an đ ến c h u y ể n m ứ c c ú a đ iệ n tứ g iữ a v ù n g n ân g lư ợ n g ch o p h ép

+ H ấp th ụ d o cá c h t tả i đ iệ n tự do: liên qu an đ ế n ch u y ê n m ứ c c ủ a e h o ặc h tro n g vù n g n ăn g lư ợ n g ch o p h é p h a y g iữ a cá c v ù n g n ã n s lư ợ n g co n ch o phép

+ H ấp thụ d o tạ p ch ấ t: liên q u an đ ế n ch u y ể n m ứ c c ủ a e h o ặc h tr o n a v ù n g n ă n g lư ợ n g cho p h ép m ứ c n ă n g lư ợ n g tạp ch ấ t v ù n g cấm

+ H ấp th ụ e x c ito n : liê n q u a n đ ến h ìn h th n h m ộ t g iã h t đ ặc tn r n g ch o s ự liên kết g iữ a điện tứ v lỗ trố n g tro n g b n dẫn

+ H ấp thụ p la sm a: liên q u an đến h ấ p th ụ só n g đ ịn h từ c ù a p la sm a e-h dần đên m ột trạn g thái lư ợ n g tử ca o h n củ a p lasm a

H ìn h 2.11 p h ố tru y ề n q u a cù a m n s Z n O v Z n O :C o M n s Z n O tr o n s su ố i m ộ t k h o ả n g p h ô rộ n g , tro n g k h i đ ó p h tru y ề n q u a c ủ a Z n O :C o x u ất h iệ n d ải hấp th ụ 69 n m , n m v n m cá c ch u y ên dời d - d cù a ion C o C ác dái hấp thụ n ày đặc trư n g c h o c c c h u y ể n d i h ấ p th ụ : 4A 2( F ) - > A |( G ) 4A 2( F ) - ^ 4T |( P ) 4A ị(F ) -> E (G ) tro n g tr n e thái sp in ca o c ủ a ion C o 2~(d7) [4],

H ìn h l ì : P h ó h ấ p th ụ cua Z n O v Z n O C o 0 K

 (n m )

2 2 P h ổ p h t q u a n g c ủ a Z n O Z n O :C o

P h ổ p h át q u a n g c ủ a Z n O x ả y m ạn h v có n h iề u đ ặc tín h D ài p hô h u ỳ n h q u an g c ủ a Z n O th n g x u ấ t h iệ n v ù n g từ n g o ại, v ù n g x an h v àn g , d a cam v ù n g đ ó [16]

T ấ t Z n O đ ề u c ó b h ấp th ụ c b c s ó n g eầ n nm v độ tru y ề n q u a k h o ản g 70 % tu ỳ th e o p h n g p h áp v cô n g n g h ệ c h ế tạo Đ ộ rộ n g v ù n g cấm cù a Z n O tro n g k h o ả n g -í- 3 eV N ă n g lư ợ n g liên k ết ex c ito n tự tro n o Z n O lớn cờ 60 m eV n ên Z n O có n h iề u ứ n g d ụ n g tro n g lĩnh v ự c q u a n g đ iện tử h o ạt đ ộ n ° trê n sờ ex c ito n n h iệ t đ ộ p h ò n g T u y n h iê n h ầu n h k h ô n e p h ụ th u ộ c v p h irơ n a p h áp kích thích, q u trìn h tá i h ợ p b ứ c x tro n g vật liệu Z n O th ự c h iệ n q u a cá c ch ế tái h ọ p n h (h ìn h 12)

C ác n ú t k h u y ế t c ủ a O x y tro n g Z n O g ây m ứ c tạp d o n o r n ô n s n au v ê n tử kẽm đ iề n k ẽ tạ o m ứ c d o n o r sâu v n ú t k h u y ế t k ẽm có v trị nhu' m ứ c a c cep to r Z n O có tín h d ẫ n đ iệ n loại n n n g đ ộ lồ trố n o tr o n a v ù n a h o trị th ấp h ơn n h iề u n n g đ ộ đ iệ n từ tr o n e v ù n g d ẫn (p < n)

C ác đ in h c b án c ủ a Z n O (h ìn h 13) b ao 2ồm :

+ D ài x v ù n s từ n a o i g ầ n b h ấp thụ q u trìn h tái h ợp exciion ( L’V) la 380

Ec

EQ (nônỵ) V acan c y Ox> E j^ s a u ) K ẽm đ iên kẽ

+ D ài p h át x v ù n g m u x an h có đ ỉn h lân cậ n k h o ả n g 00 nm -^510 n m Đ ặc điêm p h ổ r ộ n g v tù N g u y ê n n h ân tâm sai h ỏ n g c ủ a m n g tạo b i n ú t k h u y êt o xy h o ặc s ự th a y th ế n g u y ê n tử Z n b ằ n g n g u y ên tố tạp c h t tro n g m n g tin h th è Z nO

+ D ải p h át x m u c a m có đ in h k h o ản g 620 n m d o tồ n tạ i n ú t k h u y ế t củ a Z n O hav ion O x y vị trí đ iề n k ẽ tạ o th n h cặp d o n o r - accep to r

+ D ải p h t x v ù n g m u đ ị có đ in h thuộc k h o n g n m 63 lim v lặp lại p h o n o n c ủ a n ó (6 n m v 7 nm )

N ă n g lư ợ n g (eV )

H ìn h ỉ 3: C c đ m p h t q u a n g c ủ a Z n O

K hi p h a tạ p C o v tro n g tin h th ề Z n O p h ổ p h át q u a n a c ủ a Z n O :C o xuất đám đỏ, c n g độ đ in h n àv p h ụ th u ộ c vào n o n e đ ộ p h a tạ p C o (x ) í hình ) [3]

>.(nm)

2 P h ổ tá n x R a m a n c ủ a Z n O Z n O :C o

T h e o lý th u y ế t n h ó m th ì tin h th ể Z n O có tần số d ao đ ộ n g m n g đ ặc trư n g gọi p h o n o n đ ó là: A |, B | E |V E T ro n g p h o n o n B l d n g n h k h ô n g x u ất h iệ n tro n g p h ổ tá n x R am an (h ìn h 15)

L o ại dao độ n g

A ,(L O ) A ,(T O ) E ,(L O ) E ,(T O ) E ,(h ig h ) E 2(1ovv)

: A u ( c m -1) 574 380 583 407 37 101

B n g ỉ C c tầ n s ổ d a o đ ộ n g m n g đ ặ c tr n g củ a tin h th ê Z n O

D ạn g p h o n o n E 2O0 W) đ ặc trư n g cho d ao đ ộ n a củ a n a u v ê n tử k ẽm C ò n d ạn g p h o n o n E ííh ig h ) đ ặc trư n g ch o d ao đ ộ n g củ a n a u y ê n tử o x y Đ in h 37 cm "1 79 c m ' đ ặc trư n g c h o d n g d a o đ ộ n g E iíh ig h ) v E |( L ) S ự x u ất h iện E |(L O ) có thẻ đ ặc trư n g cho h ìn h th n h cá c nút k h u v ết o x y h o ặc h ạt tài tự

A v ( e m '1)

H ìn h : P h ô tá n x R a /n a n cu a Z n O k h i kích th íc h b ă n g b c s ó n g n m c ủ a la se r A r 0 K

T r o n s p hổ tá n x R am an c ù a Z n O :C o n 20ài d ao đ ộ n a p h o n o n đặc trư n g cho tin h th ể Z n O cò n x u ấ t h iệ n m ộ t d ao đ ộ n g p h o n o n đ ặc trư n g c h o C o k lio n a 546 c m ' c ỏ tro n e tin h th ể Z n O (h ìn h 2.16)

0A1 H Q C Q U O C n o i ỉfilJNG tá m T-iC-N'S Tim t h V IỆ N '

ỮT / 9tó

A v (cm*1)

H ìn h : P h ô tả n x R a m a n c ù a Z n O C o k h i kíc h th íc h b ả n g b c s ó n g nm c ù a la ser A r 0 K

2 T h iết b ị th ự c n g h iệm

C ấ u trú c tin h th ể c ủ a Z n S , Z n S :A l-C u Z n O , Z n O : C o đ ợc k h ao sát b ằn g gián đồ n h iễ u x tia X (X R D ) trê n th iế t bị X D A d v an ce B u k e rd in s ciừna b ứ c x C u K a (/ = 1.5 A ° , 20 = 10° -5-70°)

H ìn h th i b ề m ặt, n n g đ ộ c ủ a Z n , s, o , A l C u v m ộ t số tạ p c h ấ t c ó tro n g Z nS , Z n O đ ợ c th ể h iệ n q u a ản h S E M p h ổ tán sắc n ă n s lư ợ n a (E D S ) ch ụ p trê n k ính hiền vi đ iệ n tử q u ét JE O L -V L

P h ô p h t q u an g , p h ổ p h át q u a n g p h ân s iã i th e o th i aia n p hố kích th ích h u ỳ n h q u a n g c ù a c h ú n g 0 K đ ợ c k íc h th íc h b a n s b ứ c x c ù a cá c laser: H e-C d N H e-N e, đ è n x e n o n cá c b c s ó n e tư n g ứ n 25 n m 37 nm 00 n m -4 nm đ ợ c ghi trê n h ệ đ o O rie lS p e c M S , G D M 0 d ù n e kv th u ậ t B o x c a v F L

C H Ư Ơ N G : K É T Q U Ả T H Ự C N G H I Ệ M V À T H Ả O L U Ậ N

3.1 X â y d ự n g tủ h út p h ụ c vụ ch o ch ế tạo m ẫu

Đ ể p h ụ c v ụ c h o c ô n g v iệ c ch ế tạ o m ẫu b n g m ộ t sổ p h n a p h p g ố m s o l- g e Ị thủy n h iệ t ch ú n g tô i đ ã x â y d ự n g h ệ tủ h ú t S đ k h ố i củ a h ệ n ày đ ợc dần h ìn h 3.1

M tơ điện

H ìn h 3.1 S đồ k h ố i cù a tú h ú t

H ệ n y g m m ộ t b u n g k ín k h u n g n h ô m v ác h b ằ n g k ín h , h ìn h khối ch n h ật kích thư c 1.1 X X m có c ủ a lù a th ích h ợ p M ặ t b u n g nàv có lap m ộ t m ô tơ đ iện với cá c th ô n a số kỹ thuật:

Đ iện áp n u ô i: Ư = 2 V

C ô n e su ất: p = 1.5kW T ố c đ ộ q u a y : 0 v ò n g /p h ú t

B ên tro n g b u n g k ín có đ ặt th iết bị p h ụ c v ụ c h o v iệ c c h ế tạo m ẫu : m k h u từ , cố c tù y tin h , n i th ủ v n h iệ t b a n s :eflo n , cố i m ã n ã o

N h h ệ tủ h ú t n y mà:

C ác m ẫ u k h ô n g b ị n h iễ m b ẩn n ó đ ợc c c h lv v i m ô i tr n a bên T h o t đ ợ c c c khí th i sin h tro n g p h án ứ n o h ó a học v c ù a h ó a c h ấ t nên bao vệ đ ợ c sứ c k h ó e c h o co n ngư ời

3 K h o sá t n h h n g củ a m ột số đ iều k iện ch ế tạ o lên tín h chất q u a n g cùa Z n S :A I-C u

3 C h ế tạ o b ộ t p h t q u a n g Z n S :A Ỉ-C u

C ác m ẫ u Z n S :A lo o i5C u x(0 < X < 0.1 m o l% ) đ ợ c ch ế tạ o b n g p h n g p h áp g ốm n u n g tro n g k h ô n g k h í AI v C u đ ợc đ a v Z n S d i d n g A lC l3.6 H : C 11C I2 th e o q u y trìn h n h sau : đ ầ u tiê n sấy k h ô Z n S với th i g ia n 30 p h ú t tr o n a lị sây ch ân k h n g (k h o ả n g °C ), sau đ ó cân, trộn A IC I3.6 H 2O , C u C Ỉ2 với Z n S th e o n n s đ ộ AI k h ô n g đ i 1.5 m o l% v n n g đ ộ C u th a y đ ổ i từ đ ế n 0.1 m ol% ! T iế p theo, h ỗn h ợp đ ợ c n g h iề n tro n g g iờ rồ i n u n g n h iệ t độ từ 600°c đ ế n 1 0 ° c tr o n g th i g ian tù' p h ú t đ ến 25 p h ú t v đ ể n g u ộ i tự n h iê n tro n g k h n g khí

3 2 A n h h n g c ủ a n n g đ ộ C u lê n c ẩ u trú c íín li c h ấ t q u a n g c ủ a Z n S :A l-C u

* Gau trú c tinh th ể củ a Z n S :A I-C u

H ìn h p h ổ X R D c ủ a Z n S :A l00i5 C u x (0 < X < 0.1 m o I% ) đ ợ c n u n g tro n g k h ô n g k h í 90 ° c tro n g 15 p h ú t P h ổ X R D c h o th ấv : m ẫu đ ề u k ế t tin h O' d n g đa tin h thê, c h ủ y ế u có cấ u trú c lục g iá c (W u rtzite -H ) ứ n g với n h ó m k h ô n g g ian p 63m c m ặ t p h ản x c h ín h [0 ], [0 ], [011] [1 ], [013] [1 ] V ới Z nS ZnS:Alo.oi5 cá c h n g số m n g có cá c g iá trị: a = b = A °, c as- 2 AÍJ K hi p h a tạp C u vào Z n S :A l0.0i5 với n n g đ ộ từ 0.01 đ ến 0.1 m o l% , vị trí cá c d in h nhiễu x h an g số m n g a.b h ầ u n h k h ô n th a y đổi h ầ n số m n g c tã n £ n h ẹ [từ " (x= 0.01 m o l% ) đ ế n A (x=0.1 m ol% )] S ự tă n g h ằn g sổ m n g c d o iôn C u th ay th ế cá c iôn Z n đ â làm tă n s h ệ số P o issio n đặc tr n e c h o liên kết cù a iỏn C u với n e u y ê n từ Z n b ao q u an h [11]

2 400 2 0 - 0 - 1 800 - 1 600 4

,2 n S

c.x = 01 d x=0.02 e <=0.03 f x= 0.0

1 0 - h

S ' 0 -

400 -

2 0-

0

200 -1

20 30 40 50 60 70

2 -th e ta

H ìn h 2: P h ô X R D cu a ZnS:Al, !.:< C u, vớ i cá c n ò n g độ

C u kh ấ c n h a u

H ìn h 3.3 ản h S E M c ù a ZnS :A loois C u , (x = 0.5 m ol% ) A nh S E M cho thấy các h ạt p h ân bổ tư n g đ ố i đ n g đ ều v cỏ k ích th c tru n g b inh k h o a n g um ■ ro n g p hổ E D S c ủ a Z n S :A lO0i5 C u , ( X = 0.5 m ol % ) (h ìn h ) x u ất h iệ n đ in h đặc trư n g cho cấc n g u y ê n tố Z n , s , o , A Ị C u với n n g độ p h ần trăm k hối lư ợ n g tư n g ứ ng % , 1.66% % , 3.9 % , 1.02% , điều c h ứ n g tó AI C u đ ã có tro n g ZnS

Hình 3.3: Anh SE M cua mẫu H ình ỉ 4: Phủ tán sắc lượng ZnS:„nỉsCux (x=0.05mol%) cùa ZnS:Al„m ỉCu, (x = 0M5mnị%)

* P hô p h t q u a n g củ a Z n S :A l-C u

H ìn h 3.5 p h ổ p h át q u a n g c ủ a Z n S :A l0 oi?Cux ( < X < 0.1 m o l% ) K n u n g 900°c tro n g 15 p h ú t đ ợ c k ích th íc h b àn g b ứ c x c ủ a laser H e-C đ b c s o n s 325 nm.

10

*-10 ' 462 nm a-x=0

, nm t>.x=0 01 4.0x1 o1 3.5x10*

3.0x10*-10 4- ■ A : 5 _ 2.5x10*

-10

4-10 l \

3 2.0x10'

1 ’ 4S,°l r-

r ^ J f \ 1.0x10*

-1 S.0x10:

-10

3-350 0 450 500 550 600 650 0 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750

M n m ) í.lnm )

H ìn h : P h ô p h t q u a n g củ a H ìn h : P h ô p h t quan% c u a ZnS:AỈ(ì 015 C u x ( < x < Ị m o l% ) 78 K Z nS:A ỉạ nijC iiy ( <:X < ỉ m ol% ) 0 K

T r o n s p h ổ p h t q u a n s củ a Z n S :A l0 ũi5 ch i có m ộ t đ ám x an h lam n m có cư n g đ ộ v đ ộ rộ n g lớ n (h ìn h 3.5a).K Jii tă n g n h iệ t đ ộ c ù a m ẫu từ 78 K đ ến 300 K vị trí c ú a đ ám n y d ịc h v ề p h ía b c s ó n a dài từ n m đ ên nm (h ìn h a) T r o n a p hổ p h t q u a n g c ủ a ZnS iA looisC iix (x = 0.01 mol°/o) n s o i đ ám x an h lam có c ị n ẹ độ n h ỏ c ò n x u ấ t h iệ n đ ám x a n h câ y 30 nm có c n s đ ộ v đ ộ r ộ n lớn K hi tă n a n n a đ ộ c ủ a C u c n s độ đ ám x an h tã n g v đ t c ự c đ i X = 0.05 1'hinh

3 d ) T iế p tụ c tă n g n n g đ ộ c ủ a C u , c n g đ ộ đ ám x an h câ y g iá m (h ìn h e 3.51 g ), n n g đ ộ C u lớ n c ó th ể x ả y tư n g tác g iữ a cá c ion C u với ion cu a m n g tin h th ể h o ặ c g iữ a io n C u 2+ với n h au Đ iều n ày c h ứ n g tò đám x an h đ ặc trư n g c h o c c ion C u 2" tro n g Z n S :A l,j0.5 T ã n s d ần n n g đ ộ c ủ a C u vị trí c ủ a đám x an h lam bị d ịc h c h u y ể n d ầ n p h ía b c só n g n g ắn từ 461 n m (x = 0.01 m o l% ) đẻn 451 nm (x = 0.1 m o l% ) N g u y ê n n h ân c ủ a s ự d ịc h c h u y ể n n ày d o tá n g n n g độ C u, độ rộ n g vòing c ấ m c ủ a Z n S :A l-C u tăng V ì th ế c h ú n g tô i x em r ầ n đ ám x an h lam đặc trư n g ch o s ự d ịc h c h u y ể n b ứ c x củ a đ iện từ từ v ù n g d ẫn x ố n a m ứ c accep to r, tro n g đ ó a c c e p to r [V Zn-A l] [11]

Ờ 0 K , tro n g p h ổ p h t q u an g c ủ a Z nS:A lo.oiiC ux ( 0.01 < X < 0.1 m o l% ) x u ất h iện đ ám x a n h la m v x a n h cây, tro n g đ ám x an h lam k h ô n s h iệ n rõ th àn h đinh n ằm sư n trái củ a đ ám x a n h (h ìn h b - s ) V ị trí c ủ a đ ám x anh k h ô n g th a y đ ổ i n h n g c n g đ ộ c ủ a n ó bị giảm k h o ả n g 10 lần so với cư n g đ ộ tư n ÚT1£ củ a đ ám n y K (h ìn h 3.7)

N g h iê n c ứ u p h ổ k ích th ích h u ỳ n h q u an g đ ám n m cù a Z n S :A l,)0]ịCiK (x = 0 m oI% ) 0 K , ch o th ấ y p h ổ n ày ch i có m ột đ ám 36 n m (3 eV ) (hình 3.8) G iá trị n ày p h ù h ợ p với độ rộ n g v ù n g cấm c ủ a Z n S (3 eV ) vi th ẻ chúng tỏi xem rang đ ám n ày ứ n g với d ịch ch u y ể n h ấp th ụ v ù n s -v ù n e tr o n s Z nS

2 SX10'

2.0x10'

1.5x10*

A

Ị \

I \

3S0 400 450 so o 550 600

H ìn h 7: P h ô p h t q u a n g củ a Z nS Alo.oiĩ Ciíx H ìn h 3.8: P h kích th íc h p h t (x= 0 m o ỉ% ) n u n g 90 °c tr o n g 15 p h ú t q u a n g đ m ~ nm cu a

ờ 0 K 7S K ZnS:Al<)0!ĩCux (x = 0 m o l% ) ơ 3 0 K

* P hô tán xạ R a m a n củ a Z n S :A l-C u

T ro n g p h ổ n x R am an c ủ a ch ủ yếu x u ấ t h iệ n n h ữ n g v ạc h đ ặc trư n g cho cá c loại d ao đ ộ n g E |( L O ) 351 c m '1, E |(2 L O ) 671 cm \ T A 179 cm (T O - T A ) 18 c m ' v (T O + T A ) c m ' t r ong đ ó d a o đ ộ n g E |( L O ) c ó c n g độ lớn

A y(cm~')

H ình 3.9: P hô tán xạ R om an cùa Z n S :A/I J k h i kích thích b a n g xạ

6 nm cù a la ser H e-N e 00 K

H ìn h p h ổ tá n x R am an củ a Z n S :A lo o i5“Ciiy với V = 0 0 0.1 m oI% 0 K k íc h th ích b ằ n g b ớc s ỏ n a nm cu a la se r H e - N e N ói chunữ, có m ặt củ a C u tr o n g Z n S :A l v ẫ n lchông làm th a y đổi p h ổ tán x R am an củ a Z n S mà chi làm th ay đ ổ i tỉ số c n g đ ộ g iữ a cá c vạch T r o n s p h ổ tá n x R a m a n c ủ a Z n S :A l- C u v ẫn x u ất h iệ n cá c v ạc h có cư n g độ lớ n 218 c m '1, 351 c m ' v 1015 c m *1

4 x 3 x o 3 x “ 2 x o4

"ấ

i x o 1 x 1 X 5 x o

0.0

0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0

A v (c m ~ ')

3 Ả n h h n g c ủ a n h iệ t đ ộ n u n g , th i g ia n n u n g lên p h ố p lìá í q u a n g củ a Z n S :A l-C u

H ìn h 1 p h p h t q u a n g củ a Z n S :A lo o i5 C u x (x = 0.05 m o l% ) 78K n u n g nh iệt đ ộ 600°c tr o n g th i g ia n 15 p h ú t đ ợ c k ích th ích b a n g b ứ c x cù a laser H e- C d b c s ó n g 25 n m P h ổ n y g m đám x an h lam đ ám x an h câ y với cực đ ại tư n g ứ n g n m v n m K h i tă n g n h iệ t độ nuns, từ 600"c đ ến 1100°c, cư n g độ đ ám 30 n m tã n g d ầ n v đ ạt cự c đại nh iệt độ 900°c sau đ ó giảm dần Ớ 300K d ám x an h lam k h ô n g h iệ n rõ th n h đ in h nam sư n trá i c ủ a đ ám x an h dám x an h h iện rõ th n h đ in h có cư n g độ lớn v có vị trí k h ô n g đôi 30 nm

3.2x10 2.8x10* 2.4 x 10 ' 2.0x10*

Z 1.6x10*

- 1.2x10" x ’ x ’ 0.0 T=700JC T=800'c T=900 c T=1ooo’c T=110O^C

H ìn h 1: P h ô p h t q u a n

C Ù C I ZnS:Al() 015 C ux (x= 0 m o ỉ% ) K n u n g

vớ i cá c n h iệ t đ ộ k h c nhau

350 00 450 500 550 600 650 700 750 > {n m )

H ìn h : P h ô p h t q u a n g c ủ a Z n S :A ln n iỉC u x ( x = 0 m o ỉ% ) 0 K n u n g với

c c n h iệ t đ ộ kh c nhau.

K h ảo s t p h p h t q u a n g c ủ a Z nS :A looi?C ux (x = 0 m o l% ) T = 900°c t h e o th i iỉian n u n a , c h o th ấ y cấ u trú c p h ổ phát q u a n g c ủ a m ẫu 78K v 0 K hầu n h k h ô n tỉ th a y đ ố i Đ ám x an h câ y có cư n g đ ộ cự c đ ại ứnự v i th i e ia n n u n tí t = 15 p h ú t, (h ìn h 3 ; )

H ìn h 3 : P h ổ p h t q u a n g c ù a Z n S :A Ỉ0(115 CitẢ ( x = 0 m o l% ) 78 K n u n g vớ i cá c

th i g ia n k h c n h a u

H ìn h : P h ô p h t q u a n g c ủ a Z nS Alonis C ux ( x= 0 m o l% ) 0 K n u n g v i cá c

th i g ia n k h c n h a u

S ự th ay đ ổ i c n g đ ộ củ a đ ám phát q u a n s th e o n h iệ t đ ộ thời Ĩan n u n s m ẫu do: k h i tă n g n h iệ t đ ộ v thời g ia n n u n s , sổ ion Al'u v C u 2- đ k h u ếch tán vào m ạn g tin h th ê th a v th ê vị trí củ a io n Z n v nút k h u v ế t cu a n ó tã n a vi cư n g đ ộ c ủ a cá c đ ám đ ề u tăng

K hi n h iệ t đ ộ , th i eian n u n g lớn có th ể làm tã n a sai lệ c h m ạn g , nút k h u y ết c ù a Z n , tư n g tác g iữ a io n AI ", C u với ion c ù a m n g tin h th ể g iữ a cá c ion đ ó v i n h a u , th ế c n a độ củ a đ ám e iảm

Đ e có th ê m th n g tin b àn c h ấ t x c ù a đám x an h lam v đ ám x a n h câv tro n g p h ổ p h t q u a n g c ủ a ZnS:Alo.oi>Cuv ch ú n g k h ảo sát p h ổ p h t q u a n c ủ a Z n S :A l()0i5C u x (.Y = 0 m o l% ) th e o m ậ t độ c ô n a su ất k ích th ích

H ìn h : P h ô p h t q u a n g cù a Z nS Alo 015 City (x - m o ĩ% ) 8K v ó i c c m ậ t đ ộ c ó n su â t kích

k h c n h a u

H ìn h : S ự p h ụ th u ộ c In (ỈỊ,q) c u a đ m n m Cci) đ m n m (b) vào l n ( J j

và o In (Jk,j

-1.8 -1.6 -1.4 -1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 L n {J J

K h i tả n g m ậ t đ ộ n g su ất k ích th ích J k, từ 1 vv/cm đến W 'cm " vị trí c ù a đ ám x an h câ y h â u n h k h ô n g đổi cị n vị tr í c ủ a đ ám x an h lam d ịc h c h u y ể n p h ía b c só n d ài từ 53 nm đ ến 45 nm (H ìn h ) S ự d ịc h c h u v ề n n àv d o tăn g m ậ t đ ộ c ô n g s u ấ t k íc h th ích , n h iệ t độ đ ịa p h n g c ù a m ẫ u tă n g th ế độ r ộ n s v ù n g cấ m g iả m S ự p h ụ th u ộ c c n s độ đ ám n v vào m ật độ c ô n e su ất k ích th ích th eo q u y lu ậ t Ihq = A (J kt )n với riị = 1.30 (đ ám x a n h câ v ) v n : =1.61 (đ ám x anh lam ) (h ìn h ) D o h ệ số n khác n h au nên b án c h ấ t c ủ a h đ ám p h át q u a n a nàv klìác

C ác k ế t q u n a h iê n u trê n ch o th vị trí đ ám x an h câ v Id iô n a p hụ th u ộ c vào n n đ ộ c ủ a C u v m ật độ c ô n s su â t k íc h th íc h c ị n vị trí đ ám x an h lam d ịch p h ía só n g n g ẩ n tã n a n n a độ c ủ a C u v d ịc h v ề p h ía s ó n s d ài tẫ n a m ậ t đ ộ c ô n a su ất k ích th íc h V ì th ế c h ú n g tô i x em n g đ ám x an h lam đ ặc tr n a c h o c h u y ể n dời bứ c x c ủ a c c đ iệ n từ từ v ù n g d ẫn x u ố n g m ứ c a c c e p to r, tr o n s đỏ a c c e p to r núi

k h u y ết c ủ a Zn liên k ết với A I [V zn-A l] Đ ám x an h câ y đ ặc tr n g ch o s ự ch u y ê n dời x c ủ a cá c đ iệ n từ từ m ứ c d o n o r AI x u ố n g p h ân m ứ c ca o c ủ a ion C u tro n g trư n g tin h th ể c ủ a Z n S (h ìn h )

B lu e w - > G reen

Ev

H ìn h 7: S đồ c c m ứ c n ă n g lư ợ n g c c d ịc h ch u y ên bức xạ ZnS:Al-Cu

3 K e í lu ận

B ằng p h n g p h áp g ố m c h ú n g tô i đ ã ch ế tạo đ ợ c Z n S :A l„ 015 Ciis (0 < X < 0.1 m ol% ) n u n g tro n g k h n g k h í với đ iề u kiện tố i ưu: n n g độ C u X = 0.05 m o l% nh iệt độ nu n g T = 0 ° c v th i g ia n n u n g t = 15 phút

S ự có m ặ t c ủ a AI v C u tro n g ZnS đ tạo n ên đ ám x an h lam v đ ám x an h cây:

+ Đ ám x an h la m đ ặc trư n g ch o ch u v ển d i b ứ c x c ủ a đ iệ n tứ từ vùn lĩ dẫn x u ố n g m ức a c c e p to r, tr o n g đỏ a c cep to r n ú t k h u y ế t c ủ a Z n liên k ết với AI [V Zn- A l]

+ Đ ám x an h c â v đ ặ c tr n ^ ch o ch u y ê n d i b ứ c x c ủ a cá c đ iệ n từ từ m ú c d o n o r AI x u ố n g p h ân m ứ c ca o c ủ a io n C u 2" tro n e trư n g tin h th ề c ủ a Z nS

3.3 K h ảo sá t ả n h h n g củ a m ộ t số đ iều k iện c h ế tạ o lên tín h c h ấ t q u a n g Z n O :C o

3.3 ỉ C h é tạ o m ẫ u Z n O , Z n O :C o

Z n O :C o x (0 < x < ,0 ) đ ợ c ch ế tạo b a n s p h n e p h p s o l-a e l từ tiên ch ấ t Z n (C H 3C 0 )2.2 H 20 e tv le n s ly c o l C 2H 60 : aly c e ro l C3H O C (C H ;C Ơ O );.4 H ;O Q u v trìn h ch ế tạ o đ ợ c d ầ n h ìn h 3.18

ZnO:Co, 00 C; t = 1- hŨ nhiệt T = 37Ơ’CĐốt cháy Sầy kết tua T = 80 "C; t = 20 h \

H ìn h 3 18 Q uy trình chế tạo ZnO:Cox p h n g p h p sol-gel

3 Ả n h c ủ a n n g đ ộ C o lê n c ấ u tr ú c tính c h ấ t q u a n g c ủ a Z n O :C o * Tính chất cấu trúc

H ìn h , ản h S E M v p h ổ E D S c ủ a Z n O :C o x (x = 0 ) Ả n h S E M ch o th h t p h ân bố tư n g đ ố i đ n g v có k íc h th c tru n g b ìn h k h o ả n g 2/Ừ77 T ro n g p h ổ E D S ch ủ y ế u x u ất h iện n h ữ n g v ạc h đ ặc tr im s c h o cá c n g u y ê n tố Zn o , C o với th n h p h ần p h ầ n tră m v ề n g u y ên tử tư n a ứ n g 3 5 % , % , 74%

H ìn h ỉ A n h S E M c ủ a Z n O :C o x H ìn h P h E D S c u a Z n O :C o ,

(x = 0 5) (X = 0 5)

H ìn h 3.21 g ià n đ X R D củ a Z n O :C o x (0 < X < 0 ) đ ợ c ù n h iệ t độ 600°c tro n a th i g ia n h G iá n đ X R D c h o th ấv : cá c m ẫ u đ ề u k ết tin h d n đ a tin h thê chủ yêu có c â u trú c lục s iá c írn a với n h ó m k h n s s ia n PệSm c v cá c m ặ t ph án xạ ch in h [0 ], [0 ] [0 1 ], [0 ], [1 ], [013], [112] v [0 ], V ới Z n O cá c h ăn g số m n có s iá trị: a = b ~ 5 A 0, c ~ 5.1 A° K hi p h a tạp C o v Z n O với n n a độ từ 0 đ ế n 0 vị trí cá c đ in h n h iễ u x v h ằ n s số m n a a b h ầu n h k h ô n th a y đổi c ò n h ầ n g số m a n s c tă n g n h ẹ từ A ' đ n 4 A ' (h ìn h 2 ) Đ iều đ ỏ c h ứ n g tò cá c io n C o đ th a y th ế cá c ion Z n tr o n a tin h th ẻ Z n O KJia n ã n th av

thế n ày c a o v ì b án k ín h io n c ù a Co2t (0.83 A °) rấ t g ầ n b án k ín h ion c u a Zn (0.88 A°) S ự tă n g h ằ n g số m n g c cá c ion C o 2" th a y th ế cá c ion Z n v n ú t k h u y ết cu a ch ú n g đ ã m tă n g h ệ số P o issio n đặc trư n g c h o liên k ết c ủ a ion C o v i n g u y ên từ Zn b ao q u an h [11]

U

H ìn h ỉ Gicin đ ủ X R D cu a Z n O :C o x (0 < x < 0 0 ) ù

ờ nhiệt đ ộ 600°c tro n g thờ i g ia n 4 /?

H ìn h 2 S ự p h ụ th u ộ c h ằ n g số m n g c c ủ a Z n O :C o x vào

n ô n g đ ộ C o

* Phổ p h t q u a n g củ a Z n O :C o

H ìn h 3 p h ổ p h t q u a n g củ a Z n O :C o x (0 < X < 0 ) 0 K với nồnơ độ C o k h ác n h a u k h i k íc h b ằ n g b ứ c x c ủ a la se r H e -N e b c s ó n a nm Sự có m ặt củ a C o tro n g Z n O với n n a đ ộ X = 075 đ ã làm d ậ p tắ t cá c đ ám p h át q u an g cù a Z n O v làm x u ấ t h iệ n m ộ t đ ám đ ò nm có cư n đ ộ v đ ộ rộ n a lớn (h ìn h 3 a) Khi n n g đ ộ C o tă n g , vị trí c ủ a đ m n y h ầu n h k h ô n g th a y đ i n h n e c n độ cù a tă n g v đ t cự c đ ại X = 0 ( h ìn h 3.23 b c, d) K hi tiế p tục tã n a n n a độ C o có th ể x ả y s ự tư n g tá c g iữ a cá c ion Co"~ với c c ion củ a m n a tin h th ê v g iừ a ion C o v i n h a u , th ế c n a đ ộ c ủ a đám n v b ị s ià m n h n g vị trí cu a khịna: th a y đ i (h ìn h 3 e í' h) Đ iề u n àv c h ứ n a tò đ ám p h q u a n a n \ phái dặc trưns, c h o s ự c h u v ê n d ữ i củ a đ iệ n từ e iữ a trạ n g th đ iện tứ cu a cá c ion C o ( 'T - JA ;) [ 1 ]

620 640 660 680 700 720 740 760 ?.(nmj

Hình 3.23 Phơ p h t quang ZnO :C ox (0 < X < 0.0500 ) ờ 0 K k h i kíc h b ằ n g b c s ó n g ,8 n m c u a la s e r H e-N e

* Phổ tán xạ R a m a n củ a Z n O :C o

H ình p h ổ tá n x R am an c ủ a Z n O :C o x (0 < X < 0 ) 00 K kích thích b ằn g b ứ c x c ủ a la se r A r b c só n g 8 nm T ro n g p h ổ tán x R am an củ a Z n O x u ất h iện cá c v ạc h đ ặc tr n g ch o cá c loại d a o đ ộ n s A |(T O ) E (h ia h ) v A |(L O ) với số s ó n g tư n g ứ n g 3 , , , 1155 c m '1, tro n g đ ó E : (h ig h ) đặc trư n g ch o dao đ ộ n g c ủ a n g u y ê n từ o x y (h ìn h a ) [24] K h i p h a tạp C o với n o n ? đ ộ X = 0.0 vào Z n O , tro n g p h ổ tá n x R a m a n củ a Z n O :C o x n g o ài n h n a v ạch đ ặc trư n g cho dao đ ộ n e củ a Z n O c ò n x u ấ t h iệ n m ộ t vạch 44 c m '1 n ằm ần vạch 80 c m '1 (h ìn h 3.24b) ỉvhi tã n e n n g đ ộ c ủ a C o , c n s độ c ù a v ạc h đặc tr im s c h o dao đ ộ n cú a Z n O g ià m d ầ n , c ò n c n g độ c ủ a v ạc h 44 c m ' tă n g d ần (h ìn h 3.25)

Av' em '

Hình 3.24 Phơ tán x Ram an cùa ZnO :Cox H ìn h 3.25 S ự p h ụ th u ộ c cư n g đ ộ vạch 5 4 c m '1 c u a Z n O C o vào n ỏ n v d ó Co

I l t r ill J.T l r í tí ' I -V C4 u u i/ a i/ i I titt 1-t

(0 < X < 05) 0 K k h i kíc h th íc h b ả n g bước s ó n g S S n m c u a la s e r A

K h i n n g đ ộ C o tă n g từ 0 đ ế n 0.05, v ạc h 54 c m '1 k h ô n g h iệ n rõ th àn h đinh v h ò a v sư n trá i c ù a v c h 80 c m '1 thành m ộ t v ạc h r ộ n g (h ìn h e f g) N hư vậv tro n g tin h th ể Z n O :C o x x ả y cạnh tra n h c ủ a d ao đ ộ n a ứ n o với v ạch 544 c m '1 cá c d ao đ ộ n g đ ặc tr n g c h o Z nO V ới n h ữ n g đ ặc đ iể m n ày c h ú n g tơi ch o rãníỉ vạch 544 c m '1 đ ặc trư n g c h o d a o đ ộ n g c ù a cá c n g u y ên tử C o tro n g Z nO

3 3 Ả n h h n g c ù a n h iệ t đ ộ ủ, th i g ia n ù lê n p h ổ p h t q u a n g c ù a Z n O C o

H ìn h , p h ổ p h t q u a n g củ a Z n O :C o x (x = 0 ) nh iệt độ thời g ian ủ k h ác n h au K h i th a y đôi n h iệ t độ v th i g ia n ủ , vị trí c ù a đám phát q u a n s 68 n m h ầ u n h k h ô n g th a y đ ổ i n h n g cư n g đ ộ củ a n ó bị th ay đ i V ới n h iệ t độ ù từ 450°c đ ến 600°c, c n g đ ộ c ủ a đ ám n y tà n g d ần v đ t cự c đ ại 600"C (h ìn h a ? b, c, d), sau đ ó bị giảm d ầ n (h ìn h e, f, g ) K hi tă n s th i g ia n ủ từ Ih đến h ứ n g với n h iệt độ ủ 0 ° c , c n g đ ộ c ủ a đ ám p h t q u a n g 68 n in c ù n e tă n e dần đạt cực đại 4h, sau đ ó bị g iả m d ần (h ìn h 3.27) N g u y ê n n h ân c ủ a h iện tư ợ n e tãn g n h iệ t độ v th i g ia n ủ, c ấ u trúc m n g c ủ a Z n O :C o h o àn háo dần, cirờng đ ộ c ủ a đ ám tă n g lên Ở n h iệ t đ ộ v thời g ia n ù lớ n có th ế làm sai h ó n e m ạn a vi th ế c n e đ ô c ủ a đ ám e iảm

(X = 0 ) 0 K v i cá c n h iệ t đ ộ II (x = 0 ỉ ) 0 K vớ i th i gian ù k h c n h a u k h i k íc h th íc h b ă n g b c s ó n g k h c n h a u kh i k íc h being b c s ó n g 32 s

6 nm c ủ a la s e r H e -N e nm c ủ a la s e r H e S e

H ìn h S ự p h ụ th u ộ c p h ổ p h t q u a n g c ù a Z n O :C o x (x - 0 ỉ 25) 0 K và o m ậ t đ ộ c ô n g s u ấ t k íc h th íc h k h i kíc h th íc h b a n g b ứ c x s n m cùa

3 K ế t lu ậ n

B ằn g p h n g p h áp s o l-g e l ch ú n g đ ã n g h iê n u , ch ế tạo đ ợ c Z n O :C o (0 < X < ,0 ) S ự có m ặ t c ủ a C o đ ã làm d ậ p tẳt cá c đ ám p h t q u a n g c ủ a Z n O làm xuất đ ám đỏ 86 n m có c n g độ v độ rộ n g lớn Đ ám n ày đặc trư n g cho s ự dịch ch u y ển x củ a cá c đ iện tử tro n g lớp vỏ 3d củ a cá c ion C o f*T| - » 4A :) T ro n g phố tán x R a m a n c ủ a Z n O :C o n g o ài n h ữ n g v ạc h đặc trư n g c h o d ao đ ộ n g c ủ a tin h thề Z n O cò n x u ất h iệ n v c h 4 c m '1 đ ặc trư n g ch o d ao đ ộ n a c ủ a Co

KÉT LUẬN CHƯNG

T h ự c h iệ n đ ề tài: N g h iê n u ản h h n g c ủ a m ộ t s ố đ iề u k iện ch ê tạ o

tín h c h ấ t q u a n g c ủ a bá n d ẫ n vù n g cấ m rộ n g , ch ú n g tô i đ ã h o àn th àn h tôt m ục

tiêu v n ộ i d u n g n g h iê n u đ ã đ ề ra:

+ T h u th ậ p tà i liệ u v ề m ộ t s ố p h n g p h p c h ế tạ o m ẫ u v tín h c h ấ t q u a n s c ủ a b n d ẫ n v ù n g c ấ m rộ n g

+ X â y dựng 01 tủ h ú t p h ụ c v ụ c h o c h ế tạ o m ẫ u

+ C h ế tạ o đ ợ c m ộ t s ố b ộ t p h t q u a n g : Z n S , Z n S :A l- C u , Z n O , Z n O :C o

+ K h ả o s t ả n h h n g c ủ a m ộ t s ố đ iề u k iệ n c h ế tạ o n h n n g đ ộ c h ấ t p h a tạ p , n h iệ t đ ộ ủ, th i g ia n ú lê n tín h c h ấ t q u a n g c a b n d ẫ n v ù n g c ấ m lộ n g

+ Đ ã đ o tạ o đ ợ c :

- T h c s ĩ

- C n h â n

T À I L I Ệ U T H A M K H À O

1 P h an V ăn T n g , 0 , “ cá c p h n g ph áp tổ n g h ợ p v ậ t liệ u g ố m " N XB Đ H Q uốc

g ia hà n ộ i, p 21.

2 B M artin er, F S a n d iu m en g e, L B a lc e lỊ J F o n tc u b e rta F S ib ieu d e , c M onty 2 05, J M M M N o -2 , p 1012

3 K im K J, P a rk Y .R , 0 , A ppl Phys Lett., 81, p 1420 - 1422

4 A F azzio , M J C a ld a s an d A lex Z unger, 1984, P hys Rev B, , p -3 3

5 Ju n ctio n s p h y s ic a l re v ie w le tte r, v o lu m e 85, n u m b e r 5, p 1088 - 1092

6 B G Y aco b i, 0 , “ S e m ico n d u cto r M a te ria ls ” , K h m e r A ca d e m ic P u blish ers, N ew

York

7 P P rathap, N R ev a th i, Y p v S ub b aiah , K T R a m a k rish n a R ed d y RAW M iles “ P rep aratio n a n d ch a c te riz a tio n o f tra n sp a re n t co n d u c tin g Z n S : Al film s"

8 T Y asu d a, K H ara, H K u k im o to , 1986, J C ryst G ro w th , 77, p 85

9 D N T alw ar a n d B K A g raw al, 1974, Phys Slat Sol., 64, p 71 10 o B rafm an , s s M itra , 1968, Phys Rev., 171 p -9 4 11 w G N iỉs e n ,1 9 , Phys R ev., 182, p 838

12 M C a rd o n a (1 ), L ig h S catterin g in Solids, S p rin g er-V erla g Berlin

13 J s C h n e id e r an d R D K irb y , 1972, P h sics r e v ie w B 6, p 1290 -1 4 14 J S erran o , A C an ta rero , 0 , P h ysica l r eview B , 104301-1 - -1 0

15 B M a rtin e r, F S an d iu m eg e, 05, J.M M M N o - , p 1020

s e m i c o n d u c t o r s ” P h y s ic a l R e v ie w B V ol N o p - p 3

16 H n K \'3 b M H H a , B A HnKHieHKO, ŨKUCb IỊUHKŨ Ĩ J o n 'iieH ite II o n m m e c K u e

ceoủcm eo, H3AaTeJibCB0 “ Hayica” MocKBa (1984).

PHỤ LỰC

1 C ác lu ận văn T h c s ĩ đ ã h n g dẫn

N g u y ền T h ị T h a n h P h ù n g T h ị H N g u y ễn T h n h L o n g

2 C ác k háo lu ận tố t n g h iệ p đ ã h n g dẫn P h ạm T h ị K im T h o a

N g u y ễ n T h ị N g t K h u ất T h ị D iệu T h u

N g u y ễn M n h H

3 D anh m ục c n g trìn h k h o a h ọ c đ ã cô n g bố

- B ùi H n g V ân, P h ạm V ăn B en , H o àn g N am N h ật, N g u y ễn T hị T h a n h N g uyên T h àn h Lonạ, P h ạm V ăn T h n " , Đ ỗ X u ân T iến , P h ô p h át q u a n a c ù a Z nS :A lfM!|sC u ch ế tạo b ầ n s p h n g p h áp g ố m , B áo cáo H ội nghị v ật lý ch ấ t rắn toàn q uốc lẩn thử 6, Đ N ằn g , -1 /1 /2 0

Đ Ạ I H Ọ C Q U Ố C GIA HÀ N Ộ I _ C Ộ N G H Ò A XÃ H Ộ I C H Ủ N G H Ĩ A V I Ệ T NA Ờ N G Đ Ạ I H Ọ C K H O A H Ọ C T ự N H I Ê N Độc l ậ p - T ự d o - H n h p h ú c

S ổ : Ỉ Ẩ Ì / Q Đ - S Đ H - T N H N ộ i, n g y c $ th n g n ă m 0 9

Q U Y Ế T Đ Ị N H

v ề v iệ c th n h lậ p H ộ i đ ô n g c h â m lu ậ n v ă n th c s ĩ k h o a h ọ c

H I Ệ U T R Ư Ở N G T R Ư Ờ N G Đ Ạ I H Ọ C K H O A H Ọ C T ự N H I Ê N

C ă n c ứ Q u y đ ịn h v ề tổ c h ứ c v h o t đ ộ n g c ủ a Đ i h ọ c Q u ố c g ia H N ộ i đ ợ c b a n h n h th e o Q u y ế t đ ịn h số 0 /T C C B n g y /1 /2 0 c ủ a G iá m đ ố c Đ i h ọ c Q u ố c g ia H N ộ i;

C ă n c ứ Q u y c h ế đ o tạ o s a u đ i h ọ c Đ i h ọ c Q u ố c g ia H N ộ i đ ợ c b a n h n h th e o Q u y ế t đ ịn h s ố /K H C N n g y /1 /2 0 c ủ a G iá m đ ố c Đ ại h ọ c Q u ố c e ia H N ộ i;

T h e o đ ề n g h ị c ủ a c c ô n g : T r n g p h ò n g S a u đ i h ọ c , C h ù n h iệ m K h o a V ật lý,

Q U Y Ế T Đ Ị N H

Đ iề u 1: T h n h lậ p H ộ i đ n g c h ấ m lu ậ n v ă n th c s ĩ k h o a h ọ c c ủ a h ọ c v iê n N g u y ễ n T h ị T h a n h v ề đ ề tài:

"N g h iê n c ứ u m ộ t s tín h c h ẫ t q u a n g c ủ a Z n S : C u - A l c h ê tạ o b ằ n g p h n g p h p g ố m "

C h u y ê n n g n h : Q u a n g h ọ c

D a n h s c h H ộ i đ n g c h ấ m lu ậ n v ă n g m c ó :

1 PG S TS N guyễn T h ế Bình Đại học Quốc gia H N ội Chù tịch Hội

2 PG S TS T rầ n M in h T h i Truờng Đại học Sư phạm H N ội Phản biện

3 PG S TS T rịn h Đ ình C hiến Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đ HQ G H N Phản biện í TS N gạc A n B an g Trường Đại học Khoa học T ự nhiên - Đ HQ G H N Thư ký Hội PG S TS P h ạm V ăn B ền Trường Đại học K hoa học T ự nhiên - ĐH Q G H N Uỷ viên Hội đồng

( H ộ i đ ô n g g ô m c ó th n h viên ).

Đ iều : C c th n h v iê n H ộ i đ n g c ó n h iệ m v ụ c h ấ m lu ậ n v ă n th e o đ ú n q u v c h ê h iệ n h n h

D iều : C c ône;: T r n g p h ò n g S a u đ i h ọ c , C h ủ n h iệ m K h o a V ậ t lý , T h ù tr n a c c đ n v ị liê n q u a n v c c th n h v iê n H ộ i đ n g c h ịu tr c h n h iệ m th i h n h Q u y ê t đ ịn h n y

^ J K X J Ỉ I Ệ Ư T R Ư Ở N G T R Ư Ờ N G h ị _ _

Vơi n h ậ n : - N hư Điều 3;

- Lưu YT SĐH

w ,

Đ Ạ I H Ọ C Q U Ố C G IA H À N Ộ I

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỤ NHIÊN -—

Nguyễn Thị Thanh

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH CHẤT QUANG CỦA ZnS:Cu-AI

CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP GỐM

C h u y ê n n g n h : Quang h ọ c M ã số: 6 4 1

L U Ậ N V Ã N T H Ạ C s ĩ K H O A H Ọ C

N G Ư Ờ I H Ư Ớ N G D Ã N K H O A H Ọ C : P G S T S P h m V ă n B en

ĐẠI H Ọ C Q U Ố C G IA H À N Ộ I _ C Ộ N G H Ỏ A X Ã H Ộ I C H Ủ N G H Ĩ A M Ệ T NA> ỈJNG Đ Ạ I H Ọ C K H O A H Ọ C T ự N H I Ê N Đ ộ c l ậ p - T ự d o - H n h p h ú c

Số: H H H / Q Đ -S Đ H -T N H N ộ i, n g y th n g / £ _ n ã m 0 9 Q U Y É T Đ Ị N H

v ề v iệ c t h n h l ậ p H ộ i đ n g c h ấ m lu ậ n v ă n t h c s ĩ k h o a h ọ c

H I Ệ U T R Ư Ở N G T R Ư Ờ N G Đ Ạ I H Ọ C K H O A H Ọ C T ự N H I Ê N

C ă n c ứ Q u y đ ịn h v ề tổ c h ứ c v h o t đ ộ n g c ủ a Đ i h ọ c Q u ổ c g ia H N ộ i đ ợ c b a n h n h th e o Q u y ế t đ ịn h số 0 /T C C B n g y /1 /2 0 c ủ a G iá m đ ố c Đ i h ọ c Q u ố c g ia H N ộ i;

C ă n c ứ Q u y c h ế đ o tạ o s a u đ ại h ọ c Đ i h ọ c Q u ố c g ia H N ộ i đ ợ c b a n h n h th e o Q u y ế t đ ịn h s ố /K H C N n g y /1 /2 0 c ủ a G iá m đ ố c Đ i h ọ c Q u ố c g ia H N ộ i;

T h e o đ ề n g h ị c ủ a c c ô n g : T rư n g p h ò n g S a u đ i h ọ c , C h ủ n h iệ m K h o a Vật lý,

Q U Y Ế T Đ Ị N H

Đ iề u 1: T h n h lậ p H ộ i đ n g c h ấ m lu ậ n v ă n th c s ĩ k h o a h ọ c c ủ a h ọ c v iê n P h ù n g T h ị H ả o v ề đ ề tà i:

"N g h iê n c ứ u m ộ t s ố tín h c h ấ t q u a n g c ù a Z n O '.C o c h ế tạ o b ằ n g p h n g p h p th ủ y n h i ệ t "

C h u y ê n n g n h : Q u a n g h ọ c

Danh sách Hội đồng chấm luận văn gồm có:

1 P G S TS N guyễn T h ế B ình Đại học Quốc gia H N ội Chủ tịch Hội đồng

2 PG S TS T rầ n M in h T h i Trường Đại học S phạm H N ội Phản biện PG S TS T rịn h Đ ình C hiến Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đ HQ G HN Phản biện í TS N gạc An B ang Trường Đại học Khoa học T ự nhiên -Đ H Q G H N Thư ký Hội PGS TS P h ạm V ăn B ền Trường Đại học Khoa học Tự nh iên -Đ H Q G H N Ưỷ viên Hội

( H ộ i đ ô n g g m c ó th n h viên ).

Đ iểu 2: C c th n h v iê n H ộ i đ n g c ó n h iệ m v ụ c h ấ m lu ậ n v ă n th e o đ ú n e q u y c h ế h iệ n hành.

Đ A I H Ọ C Q U Ố C G I A H A N Ộ I

T RƯ Ờ NG ĐẠ I HỌC KHOA H ỌC T Ị NH IÊN

Phùng Thị Hảo

NGHIÊN CỨU MỘT s ố TÍNH CHÂT QUANG CỦA ZnO:Co CHÊ TẠO BANG

PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIÊT

C h u y ê n n g n h : Quang h ọ c

M ã sỏ : 60 44 11

L U Ậ N V Ă N T H Ạ C s ĩ K H O A H Ọ C

N G Ư Ờ I H Ư Ớ N G D Ẫ N K H O A H O C T S P h a m V ă n B ển

ĐẠI H Ọ C Q U Ố C G IA H À N ỘI C Ộ N G H Ò A X Ã H Ộ I C H Ủ N G H Ĩ A V I Ệ T NA> Ờ N G Đ Ạ I H Ọ C K H O A H Ọ C T ự N H I Ê N Đ ộ c l ậ p - T ụ d o - H n h p h ú c

S ố : ị Á H ĩ '-/ Q Đ - S Đ H - T N H N ộ i, n g y C th n g /jC n ă m 0 9

Q U Y É T Đ Ị N H

v ề v iệ c th n h lậ p H ộ i đ n g c h ấ m lu ậ n v ă n th c s ĩ k h o a h ọ c

H I Ệ U T R Ư Ở N G T R Ư Ờ N G Đ Ạ I H Ọ C K H O A H Ọ C T ự N H I Ê N

C â n c ứ Q u y đ ịn h v ề tổ c h ứ c v h o t đ ộ n g c ủ a Đ i h ọ c Q u ố c g ia H N ộ i đ ợ c b a n h n h th e o Q u y ế t đ ịn h s ố 0 /T C C B n g y /1 /2 0 c ủ a G iá m đ ố c Đ i h ọ c Q u ố c g ia H N ộ i;

C ă n c ứ Q u y c h ế đ o tạ o s a u đ i h ọ c Đ i h ọ c Q u ố c g ia H N ộ i đ ợ c b a n h n h th e o Q u y ế t đ ịn h số /K H C N n g y /1 /2 0 c ủ a G iá m đ ố c Đ i h ọ c Q u ố c g ia H N ộ i;

T h e o đ ề n g h ị c ù a c c ô n g : T r n g p h ò n g S a u đ ại h ọ c , C h ù n h iệ m K h o a V ật /ý,

Q U Y Ế T Đ ỊN H

Đ iề u 1: T h n h lậ p H ộ i đ n g c h ấ m lu ậ n v ă n th c s ĩ k h o a h ọ c c ủ a h ọ c v iê n N g u y ễ n T h n h L o n g v ề đ ề tài:

"N g h iê n c ứ u , c h ế tạ o h ệ lò n u n g đ iê u k h iê n t ự đ ộ n g n h iệ t đ ộ , th i g ia n k iê u P I D d ù n g tr o n g v iệ c n u n g , ủ m ẫ u p h t q u a n g "

C h u y ê n n g n h : Q u a n g h ọ c

D a n h s c h H ộ i đ n g c h ấ m lu ậ n v ă n g m có :

1 PG S TS T rịn h Đ ình C hiến Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQ G H N Chủ tịch Hội

2 TS L ê Đ ình N guyên V iện ứ n g dụng Công nghệ Laser Phản biện

3 TS N gạc A n B an g Trường Đại học Khoa học Tự n h iên -Đ H Q G H N Phản biện

ị PG S TS N guyễn T h ế B ình Đại học Quốc gia H Nội Thư ký Hội

5 PG S TS P h ạm V ăn B ền Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đ HQ G HN Uỷ viên Hội - ( H ộ i đ n g g ô m c ó th n h viên ).

Đ iều 2: C c th n h v iê n H ộ i đ n g c ó n h iệ m v ụ c h ấ m lu ậ n v ă n th e o đ ủ n q u y c h ê h iệ n hành.

Đ iều : C c ô n g : T r n g p h ò n a S a u đ i h ọ c , C h ủ n h iệ m K h o a V ậ t lý, T h ủ tr n c c đ n v ị liê n q u a n v c c th n h v iê n H ộ i đ n a c h ịu tr c h n h iệ m th i h n h Q u y ê t đ ịn h n ày

V n h ộ n :

- Như Điều 3; - Lưu VT, SĐH

H I Ệ U T R Ư Ờ N G V I’H O 'T 'ill I T R Ư Ờ N G _

Đ Ạ I H Ọ C Q U Ố C G IA H À N Ộ I

T R Ư Ờ N G Đ Ạ I H Ọ C K H O A H Ọ C T Ụ N H IÊ N

Nguyễn Thành Long

NGHIÊN CỨU, CHÉ TẠO HỆ LÒ NUNG ĐIÈU KHIỂN T ự ĐỘNG NHIỆT Đ ộ , THÒI GIAN

KIỂU PID DÙNG TRONG VIỆC NUNG, ủ MẪU PHÁT QUANG

Chuyên ngàoh: Quang học

Mã số : 60.44.11

LƯẬN VĂN THẠC s ĩ KHOA HỌC

CÁN B ộ HƯỚNG DẢN KHOA HỌC:

P G S T S P h m V ă n B ề n

Đ Ạ I H Ọ C Q U Ố C G I A H À N Ộ I

T R Ư Ờ N G Đ Ạ I H Ọ C K H O A H Ọ C T ự N H I Ê N K H O A V Ậ T L Ý

P h m T h ị K im T h o a

ẢNH HƯỞNG CỦA Cu LÊN PHỒ PHÁT QUANG CỦA ZnS: AI CHÉ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP GỐM

K H Ó A L U Ậ N T Ố T N G H I Ệ P H Ệ Đ Ạ I H Ọ C C H Í N H Q U Y

N g n h : Q u a n g lư ợ n g t

C n b ộ h n g d ẫ n : T S P h m V ã n B ền

N g u y ễ n T h ị T h a n h

P h a n T h ị H n g N g t

KHẢO SÁT PHỐ PHÁT QUANG CỦA ZnS CHÉ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA ƯỚT

K H Ó A L U Ậ N T Ó T N G H I Ệ P H Ệ Đ Ạ I H Ọ C C H Í N H Q U Y

N g n h : Q u a n g lư ợ n g từ

C n b ộ h n g d ầ n : T S P h m V ă n B ề n

C N V ũ T h ị T h ắ m Đ Ạ I H Ọ C Q U Ố C G I A H À N Ộ I T R Ư Ờ N G Đ Ạ f H Ọ C K H O A H Ọ C T ự N H I Ê N

K H O A V Ậ T L Ý

Đ Ạ I H Ọ C Q U Ố C G IA H À NỘI

T R Ư Ờ N G Đ Ạ I H Ọ C K H O A H Ọ C T ự N H IÊ N K H O A V Ặ T LÝ

Khuất Thị Diệu Thu

ẢNH HƯỞNG CỦA NÒNG Đ ộ TIÈN CHÁT VÀ NHIỆT Đ ộ

PHẢN ỨNG LÊN PHỐ PHÁT QUANG CỦA ZnS CHÉ TẠO

BẢNG PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT

K H Ó A L U Ậ N T Ó T N G H I Ệ P H Ệ Đ Ạ I H Ọ C C H Í N H Q U Y

N g n h : Q u a n g L ợ n g T ử

G iá o v iê n h ir ó n g d ẫ n : T S P h m V ă n B ên T h S B ù i H n g V â n

Đ Ạ I H Ọ C Q U Ó C G IA H À N Ộ I T R Ư Ờ N G Đ Ạ I H Ọ C K H O A H Ọ C T ự N H IÊ N

K H O A V Ậ T LÝ

XÂY D ựN G HỆ GẮN MẲU ĐẺ ĐO PHỎ HUỲNH QUANG CỦA ZnS:Mn, ZnS:Cu Ở NHIỆT ĐỘ THẤP

(NHIỆT Đ ộ NITƠ LỎNG)

K H O Á L U Ậ N T Ố T N G H I Ệ P H Ệ Đ Ạ I H Ọ C C H Í N H Q U Y C h u y ê n n g n h : Q u a n g lư ợ n g tử

S in h v iê n : N g u y ễ n M n h H à C n b ộ h ó n g d ẫ n : T S P h m V ă n B ề n

C N N g u y ễ n T h ế B ìn h C N N g u y ễ n T h n h L o n g

HỘI VẬT LÝ VIỆT NAM

H ộ i KHOA HỌC VẬT LIỆU VIỆT NAM

TUYỂN TẬP CÁC BÁO CÁO TÓM TẮT

HỘI NGHỊ VẬT LÝ CHÂT RẮN VÀ

KHOA HỌC VẬT LIỆU TOÀN QUỐC

LẦN TH Ứ 6

H Ộ I V Ặ T L Ý V I Ệ T N A M H Ộ I K H O A H Ộ C Vậ t l i ệ u v i ệ t n a m

TUYỂN TẬP CÁC BÁO CÁO TÓM TẮT HỘI NGHỊ VẶT LÝ CHẤT RẮN VÀ KHOA HỌC VẬT LIỆU TOÀN QUỐC

H Ộ I N G H Ị V Ậ T LÝ C H Á T R A N VÀ K H O A H Ọ C VẬT L ÍỆ U T O À N Q L Ó C LÀ N T H Ủ 'Ỗ (S P M S -2009) Đ N ầ n g 8-10/1 1/2009

(CODE: B-046)

T ÍN H C H Á T Q U A N G C Ủ A Z n O :C o C H Ê T Ạ O BA N G P H Ư Ơ N G P H Á P S O L -G E L OPTICAL PROPERTY OF ZnO:Co PREPARED BY SOL-GEL METHOD

B ui H n g V â n , P h m V ă n B en, H oàng N am N h ậ t, P h ù n g T h ị H ão

Khua Vật lý, Trưởng Đ ại học Khoa học Tự nhiẻn, Đ học Quoc g ia Hà Nội E-mail: b uihongvanQhus edu vn

T ó m t ắ t : C ác bột phát qu an g Z n O :C o x (0<x<0,05) chê tạo từ nguyên liệu ban đâu z n (C H3c o ) 2 • H 2O C o (c H_3 C0 0)2.4 H20 C 6H80 7.H;>0 bang phương pháp sol-gel P h ổ p h át q u an e , p hô tán xạ Ram an cùa ch úne kích thích băng x cù a laser H e-C d , H e-N e bước sóng tương ứ n s 325 v 632.8 nm Sự có m ặt củ a co b an làm thay đơi đáng kể số tín h chất qu an g cùa ZnO Trong p hổ p h át q u an g , có m ặt ion pha tạp đ ã làm xuất m ột đám đò đặc trư n g ch o ion C o 2+ 693 nm (4T |- 4A2) Phô tán x R am an cho thấy có giảm cư n g độ v ạch đặc trư ng cho dao động A |(T O ), E (high), A |(L O ) 330, 440, v 80 c m '1 v xuât vạch 545 c m '1 S ự p hụ thuộc phô phát q u an g v nh iệt đ ộ , thời gian ủ, mật độ cơng suất kích thích dã dược kháo sát

Mội nghị V ậ t lý c h ấ t r ắ n K hoa học vật liệu to àn quốc lằn thú (S P M S-2009) - f);'i \ ằ n 8-10 II 2000 T Í N H C H Ấ T Q U A N G C Ủ A Z n O : C o C H Ế T Ạ O B Ằ N G P H Ư O N G P H Á P S O L - G E L

Bùi Hồng Vân, Phạm Văn Bền, Hoàng Nam Nhật, Phùng Thị Háo Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quoc giã Hà Nội Tóm tắt: Các bột phát quang ZnO:Cọ, (0<x<0,05) chế tạo từ nguyên liệu ban đầu Zn(CHjCỌ0)2.2H2 0, Co(CH3COO)2-4 H2O CặHịịOt.HịO bang phương pháp sol-gel Phổ phát quang, phố kích thích huỳnh quang, phổ tán xạ Raman cúa chúng kích thích xạ cua laser He-Ne, đèn Xenon 450, laser Argon bước sóng tương ứng 632.8 um, 400-650 nm 488 nm Sự có mặt cúa Co ZnO làm thay đoi đáng kế số tinh chất quang cùa Trong phố phát quang xuất đám đò đặc trưng cho ion Co2* 686 nm (JT|- 4A:) Trong phố kích thích huỳnh quang xuât đám đặc trung cho chuyển dời hấp thụ điện từ từ trạng thái điện tử bàn 4A2 lên trạng thái điện tử kích thích 2T|, :A|, 4T|, :E ion Co:\ Phố tán xạ Raman cho thấy có giảm cường độ vạch đậc trưng cho dao động A|(TO), E: (high), A,(LO) 330, 440, 580 cm’1 xuất vạch 544 cm'1 Sự phụ thuộc cúa phố phát quang vào nhiệt độ ù, thời gian ủ mật độ cơng suất kích thích khảo sát

Từ khóa: bột phát quang, phô phát quang, tán xạ Raman

I M Ở Đ Ầ U

ZnO bán dẫn vùng cấm rộng (Eg = 3,37 eV 300K), có chuyển mức thẳng nâng lượng liên kêt exciton lớn (Eex = 60 meV) Nó ứng dụng rộng rãi dụng cụ quane điện từ diode phát quang, laser bán dẫn phát vùng cực tím, vùng nhìn thấv vả vùng hồng ngoại gần Phổ phát quang ZnO gồm hai đám 380 - 410 nm (đám tim), 500 - 530 nm (đám xanh cây), số đám vùng da cam- vàng vùng đỏ Đám tím đặc trưng cho tái họp xạ tỏ họp exciton tự do, đám xanh đặc trung cho nút khuyết oxy Đám da cam - vàng cỏ thể đặc trưng cho tái họp xạ cặp donor-acceptor, donor nguyên tử oxy nàm lơ lirne eiữa nút mạng, acceptor nút khuyết cùa Zn ZnO Đám đò đặc trưng cho sỏ tạp chất nhu Li, Fe có ZnO [1,2,3] Khi pha tạp Co vào ZnO làm dập tăt đám phát quan” dặc trưng cho ZnO đồng thời xuất đám phát quang vùng đò đặc trirng cho tái họp xạ cùa electron lóp vị điện tử 3d7 cùa ion Co2+ [2] Đe làm sáng tò ảnh hưởng cùa Co tính chât quang cùa ZnO chiine tịi nghiên cứu, chế tạo bột phát quang ZnO:Co*(0 < X < 0,05) bang phương pháp sol-ge! khảo sát số tính chất quang cùa chúng

I I T H Ự C N G H I Ệ M

ZnO:Co*(0<x< 0,05) chế tạo phưcms pháp sol-sel từ tiền chất Zn(CH-C00):-2H:0 etylenglycol C2H60 2, glycerol C3H80 3, C0(CH3C0 0);.4H;0 Quy trinh chế tạo dẫn ỏ hình !

H ình I Quy trinh chề lạo ZnO Co bàng phương pháp sol-gel

I I I K É T Q U Ả V À T H Ả O L Ư Ậ N T í n h c h ấ t c ấ u t r ú c

Hình 2, ảnh S E M phổ EDS cùa ZnO:C(\ (x = 0,0125) Ảnh SEM cho thấy hạt phân bố tương đơi đơng đêu cỏ kích thước trung bình khoảng ụ m Trong phổ EDS chủ yếu xuất nhũn2

vạch đậc trưng cho nguyên tố Zn, o , Co với thành phẩn phẩn trăm nguyên tử tương ứng 33,55%, 65,71%, 0,74%

Hình Anh SEM cùa ZnO.C o, (x - 0,0125) H ình Phơ E D S cu a ZnO C o, (X = 0.0125)

Hình giản đồ XRD ZnO:Co„ (0 < X < 0,05) ũ nhiệt độ 600°c trons thời gian 4h Giản đô XRD cho thây: mẫu đêu kết tinh dạng đa tinh thề, yếu có cấu trúc lục giác ứng với nlióm khơng gian Pf,3m c mặt phản xạ [010], [002], [011), [012] [110] [013], [112] [021] Với ZnO, hang số mạng có giá trị: a = b = 3,2550 A°, c = 5,1984 A° Khi pha tạp Co vào ZnO với nồng độ từ 0,0075 đến 0,05, vị trí đinh nhiễu xạ hang số mạns a.b khơns thay đơi cịn hăng số mạng c tăng nhẹ từ 5,1974 A° đến 5,2144 A (' (hình 5) Điều đỏ chứng tò ion Co’’ thay thê ion Zn2* tinh thể ZnO Khả nãng thay cao bán kính ion Co:' (0.83 A°) rât gân bán kính ion Zn2~ (0,88 A°) Sự tâng hàng số mạns c ion Co thay ion Zn V khuyết chúns làm táng hệ số Poission đặc trưne cho liên kẻt cùa ion Co:' với nguyên tử Zr quanh [4],

á nút ẽn tử Zn bao

ỉ 11 I l_Lì :

Hình Giàn đ ỏ XRD cua ZnO:Cox (0 < x < 0.0500) ù nhiệt đỏ 60ơ’c trong thời gian h

2 T í n h c h ấ t q u a n g

Hình Sự phụ thuộc hãng sơ man• vào nong đ ỏ Co

S ự p h ụ t h u ộ c p h ổ p h t q u a n g c ủ a Z n O v o n ô n g đ ộ C o

Hình 6 ià phổ phát qúans ZnO:Cox (0 < X <0.05) 300K với nông độ Co k kích bằn° xạ laser He-Ne bước sóng 632.8 nm Sự có mặt Co ZnO X - 075 đà làm dập tất đám phát quang cùa ZnO làm xuất đám đị 686

đơ va rọnõ lơn (hình 6a) Khi nồng độ Co tăng, vị trí đám không thay đổi nhưnậ cườne độ cùa táng đạt cực đại X = 0,0125 ( hĩnh 6

váy tương tác íỊÍữa ion Co" với lon cua mạng cường độ đám bị giâm VỊ t chứng tỏ đám phát quang phải đặc trưng c ion Co:* (4T|- 4Aị)[2,4]

Khi tiêp tục tẫna «iữa lon Cc iav đỏi (hinli 6.C iện từ siữa trạ ò đám phát quang n;

C o ;- ( 'T ,- 4A;)[2.4] ;

Đe có thêm bans chứns vẻ có mật cùa ion Co ZnO chung 101 C th ích huynh quang c ứ a Z n O :C Õ ,lx = (1,0 1:51 Két qua cho thá> I r o n ; k ! : ,

■ỏnu độ Co có thê ■’ với nhau, vi

ZnO:Co„ xuất đám 500, 565, 612 646 nm Các đám đặc trưng cho dịch chuvền hấp thụ cùa điện tử từ trạng thái điện tử 4A2 lên trạng thái điện kích thích tử 2T| 'A | 4T| :E cùa ion Co2+ (hình 7)[5]

H ì n h Phổ ph ị q u a n g c ù a ZnO:Co, (0 < X < ,0 0 ) H ì n h 7 Phơ kích thích huỳnh quang đàm 6S6 nm ơ 300K kich b ăn g bư ớc só n g 632.8 nm cù a laser He-Ne của ZnO C o (x = 01 ’’ỉ ) ì 00 K

2.2 S ự p h ụ t h u ộ c p h ô p h t q u a n g v o n h i ệ t đ ộ ủ , th ò i g in n ủ v m ậ t đ ộ cơng suất kích thích Hình 8, phổ phát quang cùa ZnO:Cox (x = 0,0125) các’ nhiệt độ thời gian II khác nhan Khi thay đôi nhiệt độ thời gian ủ, vị trí đám phát quana 686 nm khơng thav đổi nliưng cường độ bị thay đôi Với nhiệt độ ủ từ 450°c đến 600°c, cường độ cùa đám nàv tăn° dẩn đạt cực đại 600°c (hình 8.a, b, c, d), sau bị giảm dẩn (hình 8.e, f, g) Khi tãng thời gián ủ tư 1h đến 4h ứng với nhiệt độ ù 600 °c, cường độ đám phát quang 686 nm cung tăng dan đạt cực đại ỏ 4h sau bị giảm dân (hình 9) Ngun nhân tượng tảng nhiệt độ thịi gian ủ, cấu trúc mạng ZnO:Co hồn hào dần, cường độ cùa đám tăng lên Ổ nhiệt độ thời gian ù lớn lảm sai hỏng mạng, vi cường độ đám giảm

Hình Phơ ph t qu ang củ a ZnO.Cof (x = 0,0125) H ìnlt Phổ phát quang cua ZnO Co, 300K với cá c nhiệt đ ộ ũ khác kích thích (x = ,0 } 300K với thời ẹian II khác

báng bước sóng 632,8 nm cùa laser He-Ne kích bước sóno 632,8 nm cua laser H e-Se

Khảo sát phụ thuộc cường độ đám đỏ 686 nm Zni.xCc\0 (x = 0,0125) vào mật độ cơng suất kích thích cùa laser He-Ne chúng tơi thấy: tăng mật độ cơna suất kích thích từ 0,32 W/'cirf đến 8,23 W/cm2, vị trí cùa đám khơng thay đơi cường độ phụ thuộc vào mật độ cơng SLiât kích thích theo quy luật J|1(I = A.(Jki)" với n » 0.9 (hình 10) Giá trị n phù họp với chuvển dời xạ cùa điện tử lóp vỏ 3d chưa lâp ion kim loại chuyên tiêp trons bán dán vùna câm rộng

H ình 10 S p h u thuộc p h ổ phát quang ZnO C o, l.x = 0.0125) ơ JOOK \:jú mũ! J '■-

3 P h ô t n x R a m a n c ủ a Z n O : C o

Hình 11 phổ tán xạ Raman cùa ZnO:Co* (0 < X < 0,05) 300 K kích thích bàns xạ laser Ar bước sóng 488 nm Trong phổ tán xạ Raman cùa ZnO xuất vạch đặc trims cho loại dao động A,(TO), E2 (high) A1 (LO) với số sóng tương ứng 330 ] 435, 580, 1155 cm'C E2 (high) đặc trưng cho dao động nguyên từ oxy (hình l.a) [6] Khi pha tạp Co với nồng độ X = 0,0075 vào ZnO, phổ tán xạ Raman cùa ZnO:Cox vạch đặc trưng cho dao động cùa ZnO xuất vạch 544 cm'1 nằm gần vạch 580 cm' 1 (hiiih 11.b) Khi tăns nồnò đo cua Co, cường độ cùa vạch đậc trimg cho dao động cùa ZnO giảm dần, cường đọcũa vạch 544 cm'1 tăng dần (hinh 12) Khi nồng độ Co táng từ 0,015 đến 0,05, vạch 544 cm' 1 khône rõ thánh đinh hòa vào sườn trái cùa vạch 580 cm' 1 thành vạch rộng (hinh l.e, f 2) Như vậv trons tinh thể ZnO:Cox xảy cạnh tranh cùa dao động ứng với vạch 544 cm'1 dao động đặc trirn® cho ZnO Với đặc điêm cho rầng vạch 544 cm'1 đặc trung cho dao độn° cùa neuyèn tứ Co ZnO

Ẹ đô vach 544 c >ng đõ Co Hình ì Phố tán x Raman cù a ZnO:Cox (0 < X < 0, 05) 300K H inli 12 Sự phu ihuõc c

khi kích ihich bước só n g 488 nm cùa laser A r Clia ZnO Co, vci I I I K Ể T L Ư Ặ N

Bằng phương pháp sol-gel nghiên cứu, chè tạo ZnO:Co rO < X < 0.05) Sự có mặt Co làm dập tắt đám phát quang cùa ZnO làm xuất đám đị 686 nin có cưỡng độ độ rộng lớn Đám đặc trưng cho dịch chuvên xạ cùa điện tử lớp vỏ 3d cùa ion Co:* (4T, —»4A2) Trong phổ kích thích huỳnh quang xuất đám đặc trưna cho chuyến dời hấp thụ cùa điện tử từ trạng thái điện tử ■’A; lên trạng thái điện tử kích thích :TI, :A|, 4T [, 2E ion Co2v Trong phổ tán xạ Raman cùa ZnO:Co nsoài vạch đặc trưng cho dao động cùa tinh thể ZnO xuất vạch 544 cm' 1 đặc trưng cho dao động Co

Lời cảm n : Các tác già chân thành cảm ơn hô trợ kinh phí cùa đê tài ỌT-09- ]

T ài liệu th a m k h ảo

] Chris G Van de Walle and J.Neugebauur, B zilia n J o u rn a m o f P h y s ic s i, Vol 26 No 1995 p 163 H.J.Schulz , J o u n a l o f c r y s ta l G r o w th , Vol 59, 1982 p 65

3 Bùi Hồng Vân, Phạm Vãn Ben, Phùng Thị Hào Tuyên tậ p c c b o c o k h o a h o c H ó i n ghị O u ang h ọ c Q u a n g p h ô to n q u ô c lâ n th ứ 5, 2008, p 584

4 Fazzio, M J Caldas and Alex Zunger, P h y s ic a l R e v ie w B, Vo I 30 No.6.1984 p 3430 P.Koidl, P h vs.R ev 15 , 1977, p 2493

H Ộ I N G H Ị V Ặ T L Ý C H Á T R Ắ N VÀ K H O A H Ọ C V Ặ T L IỆ U T O À N Q U Ỏ C LÀN T H Ú (SP.M S-2009) Đ N a n g 8-10/11/2009

(C O D E : B-047) P H Ó P H Á T Q U A N G C Ủ A Z n S :A l0,oisCu C H É T Ạ O B Ả N G P H U O N G P H Á P C Ó M THE PHOTOLUMINESCENCE SPECTRAOF ZnS:Aloois Cu PREPARED BY THE SOLID STATE

R E A C T IO N M ETH O D

B ùi H n g V â n , P h m V ă n B en, H o n g N am N h ậ t, N guyễn T h ị T h a n h , N guyễn T h n h Long, Phạm Vãn T h ò n g , Đ ỗ X u â n T iến

K hoa Vật lý, Trường Đ i học K hoa học Tự nhiên, Đ i học Quốc g ia Hà Xói E-m ail: buihongvan'a hus edu vn

T ó m t ă t : C ác b ộ t p h t q u an g ZnS:Alo.oi5CiỊ, ( < X < 0.1) chế tạo bàng phương pháp gốm với n h iệ t đ ộ nu n g từ 00 đến 1100°c Phổ phát quang ZnS:A looi5Cu, đ ợc k ích th ích b ằn g bứ c x củ a laser H e-C d bước sóng 325 nm Ở 300 K p h ô p h át q u an g củ a chúng xuât m ột đám rộng từ 400 đến 625 nm có cư n g đ ộ lớn 78 K, đám rộng tách thành hai đám với cường độ cực đại ỡ 60 v 530 nm Đ ám 60 nm đặc trưng cho n ú t khuyết cùa ion Zn2+, đám 530 nm đ ặc trư ng cho ion C u2+ pha tạp À nh hường nồng độ Cu, nhiệt độ nung, th i g ian nung, m ậ t đ ộ cơng st kích th ích lẽn phô phát quang mẫu đ ợ c k h ảo sát

H ộ i nghị V ậ t lý ch ấ t rằn K h o a học vật liệu toàn quốc lần thứ (S P M S -2009) - Dà V inu 8-1011 2(H)')

P H Ồ P H Á T Q U A N G C Ủ A Z n S :A l 0.ois C u C H É T Ạ O B Ằ N G P H Ư Ơ N G P H Á P G Ó M B ù i H n g V â n , P h m V ă n B e n , H o n g N a m N h ậ t, N g u y ễ n T h ị T h a n h , N g u y ễ n T h n h L o n o

Phạm Văn Thường, Đỗ Xuân Tiến

Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nộị Tóm tắt: Các bột phát quang ZnS:AỊooi5 Cux ( < X < 0.1 mol %) chế tạo bãno phươns pháp gốm với nhiệt độ nung từ 600°c đến 1100°c Phổ phát quang, phố kích thich huynh quan® cua ZnSiAlooisCu, kích thích xạ laser He-Cd, đèn Xenon 450 bứớc sons Tirana ứng 325 nm, 350 - 430 nm Phổ phát quang cùa ZnS'.AIooisCu, 78 K gồm đám xanh lam -ill- 462 nm đám xanh 530 nm Đám xanh lam đặc trưng cho chuyển dời xạ cua điện tir từ vùng dẫn xuống mức acceptor, acceptor [VZn-Alj cịn đám cav đạc trưng cho chuyên dời xạ cùa điện tử từ mức donor xuống mức lượng cùa ion Cu'* Ảnh hườn® cua nơng độ Cu, nhiệt độ mâu, mật độ cơng suắt kích thích, nhiệt độ thời gian nung mẫu phò phai quang cùa ZnS:Alooi5 Cux khảo sát

Từ khóa: Bột phát quang, phổ phát quang, ZnS:Al -Cu

I G IỚ I T H IỆ U

Phổ phát quang ZnS: AI gồm đám: SAL 370 nm, IB 425 - 428 nin vả SA 460 - 474 nm (đám xanh lam) Đám IB SA đặc trưng cho chuyển dời xạ điện tử viina dẫn xuống mức acceptor cùa cặp donor - acceptor liên quan đến c \ , AI nút khuyết Zn liên kết vơi Cl £VZn — CI] AI [VZn- A I ] [1,2,3]

Trong phổ phát quang ZnS: Cu, có mặt Cu đà làm xuất đám xanh có cường độ độ rộng lớn khoảng 500- 550 nm Đám đặc trưng cho chuyển dời xạ cùa điện tử tư vùng dẫn từ mức donor xuông mức lượng cùa ion Cu2+ trưòng tinh thể cùa ZnS [4,5],

Khi pha tạp AI Cu vào ZnS, có thê xảy canh tranh cùa hai kênh tái họp xạ ứng với hai đám phát quang xanh [am xanh Đê làm sáng tỏ thêm chất xạ cùa hai đám phát quang này, nghiên cứu, chế tạo ZnS:Alooi5 Cu* ( < X < 0.1 moI%) bằiì2 plurơne pháp ỉiốin khào sát phổ phát quang cùa chúng

II T H ự C N G H IỆ M

Các mẫu ZnS:Alooi5 Cu* (0 < X < 0.1 mol%) chê tạo băng phươns pháp gốm nuiiíi tron" khơng khí AI Cu đưa vào ZnS dạng AICI3.6H2O CuCI: theo quy trinh sau: đẩu tiên sấy khơ ZnS với thời gian 30 phút lị sấy chân khơna (khống 80°C), sau cân, trộn AICI-,.6H:0 CuC12 với ZnS theo nồng độ AI không đổi 1.5 mol% nồn2 độ Cu thay đồi tứ đén 0.1 mol% Tiếp theo, hỗn họp nghiền rôi nung nhiệt độ từ 600°c đên 1100°c trona thời gian từ phút đến 25 phút để nguội tự nhiên

Cấu trúc tinh thể mẫu xác định bans phổ nhiều xạ tia X (XRDj chụp máy D8

Advance Bruker dùng xạ CuKcz ( Ằ = ỉ A °, =10°-70" ). Kích thước hạt nồng độ thành phần mẫu xác định qua ảnh SEM phổ tán sắc lượng ghi máy JEOL5410-VL

Phơ phát quang, phơ kích thích huỳnh quang cùa mâu kích thích băng xạ cùa laser He-Cd, đèn Xenon 450 bước sóng tương ứne 325 nm, 350- 430 nm ghi trẽn phó kẻ MS- 257, FL3-22

III K Ế T QUẢ VÀ THẢO LUẬN C ấ u t r ú c t i n h t h ể c ủ a Z n S :A lo o i5 C u ,

Hình ] phổ XRD ZnS:Alo.oi5Cụx(0 < X < 0.1 mol%) nung khơng khí ỏ 900úc 15 phút Phổ XRD cho thấy: mẫu kết tinh dạng đa tinh thê chù yêu có câu trúc lục giác (Wurtzite 2-H) ứng với nhỏm không gian Pf,3m c mặt phản xạ [010] [002], [011] [1 10] [013] [112] Với ZnS, ZnS:Alo015 hàng số mạng có cảc giá trị: a = b = 3.8209 V, c = 6.2254 A Khi pha tạp Cu vào ZnS:Aloou với nồng độ từ 0.01 đến 0.1 mol%, vị tri đinh nhiêu xạ vá hãng sỏ mạng a,b khơng thay đổi cịn hàng số mạng c tăng nhẹ [từ 6.2407 A ’ (.X=0.Ũ1 mol%) đèn 6.2735A0 (x=0.l mol%)] Sự tăng hàng số mạng c iơn Cu2' thay thê iịn Zrr lãm tảng hệ số Poission đặc trung cho liên kết cúa iôn Cu2* với nguyên tử Zn bao quanh [6]

m ol % ) (h ìn h ) x u ấ t h iện c c đ ỉn h đ ặ c trư n g c h o c c n g u y ê n tố Z n , s, o , AI Cu với n o n e đô phần trăm khối lư ợ n g t n g ứ n g % , 6 % , % , % , 1.02% , đ iề u n y c h ứ n g tò A I, Cu đ a cỏ ZnS

H ìn h 1 Phổ X RD cùa ZnS:Aln oii C u , H ì n h 2 Ảnh SEM mẫu ZnS:AỈ,u với nồng độ C u khác (x=fí 05mo!%)

, H ìn h P h ô n sã c n ă n ? lư ợ n g

c u a Z n S .4 In ,i, ỉC u , (x = n m o l% )

2 P h ô p h t q u a n g c ủ a Z n S :A I 0.0i5 C u ,

2.1 S ự p h ụ t h u ộ c p h ố p h t q u a n g c ủ a Z n S iA lo o ijC u , v o n n g đ ộ C u

H ìn h p h ổ p h t q u a n g c ù a ZnSiAlo.oisCu* ( < X < 0.1 m o l% ) 78K n u n g 900°c tro n g 15 ph ú t đ ợ c k íc h th íc h b ằ n g b ứ c x c ủ a la s e r H e -C d b c s ó n g nm

H ì n h Phơ p h t qu ang cù a ZnSAlor ( < x < ì m ol% ) 78K

H ìn h P h p h i q u a n g c u a Z n S AI,) MỊ ( < x < I m o !% ) 0 K

Trong phổ phát quang cùa ZnS:Alo.oi5 chi có đám xanh lam 462 nm có cường độ độ rộ n g lớn (h ìn h a ) K h i tă n g n h iệ t đ ộ c ù a m ẫu từ K đ ến 300 K, vị trí c ù a đ m dịch vê ph ía bướ c sóng dài từ 462 nm đến 467 nm (hình 5a) Trong phơ phát quang ZnS:AlooiỉCik (x = 0.01 mol%) ngồi đám xanh lam có cường độ nhỏ xuât đám xanh 530 nm có cường độ độ rộng lớn K hi tã n g n n g đ ộ c ù a C u , c ò n g đ ộ đ m x a n h c â y tă n g v đ t cự c đ i X = 0-05 m o l% (h in h 4đ) Tiếp tục tăng nồng độ cùa Cu, cường độ đám xanh giảm (hình 4ẹ, 4f 4g) vi nơng độ Cu lớn xày tương tác ion Cu2* với ion mạng tinh thê ion Cu vói Điều chứng tị đám xanh đặc trưng cho ion Cu2- 2nS:Alo015- Tăng dân nịng độ C u , vị trí c ủ a đ m x a n h lam b ị d ịc h c h u y ê n d â n v ê p h ía b c s ó n g n g ãn từ 461 nm (x = 0.01 m o l% ) đên 451 nm (x = 0.1 mol%) Nguyên nhân cúa dịch chuyên tăng nóog độ Cu độ rộng vùng cấm cùa ZnS:Al-Cu tăng Vì xem rằns đám xanh lam đặc trưng cho dịch chuyên xạ điện tử từ vùng dẫn xuống mức acceptor, acceptor [VZn-Al] [7],

Ở 300K, phổ phát quang ZnS:AlooijCux (0.01 < X <0.1 moi %) vân xuât đám xanh lam xanh cày, đám xanh lam khơng rị thành đinh năm sườn trái cùa đám (hình 5b- 5g) VỊ trí cùa đám xanh không thay đổi cường độ bị giảm l i í.: ; t ^ A A m n i l : r f k ' ^ h i n h í ^ l

(X = 0.05 mol%) 300K c a v ( m n n J D - J g / V I I I I CU Ỉl u a i i i M I 1II I a y-ay P.U V1 15 LI IU *

-lần s o vớ i c n g đ ộ t n g ứ n s c ù a c c đ m n ày K (h ìn h 6)

N g h iê n c ứ u p h ổ k íc h th íc h h u ỳ n h q u a n g đ m 67 nm c ủ a ZnS:AI()0i5Cuv c h o th ấ y p h ổ n y c h i c ó m ộ t đ m 3 nm (3 eV) (hình 7) G iá trị nàv phù họp VỚI đc c ấ m c ủ a Z n S ( eV) vi th ế c h ú n g x em ră n g đ ám nảy ứ n g vớ i dịch chu>én hảp thụ

ũa đám xanh

2Ìàm khỗna 10

H ì n h Pho ph i quang Z n S AIo o n Cu, ( x - 0 m o l% ) H ìn h7 P h ó kíc h th ic h p h u i q u j n ; J , nung ỡ 900 c 15 phút 300K v i 7SK cua ZnS AI,„iiCu, 11 = ns m ĩ '.J

2.2 Sự phụ thuộc p h ỉ phát quang cùa ZnS:Alo.ois Cu, vào nhiệt độ nung, thỏi -ia

đám " 3 0 K

;ian nung vá m ậ t đ ộ c ô n g s u â t k í c h t h í c h

Hình 8a phổ phát quang ZnS:Ạlooi5 Cux (x = 0.05 mol%) 78K nung nhiệt độ 600nc thời gian 15 phút kích thích bẳng xạ cùa laser He-Cd bước sónẻ 325 rim Phổ nàv gồm đám xanh lạm đám xanh với cực đại tương ứng 456 nm 530 nm Khi tãno nhiêt đo nung từ 600°c đến 1100°c, cường độ đám 530 nm tăng dan đạt cực đại 6 nhiệt độ 900°c sau iiiám dân 300K, đám xanh lam không rõ thành đinh nảm sườn trái cùa đám xanh đám xanh rõ thành đinh có cường độ iớn có vị trí khơng đổi 530 nm

l r

H ình Phó ph t qu ang củ a ZnS:Atoms Cux H ình Phó phái quang cua ZnS ALi ,/uCỉi, (x= 0.05m ol% ) 78K nung vớ i cá c nhiệl độ khác nhaii ( x = 05m ol% ) 300K m m ° vói nhiiỉl đõ khúc

Khảo sát phổ phát quang cùa ZnS:Alo.oi5Cux (x = 0.05 mol%) T= 900°c theo thời aian nunsỉ, cho thay cấu trúc phổ phát quang mẫu 78K 300K khóns thay đổi Đám xanh cày có cường độ cực đại ứng với thời eian nung t = 15 phút, (hình 10 hinh II)

A

H i n l i ] P h ó p h t q u a n g cua ZrS

m o ! % ) 0 K n u n g v i c c tlĩ' khác nhau H ìn h 10 P h ổ p h t q u a n g c ủ a ZnS:Alooii C u, ( x = 0 m o l % )

ờ K n u n g v i c c th i g i a n k h c n h a u

Sự thay đổi cường độ đám phát quang theo nhiệt độ th i g ia n n u n g m âu ỉã do: kh nhiệt độ thời gian nung, sô iọn AI3' vả Cu2* khuếch tán vào mạng tinh thê tliaỵ th ẻ vị trí cũ

i tán li Ị tri cù a ion Zn2* nút khuyểt cùa tăng, cường độ đám táne Khi nhiệt độ thoi gian n u n g lớn làm táng sai lệch mạne, nút khuyết cùa Zn tươna tác g iữ a cá c ion A! ion cùa mạng tinh thể ion với nhau, vi cườns đ ộ c ù a đá

Cu-' \

Để cỏ thêm thông tin chất xạ cùa đám xanh lam đám xanh trone phổ phát quang ZnS:AlooisCux, khảo sát phô phát quang cùa ZnSiAlooijCu, ( X = 0.05 mol°/0) theo

10.5- •

= ? 9.0 a -

8.5-H ìn lil2 P hổ p hát q u a n g cù a ZnS:Alo ois C u, (x = 1.5 moì%) H ìn h 13 S ự p h ụ thuộc hì (hhf) cu a đám ỉ 011111 (a) ớ K v i c c m ậ t đ ộ c ô n g s u ấ t k íc h k h c n h a u đ m 45 n m (b j v o ln ( J j

Khi tăng mật độ cơng suất kích thích Jkt từ ] 16 w /cm2 đến 0.928 w /cm \ vị trí đám xanh khơng đổi cịn vị trí đám xanh lam dịch chuyển phía bước sóna dài từ 453 nm đến 457 niĩì Sự dịch chuyển tăng mật độ công suất kích thích, nhiệt độ địa phirơns mẫu tâng thê độ rộng vùng câm giảm Sự phụ thuộc cường độ đám vào mật độ côns suất kích thích theo quy luật íhq = A.(Jkt)" với ri| 8S 1.30 (đám xanh cây) n2 a=l 61 (đám xanh lam) Do hệ số n khác nên bàn chât hai đám phát quang khác

Các kết nghiên cứu cho thấy vị trí đám xanh khơng phụ th uộc vào nồ na độ cùa Cu mật độ công suât kich thích cịn vị trí đám xanh lam dịch vê phía sóng nễn tãna nơna độ cùa Cu dịch vê phía sóng dài tăng mật độ cơng st kích thích Vì thê chúng tơi xem rẳnií đám xanh lam đặc trưng cho chuyên dời xạ cùa điện tử từ vùng dẫn xuống mức acceptor, acceptor nút khuyết Zn liên kết với AI [VZn-Al] Đám xanh cày đặc trung cho chuyển dời xạ cùa điện tử từ mức donor AI xuống phân mức cao ion Cu2" trưởng tinh thể cùa ZnS (hình 14)

E\

H ình 14 S đ mức nâng lượng dịch chuyến xạ có thê ZnS:Ảl-Cu

IV K É T L U Ậ N

Bằng phương pháp gốm chế tạo ZnS:AlooisCiu (0 < X < 0.1 mol%) nung khơng khí với điều kiện tối ưu: nồng độ Cu X = 0.05 mol%, nhiệt độ nung T = 900ữc thời gian nung =15 phút Sự có mặt cùa AI Cu ZnS tạo nên đám xanh lam vả đám xanh câ> Đâm xanh lam đặc trưng cho chuyển dời xạ cúa điện từ từ vùng dân xng mức acceptor, acceptor nút khuyết Zn liên kết với AI [Vzn-Al] Đám xanh đặc trưng cho chuyên dời xạ điện tử từ mức donor AI xuống phân mức cao ion Cu2 trường tinh thê ZnS

L i c m n : C c t c g i ả c h n th n h c m n s ự h ỗ tr ợ kinh p h i c ủ a đ ê i Q T -0 -1

T À I L I Ệ U T H A M K H Ả O

1 H Y Lu, S Y Chu, s .s Tan, J C ryst G ro w th , 269 2004 p 385 T Yasuđa K Hara, H Kukimoto, J C ryst G ro w th 77, 1986 p 485

3 Phạm Vãn Ben, Phan Trong Tuệ, Nguyễn Thị Thanh Tuyên tậ p c c b o c o la i H \ Q H O P ínan q u ố c h v i th ứ 5, 2008, Tr 512

4 k Jayanthi, s Chawla, H Chander, D Haramah, Cryst Res Technol 42 No 10 200“ p 976 M Oztas, M.Bedin, A N Yazici, E V Kafadar, H Toktamis P h ỵsicct D 38 2006 p 40

6 B Martiner, F Sandiumege, J M A f.M , No -2 2005, p 1012 H Y Lu, S Y Chu, s .s Tan, J Cryst Growth, 269, 2004 p 38

T Ó M T Ắ T C Á C C Ô N G T R Ì N H N G H I Ê N cứu K H O A H Ọ C C Ủ A CÁ N H Â N

l T ín h c h ấ t q u a n g c ủ a Z n O :C o ch ế tạ o b ằ n g p h n g p h p s o l-o e l

O p t ic a l p r o p e r t y o f Z n O :C o p r e p a r e d b y s o l-g e l m eth o d B ù i H n g V â n , P h m V ă n B ề n , H o n g N a m N h ậ t, P h ù n g T h ị H ảo T u y ể n tậ p c c b o c o tó m tắ t H ộ i n g h ị V ậ t lý C h ấ t rá n v K h o a h ọ c V ật liệu to n q u ố c lầ n th ứ , Đ N a n g , -1 /1 /2 0 tr a n e 123

T ó m t ă t : C c b ộ t p h t q u a n g Z n O :C o v (0 < x < 0 ) đ ợ c c h é tạ o từ Iiiiuvẽn liệu b an đ ầ u Z n ( C H 3C 0 ) ; H 20 C o ( C H ;C O O ) ,.4 1 ,0 v Cftl IsO -.I l: (.) b n a p h n a p h áp s o l-g e l P h p h t q u a n g , p h ổ tá n x R a m a n c u a c h ú n g đ ợ c k íc h th íc h b ằ n a bứ c x c ủ a la s e r H e - C d , H e - N e c c b c só n g tư n g ứ n g n m v 11111 S ự có m ặ t c ủ a C o đ ã m th a y đ i đ n g k ể m ộ t số tín h c h ấ t q u a n e c u a Z n O T ro n g p h ù phát q u a n g , s ự c ó m ặ t c ủ a C o đ ã m x u ấ t h iệ n m ộ t đ m đ õ đ ặc tr n g c h o cá c ion C o 5' 693 n m (4T |- 4A 2) P h tá n x R a m a n c h o th ấ y c ó sụ- iiiám c u o im d ỏ cá c \ ạch dặc trư n g c h o c c d a o đ ộ n g A |( T O ) , E (h ig h ), A |( L O ) 3 , 4 5X0 c m '1 xuất h iệ n v c h 5 c m '1 S ự p h ụ th u ộ c p h ổ p h t q u a n g v o n h iệ t d ộ th i giun li m ật d ộ c ô n g s u ấ t k íc h th íc h c ũ n g đ ợ c k h ả o sát

2 Phố phát qu an g Zn S:A I|) (115 chế tạo phương pháp gốm T he p h o to lu m in escen ce sp ectra o f Z nS:A l0 015 prepared by the solid state

r e a c tio n m e th o d

B ù i H n g V â n , P h m V ã n B ề n , H o n g N a m N h ậ t, N g u y ễ n T h ị T h a n h , N g u y ễ n T h n h L o n g , P h m V ă n T h u ò n g , Đ ỗ X u â n T iến

T u y ế n tậ p c c b o c o tó m tắ t H ộ i n g h ị V ậ t lý C h ấ t rắ n v ả K h o a học V ật liệu to n q u ố c lầ n th ứ Đ N ằ n g , -1 /1 /2 0 , tr a n g 124

T ó m t ắ t : C c b ộ t p h t q u a n g Z n S :A l„ i,i5C u , ( < X < ) đ ợ c c h ề tạ o b ăn g p h n g p h p g ố m v i n h iệ t đ ộ n u n g từ 0 ° c đ ế n I 0 T P h ô p h q u a n g cu a Z n S iA Io o is C u , đ ợ c k íc h th ích b ằ n g b ứ c x c ủ a la se r H c -C d b c s ó n e 325 mil Ở 0 K , tr o n g p h ố p h t q u a n g c ủ a c h ú n e x u ấ t h iệ n m ộ t d m r ộ n g từ 0 ran đ ến 625 n m có c n g đ ộ lớ n Ờ 78 K , đ m r ộ n g n v tá c h th n h h đ ám với c irớ n u d ộ c ụ c dại n m v n m Đ m n m đ ặc trư n g c h o cá c n ú t k h u y ế t d iu Xn cỏ n d ám 530 nin đ ặc tr n g c h o c c io n C u 2+ p h a tạp Á n h h n g cù a n o n e d ỏ C u nhiệt 1.1Ộ n u nu th i g ia n n u n g , m ặ t đ ộ c n g s u ấ t k íc h th íc h lên p h o p h t q u a n g ciia m ail c ũ n a d ợ c k h ảo sát

P H I Ế U Đ Ã N G K Ý

KẾT QUẢ NGHIÊN c ứ u KHOA HOC - C Ô N G N G H Ệ

T ê n đ ề tà i

M ã số

N g h iê n u ả n h h n g c ủ a m ộ t sô đ iều kiện ch ẻ tạ o lên tín h c h t q u a n g củ a b n d ẩ n vùng cấ m rôn g

Q T - -

C q u an c h ủ trì đ ề tài T rư n g Đ ại h ọ c K h o a học T ự nhiên

Đ ia chí N g u y ễn T rãi - T h a n h X u ân - H nói

T el ( ) 8

C q u an q u ả n lý đ ề tài Đ ại h ọ c Q u ố c g ia H nội

Đ ia ch ỉ 144 Đ ường X u àn T h ủ y , C ầu g iấy , H nội

T el 6

T ổ n g k in h p h í th ự c c h i 0 0 0 đ T ro n g đ ó

-T n g ân s c h n h nước 0 0 0 đ -K in h p h í c ủ a trư n g K h ông

-V ay tín d ụ n g K h ô n g

-V ố n tự có K h ô n g

-T h u hồi K h ô n g

T hờ i g ia n n g h iê n u 01 nãm T h i g ia n b ắ t đ ầ u /2 0 T h i g ia n k ết th ú c /2

T ên cá n b ộ p h ố i h ợ p n g h iên cứu: T h s N g u y ê n D u y T iê n , P G S T S H o n g N a m N h ậ t, T S H u ỳ n h Đ ã n g C h ín h , T h s B ù i H n g V â n , cx P h a n T r ọ n g Tuệ

C N N g u y ễ n T h i T h a n h , C N N g u y ễ n T h ị H o , C N V n g T h a n h H

T ó m t ắ t k ế t q u ả n g h iê n c ứ u :

+ Thu thập tài liệu m ột số phương pháp c h ế tạo mẫu tính chất quang cùa b n d ẫ n v ù n g c ấ m r ộ n g

+ X â y d ự n g tủ h ú t p h ụ c v ụ c h o c h ế tạ o m ẫ u

+ C h ế tạ o đ ợ c m ộ t s ố b ộ t p h t q u a n g : Z n S , Z n S :A l- C u , Z n O , Z n O :C o + K h ả o s t ả n h h n g c ủ a m ộ t s ố đ iề u k iệ n c h ế tạ o n h n n g đ ộ c h ấ t p h a tạ p , I n h iệ t đ ộ ủ , th i g ia n ủ lê n tí n h c h ấ t q u a n g c ủ a b n đ ẫ n v ù n g c ấ m rộ n g

+ Đ ã đ o tạ o đ ợ c : - T h c s ĩ - C n h â n

+ Đ ã c ó : b o c o k h o a h ọ c tạ i H ộ i n g h ị V ậ t lý c h ấ t r ắ n to n q u ố c la n th ứ , Đ N ẩ n g , - 1 / 1 / 0

Kiến nghị v ề quy m ô v đỏi tượng áp dụng n g h iê n u : - Á p d ụ n g c h o đ iệ n q u a n a

- C ần tiế n h n h n g h iê n u tín h ch ất q u a n s củ a V ật liệu nhiệt độ thấp

C h ú n h iệm đ ề tài

T h ủ trưởng c C hủ rịch hội q u an ch ú trì ' d n s đ n h giá

T hủ trư n c qu an q uán lý

dề tài đ ể tài c h ín h thức

H ọ v tê n P h m V ã n Bền

-ịrUÒNG ban K.HQA HỌC - CỊNG NfcHỆ

K ý tên, đ ó n g d ấ u H ọ c h àm

LỜI CẢM ƠN

C h ú n g tô i x ỉn c h â n th n h c ả m ơn:

- Đ i h ọ c q u ố c g ia H N ộ i đ ã h ỗ tr ợ kỉnh p h í đ ể th ự c lìiện đ ề tài.