Khảo sát cấu trúc và tính chất quang của dây nano silic chế tạo bằng phương pháp phún xạ và bốc bay nhiệt

Khảo sát cấu trúc và tính chất quang của dây nano silic chế tạo bằng phương pháp phún xạ và bốc bay nhiệt Khảo sát cấu trúc và tính chất quang của dây nano silic chế tạo bằng phương pháp phún xạ và bốc bay nhiệt luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN HOÀNG TUẤN KHẢO SÁT CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA DÂY NANO SILIC CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÚN XẠ VÀ BỐC BAY NHIỆT Chuyên ngành : VẬT LÝ KĨ THUẬT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN HỮU LÂM Hà Nội – Năm 2013 Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết nội dung luận văn thân tơi hồn thành q trình làm cao học chưa đuợc cơng bố cơng trình nghiên cứu nuớc khác [Date] Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 LỜI CẢM ƠN Đầu tiên xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS TS Nguyễn Hữu Lâm, giáo viên hướng dẫn - người định hướng, bảo tận tình giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu làm luận văn cao học Tôi xin gửi lời cảm ơn tới ThS Nguyễn Thị Thúy Chị giúp đỡ, bảo, cung cấp cho nguồn tài liệu tham khảo có ích giúp tơi hiểu rõ nhiều vấn đề trình nghiên cứu khoa học Tôi xin chân thành cảm ơn môn Vật liệu điện tử tạo điều kiện cho tham gia, tiếp cận sở vật chất sử dụng tài liệu phục vụ cho công tác nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo Viện Vật lý kỹ thuật, thầy cô, anh chị tạo điều kiện thời gian tinh thần giúp tơi hồn thành khóa học cao học Cuối muốn gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè người quen động viên, chia sẻ cho lời khun hữu ích để tơi thực khóa học Hà nội, ngày 24 tháng 12 năm 2013 Học viên Nguyễn Hoàng Tuấn [Date] Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 Chương .3 1.1 Vật liệu khối Silic .3 1.1.1 Cấu trúc tinh thể Si .3 1.1.2 Cấu trúc vùng lượng Si .4 1.2 Tính chất dây nano Si 1.2.1 Cấu trúc vùng lượng dây nano Si 1.2.2 Tính chất quang dây nano Si .6 1.3 Sự hình thành dây nano Silic (SiNWs) 10 1.3.1 Sự hình thành hạt hợp kim Au-Si .10 1.3.2 Cơ chế VLS (Vapor- Liquid - Solid) 10 1.3.3 Cơ chế VS (Vapor-Solid) 12 1.3.4 Cơ chế OAG (Oxide Assisted Growth) 12 1.4 Một số phương pháp chế tạo dây nano Si .13 1.4.1 Phương pháp lắng đọng hóa học từ pha 13 1.4.2 Phương pháp bốc bay xung laser .15 1.4.3 Phương pháp epitaxy chùm phân tử 15 1.4.4 Phương pháp bốc bay chùm điện tử 16 1.4.5 Phương pháp bốc bay nhiệt 17 1.4.6 Phương pháp phún xạ RF 18 1.5 Một số ứng dụng dây nano Si 24 1.5.1 Pin mặt trời .24 1.5.2 Pin Lithium sử dụng dây nano Si .25 1.5.3 Cảm biến 26 Chương 30 2.1 Quy trình thực nghiệm 30 2.2 Thiết bị thực nghiệm .32 2.2.1 Hệ thống bốc bay chùm điện tử chân không (Electron beam – Physical vapor deposition) 32 [Date] Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 2.2.2 Hệ thống Phún xạ catot ( Cathode Sputtering) 34 2.2.3 Hệ lò CVD 35 2.3 Quá trình thực nghiệm 37 2.3.1 Chuẩn bị đế bia 37 2.3.2 Phủ lớp vàng làm xúc tác 38 2.3.3 Ủ, tạo hạt vàng chế tạo dây nano Silic pp phún xạ .39 2.3.4 Ủ tạo hạt vàng chế tạo dây nano Silic pp bốc bay nhiệt 41 2.4 Thiết bị phân tích mẫu 43 2.4.1 Kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FESEM) 44 2.4.2 Phương pháp phân tích huỳnh quang .44 2.4.3 Phương pháp phân tích Raman .45 Chương 46 3.1 Phân bố hạt xúc tác vàng bề mặt đế 46 3.2 Hình thái dây nano 48 3.3 Kết đo phổ huỳnh quang .51 3.4 Kết đo phổ Raman 55 KẾT LUẬN .58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 [Date] Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 MỞ ĐẦU Silic vật liệu quan trọng sử dụng nhiều công nghiệp vi điện tử Hầu hết linh kiện vi điện tử, chíp bán dẫn chế tạo dựa sở vật liệu Silic Tuy nhiên, có độ rộng vùng cấm hẹp (Eg ~1,12eV) nhiệt độ phòng) cấu trúc vùng lượng không trực tiếp (indirect band gap), hiệu suất quang lượng tử Silic thấp η~10-6 dẫn tới hạn chế khả ứng dụng vật liệu chế tạo linh kiện quang điện tử điốt phát quang, laser bán dẫn… Sự phát tình cờ khả phát quang Silic xốp vùng ánh sáng nhìn thấy nhiệt độ phòng năm 1990 tạo cách mạng nghiên cứu lần thứ hai vật liệu Silic Các nghiên cứu sau cho thấy vật liệu Silic xốp phát quang cấu trúc đặc biệt loại vật liệu này, tinh thể Silic có kích thước nano bao bọc lớp vỏ ơxít Silic Mặc dù có ưu điểm trội, khả ứng dụng Silic xốp chế tạo linh kiện hạn chế tính chất học yếu vật liệu chế tạo Do nghiên cứu nhằm chế tạo vật liệu nano Silic có cấu trúc tương tự Silic xốp có độ bền tính tương thích với cơng nghệ bán dẫn cao đặt Một loại vật liệu này, cấu trúc nano Silic thấp chiều thanh, dây đai nano Silic Với định hướng tinh thể cao, diện tích bề mặt lớn, độ rộng vùng cấm thay đổi (bằng cách thay đổi đường kính cấu trúc nano chiều), cấu trúc nano Silic chiều đánh giá có nhiều tiềm ứng dụng chế tạo pin mặt trời, cảm biến khí, cảm biến sinh học, điốt phát quang laser… Mặc dù nghiên cứu gần thập kỉ qua, cấu trúc tính chất quang cấu trúc chiều nano Silic nhiều vấn đề tranh cãi nguồn gốc đỉnh phát xạ vùng xanh lục, xanh lam, việc phát triển công nghệ chế tạo cấu trúc nano Silic chiều có độ ổn định lặp lại cao Chính khn khổ luận văn thạc sỹ, sở trang thiết bị sẵn có mơn Vật liệu điện tử, Viện Vật lí Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 kĩ thuật, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, lựa chọn đề tài nghiên cứu luận văn là: “Khảo sát cấu trúc tính chất quang dây nano Silic chế tạo phương pháp phún xạ bốc bay nhiệt” Luận văn gồm ba chương: Chương 1: Tổng quan vật liệu Silic Chương 2: Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm Chương 3: Kết thảo luận Chúng hi vọng kết nghiên cứu chế tạo khảo sát số tính chất vật liệu nano silic phần góp vào phát triển chung khoa học nước giới Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 Chương TỔNG QUAN 1.1 Vật liệu khối Silic Silic nguyên tố phổ biến tự nhiên đứng thứ hai sau Oxy, chiếm 27,5% tỉ trọng lớp vỏ trái đất Silic không tồn độc lập mà thường tồn tự nhiên dạng hợp chất silic-dioxide silicate Cát, mã não, thạch anh, đá lửa, opan dạng tự nhiên Silic dạng ơxít Granit, amiăng, fenspat, đất sét, mica dạng khoáng chất Silicate Trong số hợp chất tồn tự nhiên cát thạch anh nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất vật liệu Silic công nghệ bán dẫn 1.1.1 Cấu trúc tinh thể Si Vật liệu Silic có dạng cấu trúc lập phương tâm mặt với gốc gồm hai nguyên a a a 4 tử, nguyên tử nút mạng (0,0,0) nguyên tử thứ hai có tọa độ ( , , ) Đó mạng kim cương (D) với nhóm khơng gian có ký hiệu quốc tế (Fd3m) [1] Hằng số mạng Silic a 5,43Ao, khoảng cách hai nguyên tử lân cận gần a = 2,43 A0 Hình 1.1.Mơ hình số mặt tinh thể lập phương quan trọng Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 Trong tinh thể Silic cấu trúc kim cương, mặt phẳng tinh thể quan trọng (100), (110) (111) (hình 1.1) Hướng xếp khít cấu trúc đường chéo mặt lập phương Do xếp chặt nguyên tử mặt khác khác nên lượng bề mặt mặt khác khác 1.1.2 Cấu trúc vùng lượng Si Cấu trúc vùng lượng Silic tách thành hai vùng cho phép ngăn cách vùng cấm Vùng phía chứa 4N điện tử điền đầy hoàn tồn, tạo nên vùng hóa trị bán dẫn Vùng phía chứa 4N điện tử trống hồn tồn trở thành vùng dẫn Trong vùng hóa trị Silic có vùng chồng lên nhau, vùng (hay phân vùng) gọi nhánh lượng Hình 1.2 thể cấu trúc vùng lượng Silic với vùng theo hai phương Hình 1.2 Sơ đồ vùng lượng Si Khoảng cách lượng cực đại vùng hóa trị cực tiểu vùng dẫn bề rộng vùng cấm, Silic độ rộng vùng cấm ∆Eg = 1,17 eV K ∆Eg = 1,12 eV 300K Chúng ta thấy cực đại vùng hóa trị (đỉnh vùng hóa trị) nằm tâm vùng Brillouin, cực tiểu vùng dẫn (đáy vùng dẫn) nằm Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 điểm hướng Γ∆X vùng Brillouin, nghĩa đỉnh vùng hóa trị đáy vùng dẫn không nằm điểm vùng Brillouin, trường hợp người ta gọi vùng cấm vùng cấm xiên 1.2 Tính chất dây nano Si 1.2.1 Cấu trúc vùng lượng dây nano Si Vật liệu khối Silic có cấu trúc vùng lượng dạng vùng cấm xiên, vật liệu nano Silic hiệu ứng giam giữ lượng tử nên trạng thái điện tử bị lượng tử hóa dẫn đến dây nano Silic có cấu trúc vùng lượng dạng vùng cấm thẳng [2] Hình 1.3 Mơ hình cấu trúc vùng lượng dây nano Silic [110] đường kính 1,7nm [2] Các mức lượng lỗ trống vùng hóa trị xảy xáo trộn chia nhỏ đáng kể vùng lỗ trống Trong vùng dẫn, độ uốn vùng dẫn giảm trung bình theo khối lượng hiệu dụng hạt tải điện dọc theo trục dây [2, 3] Sử dụng mơ hình gần liên kết chặt để tính tốn, cho thấy dây nano Silic có cấu trúc vùng cấm thẳng theo định hướng mặt (100), (110) (111) [3] Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 Hình 3.2 Ảnh FESEM dây nano Silic mọc bề mặt Si(111) phủ Au với độ dày khác nhau: 0,5 nm (a), nm (b) nm (c) Sự hình thành dây nano Silic kết xuất nguyên tử Silic thoát khỏi bia Silic Lượng nguyên tử Silic đến bề mặt Si(111) phủ vàng điều khiển hệ phún xạ RF Ở nhiệt độ cao với có mặt hạt xúc tác Au, chế VLS điều khiển trình mọc dây nano Silic Nguyên tử Silic khuếch tán dọc theo bề mặt Si(111) nguồn cấp cho hình thành dây nano Silic Như quan sát hình 3.2a, đường kính dây nano Silic hình thành bề mặt đế Silic phủ 0,5nm Au tương tự đường kính dây nano Silic hình thành đế Silic phủ 1nm Việc cho thấy nhiệt độ cao 600°C, hạt Au thay đổi suốt 120 phút mọc dây Trong trình tăng trưởng, Au ưu tiên di cư từ hạt Au nhỏ để hạt lớn hơn, làm giảm tổng diện tích bề mặt hạt nano [28] Chúng cho đường kính hạt Au đạt đến giá trị ổn định (trong trường hợp độ dày Au 0,5 nm nm, giá trị xấp xỉ 30 nm đến 50 nm) tương ứng với đường kính dây nano Silic hình thành Riêng trường hợp 2nm Au, quan sát hình 3.2c cho thấy xuất dây nano Silic có đường kính nhỏ cỡ 20nm Chúng tơi cho phân bố hạt Au vàng bề mặt mẫu khơng làm hạn chế q trình kết hợp hạt Au nhỏ thành hạt Au lớn, từ hạt Au có kích thước cỡ 20nm cịn q trình mọc dây cho phép xuất dây có kích thước tương ứng Dựa theo thông số: công suất phún xạ, áp suất buồng lưu lượng khí, chúng tơi khơng tìm thấy hình thành dây nano Silic nhiệt độ thấp 600°C Dây nhận có bề mặt tương đối mịn đầu dây nano có kích thước lớn thân dây mơt tả hình 3.2(b) Sự hình thành dây nano có dạng đầu to thân nhỏ (pin-like) dấu hiệu cho thấy tồn hạt kim loại xúc tác đầu dây Và dấu cho thấy chế mọc VLS dây nano chế tạo 49 Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 Kết nằm dự đoán phù hợp với công bố trước nuôi dây nano Silic phương pháp phún xạ có sử dụng kim loại xúc tác [31, 32] Các mẫu đế Silic phủ vàng chế tạo bên đưa vào hệ CVD để tạo dây nano Silic phương pháp bốc bay nhiệt Quá trình ủ tạo hạt vàng triển khai hệ CVD chân khơng 0,1 mbar, mơi trường khí Ar, nhiệt độ ủ 11000 C thời gian ủ 15 phút Kết trình thu tương ứng với trình ủ phương pháp phún xạ Sự khác biệt nhỏ hạt vàng hình thành đế mẫu phủ 0,5nm 1nm vàng cho kích thước đồng cao 50nm Có thể nhiệt độ ủ cao dẫn tới trình hình thành hạt vàng với tổng diện tích bề mặt thấp Ở phương pháp bốc bay nhiệt, Silic từ bột Si+C mang tới đế khí Ar+10%H2 thổi với tốc độ 150sccm Quá trình mọc dây kéo dài 60 phút nhiệt độ cố định 11000 C Kết thu dây nano Silic có chiều dài lớn so với phươn pháp phún xạ hình 3.3 Trên hình 3.3a b ứng với mẫu phủ 0,5nm 1nm vàng, quan sát thấy dây có kích thước đồng nhất, đường kính trung bình khoảng 50nm Đường kính dây phù hợp với kích thước trung bình hạt vàng Điều cho thấy kích thước hạt vàng khơng có thay đổi suốt q trình mọc dây Với độ dày màng 2nm 4nm, dây nano Silic thu có biến động kích thước rõ ràng mẫu Có dây đường kính cỡ 30nm đan xen với dây có đường kính lên tới 100nm Kết hoàn toàn tương ứng với kết tạo hạt vàng thảo luận 50 Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 Hình 3.3 Ảnh FESEM dây nano Silic mọc bề mặt Si(111) phủ Au với độ dày khác nhau: 0,5 nm (a), nm (b) 2nm (c) nm (d) sử dụng phương pháp bốc bay nhiệt 3.3 Kết đo phổ huỳnh quang Để khảo sát tính chất quang vật liệu chế tạo được, trước tiên tiến hành đo phổ huỳnh quang dây nano Silic hai hệ đo huỳnh quang khác hệ đo huỳnh quang phân giải cao sử dụng nguồn laser He-Cd, phổ kế Spectrograph Microspec 2300 đầu thu CDD Viện Khoa học Vật liệu hệ đo huỳnh quang Nanolog xử dụng đèn Xenon Viện Tiên tiến Khoa học Công nghệ 51 Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 (a) (b) Hình 3.4 Phổ huỳnh quang mẫu dây nano Silic với bề dày màng (a) 0,5nm, (b) 1nm chế tạo phương pháp phún xạ Hình 3.4 phổ huỳnh quang mẫu dây nano Silic sử dụng phương pháp phún xạ Phổ huỳnh quang chia làm hai vùng: vùng sáng xanh với bước sóng từ 420nm-550nm biểu thị ảnh nhỏ chèn góc trên, vùng sáng đỏ với bước sóng từ 660nm-800nm 52 Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 Trong vùng sáng xanh, quan sát thấy hai đỉnh phổ tâm 445nm 470nm Sự xuất hai đỉnh phổ lớp chuyển tiếp Si/SiO2, nút khuyết Oxy cấu trúc vỏ oxit Silic đồng thời xuất dây nano Silic chế tạo Trong vùng sáng đỏ, nhận thấy phổ huỳnh quang mẫu giống với cấu trúc bao gồm đỉnh nhất, có độ rộng bán phổ lớn ~ 40 nm cực đại đỉnh phát xạ ~ 755 nm Cho đến nay, dải phát xạ vùng ánh sáng đỏ ~ 700-760 nm ghi nhận thường xuyên mẫu dây nano Silic nguồn gốc đỉnh phát xạ thường giải thích tái hợp cặp điện tử – lỗ trống lõi nano tinh thể dây nano Silic chế tạo [7, 12, 33, 34] Thực phép đo huỳnh quang mẫu dây nano Silic chế tạo phương pháp bốc bay nhiệt, chúng tơi thu kết hình 3.5 Trên vùng ánh sáng xanh thu đỉnh phổ tâm ~450nm Kết có khác biệt so với kết thu mẫu dây chế tạo phương pháp phún xạ Chúng cho nguyên nhân tác dụng nhiệt độ cao trình mọc, nút khuyết oxy hạn chế, từ dẫn tới giảm ảnh hưởng nút khuyết oxy phát xạ huỳnh quang Còn vùng ánh sáng đỏ, đỉnh phát xạ có tâm 760nm, khác so với đỉnh 755nm phương pháp phún xạ Kết phù hợp với kết khảo sát dây nano Silic kính hiển vi điện tử quét 53 Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 Hình 3.5 Phổ huỳnh quang dây nano Silic a) 0,5nm, b)1,0nm chế tạo phương pháp bốc bay nhiệt Trên thực tế, có nhiều ý kiến khác nguồn gốc phát xạ huỳnh quang dây nano Silic vùng ánh sáng nhìn thấy Một số nhà khoa học cho phát xạ huỳnh quang dây nano Silic vùng ánh sáng nhìn thấy hiệu ứng giam giữ lượng tử Bên cạnh đó, có nhiều ý kiến cho 54 Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 nguồn gốc đỉnh phát xạ nhìn thấy dây nano Silic tâm sai hỏng lớp vỏ SiO2, bề mặt lớp tiếp xúc lõi Silic với lớp vỏ SiO2 nút khuyết ôxy gây [12, 36, 37] Trong nguồn gốc của đỉnh phát xạ đỏ bước sóng ~700nm, tái hợp điện tử – lỗ trống nano tinh thể mẫu chúng tơi phải tồn nano tinh thể đủ nhỏ với kích thước cỡ vài nm Trong trường hợp chúng tôi, kết chụp ảnh hiển vi điện tử quét thảo luận cho thấy, dây nano chế tạo chúng tơi có kích thước cỡ 50 nm Như vậy, cấu trúc dây nano nhận phải bao gồm lõi tinh thể Silic nhỏ bao quanh lớp vỏ SiO2 lớp vỏ SiO2 chắn phải có vai trị định ảnh hưởng lên tính chất quang mẫu nhận 3.4 Kết đo phổ Raman Đo phổ tán xạ Raman phương pháp khảo sát hiệu nhằm khảo sát thành phần pha mẫu nano có số lượng kích thước nhỏ mà phép đo khảo sát cấu trúc khác giản đồ nhiều xạ tia X áp dụng Trong nghiên cứu chúng tôi, sản phẩm nhận đế sau nuôi dây nano Do vật liệu nguồn sử dụng cho bốc bay Si đế nuôi Si, chúng tơi dự đốn số khả thành phần sản phẩm nhận được: i) Sản phẩm nhận dây SiO2 tinh thể Silic bị ơxy hóa hồn tồn q trình ni; ii) Sản phẩn nhận dây Silic ; iii) Sản phẩm nhận dây Si:SiO2 với cấu trúc lõi Silic vỏ SiO2 55 Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 (a) (b) Hình 3.6 Phổ Raman nhiệt độ phòng (a) mẫu dây nano Silic; (b) mẫu đế Silic Chúng tiến hành đo phổ Raman mẫu thu để xác định thành phần pha dây nano phổ kế hiển vi Micro Raman sử dụng nguồn laser He-Ne môn Quang học quang lượng tử viện Vật lí kĩ thuật Hình 3.6a phổ Raman đặc trưng mẫu: Mẫu đế Silic có dây nano (a), mẫu đế Silic (b) Phổ đặc trưng đỉnh với cực đại 56 Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 đỉnh 519,9 cm-1 So với phổ Raman Silic khối đỉnh dao động có dịch chuyển phía tần số thấp Độ dịch chuyển đỉnh phổ nhỏ điều dự đoán ảnh hưởng đế Silic mật độ dây nano không nhiều Kết phù hợp với nghiên cứu Raman trước dây nano Silic cho thấy tồn pha tinh thể Silic thành phần dây nano nhận Sự dịch chuyển đỉnh phổ Raman so với phổ Raman chuẩn Silic đơn tinh thể giải thích giam giữ lượng tử phonon dây nano Silic sai hỏng bề mặt dây nano Silic [8, 30, 35] 57 Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 KẾT LUẬN Sau thời gian làm luận văn Viện Vật lý kĩ thuật trường Đại học Bách khoa Hà Nội, chúng tơi thu số kết sau: Đã chế tạo dây nano Silic phương pháp phún xạ bốc bay nhiệt dùng hệ CVD Dây nano Silic chế tạo có kích thước từ 30nm~80nm Kết khảo sát hình thái cấu trúc thành phần pha phép đo hiển vi điện tử quét Raman cho thấy mẫu chế tạo có cấu trúc lõi Silic vỏ SiO2 Phổ tán xạ Raman xác nhận tồn nano tinh thể Silic với đỉnh tán xạ ~519 cm-1 , có dịch đỉnh nhỏ phía tần số thấp so với đỉnh tán xạ tương ứng Silic khối Đã khảo sát tính chất quang dây nano chế tạo sử dụng đèn Xenon Khi kích thích đèn Xeon bước sóng 325 nm, lượng kích thích lớn, chúng tơi quan sát đồng thời nhiều đỉnh phát xạ sai hỏng lớp vỏ SiO2 bề mặt lớp tiếp xúc Si/SiO2 Trên sở kết đạt được, dự kiến tiếp tục nghiên cứu theo hướng: • Nghiên cứu cách pha tạp nguyên tố đất Er3+ vào vật liệu dây nano Silic với mong muốn khảo sát tính chất quang vùng hồng ngoại 58 Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phùng Hồ, Phan Quốc Phơ, “Giáo trình vật liệu bán dẫn” (2008), Nhà xuất khoa học kỹ thuật [2] Daryoush Shiri, Amit Verma, C R Selvakumar, M P Anantram, “Reversible Modulation of Spontaneous Emission by Strain in Silicon Nanowires”, Scientific Reports 2, 461 [3] Clive Harris, E.P O’Reilly (2006), “Nature of the band gap of silicon and germanium nanowires’’, Physica E, Vol 32, pp 341-345 [4] M Bruno, M Palummo, S Ossicini, R Del Sole (2007), “First-principles optical properties of silicon and germanium nanowires’’, Surface Science, Vol 601, pp 2707-2711 [5] Chun Li, Guojia Fang, Su Sheng, Zhiqiang Chen, Jianbo Wang, Shuang Ma, Xingzhong Zhao (2005), “Raman spectroscopy and field electron emission properties of aligned silicon nanowire arrays’’, Physica E, Vol 30, pp 169173 [6] J.M Huang, C.C Weng, M.T Chang (2010), “An investigation of the phonon properties of silicon nanowires”, International Journal of Thermal Sciences, Vol 49, pp 1095-1102 [7] Jifa Qi, John, M White, Angela M Belcher, Yasuaki Masumoto (2003), “Optical spectroscopy of silicon nanowires”, Chemical Physics Letters, Vol 372, pp 763-766 [8] Y.H Tang, Y.F Zheng, C.S Lee, S.T Lee (2000), “A simple route to annihilate defects in silicon nanowires’’, Chemical Physics Letters, Vol 328, pp 346349 59 Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 [9] S Piscanec, C.A Ferrari, M Cantoroa, S Hofmanna, A.J Zapienb, Y Lifshitz, T.S Lee, J Robertson (2003), “Raman Spectrum of silicon nanowires”, Physcial Review B, Vol 68, 241312(R) [10] Van Tuan Pham, Van Ngoc Le, Anh Tuan Chu, Toan Thang Pham, Ngoc Khiem Tran, Hong Duong Pham and Thanh Huy Pham (2011), “Silicon nanowires prepared by thermal evaporation and their photoluminescence properties measured at low temperatures’’, Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, Vol 2, 15-16 [11] X.J Wang, B Dong, Z Zhou (2009), “Preparation and photoluminescence of high density SiOx nanowires with Fe3O4 nanoparticles catalyst’’, Materials Letters, Vol 63, 1149-1152 [12] Jifa Qi, John M White, Angela M Belcher, Yasuaki Masumoto (2003), “Optical spectroscopy of silicon nanowires”, Chemical Physics Letters, Vol 372, 763-766 [13] Jun-Jie Niu, Jian-Nong Wang (2008), “A study in the growth mechanism of silicon nanowires with or without metal catalyst’’, Materials letters, Vol 62, 767-771 [14] KH Lee, SW Lee, RR Vanfleet, W Sigmund (2003), “Amorphous silica nanowires grown by the vapor–solid mechanism”, Chemical physics letters, Vol.376, 498-503 [15] Yao Y., Li F.H., Lee S.T (2005), “Oriented silicon nanowires on silicon subtrates from oxide-assisted growth and gold catalysts”, Chemical physics letters, vol 406(4-6), 381-385 [16] R.Q Zhang, Y Lifshitz, S.T Lee (2003), “Oxide-asisted growth of semiconducting nanowires’’, Advances Materials, Vol 15, 635-640 60 Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 [17] Z.W Pan, Z.R Dai, L Xu, S.T Lee (2001), “Temperature-Controlled Growth of Silicon-Based Nanostructures by Thermal Evaporation of SiO Powders, Journal of Physical Chemistry B, Vol 105, 2057-2514 [18] Y.H Tang, Y.F Zhang, H.Y Peng, N Wang, C.S Lee, S.T Lee (1999), “Si nanowires synthesized by laser ablation of mixed SiC and SiO2 powders’’, Chemical Physics Letters, Vol 314, 16-20 [19] Yi-Han Yang, Sheng-Jia Wu, Hui-Shan Chiu, Ping-I Lin, and Yit-Tsong Chen (2004), “Catalytic Growth of Silicon Nanowires Assisted by Laser Ablation’’, Physical Chemistry B, Vol 108, 846-852 [20] N Wang, Y Cai, Q.R Zhang (2008), “Growth of nanowires”, Materials Science and Engineering R, Vol 60, 1-51 [21] Y Wan, J Sha, B Chen, Y Fang, Z Wang, Y Wang (2009), “Nanốtvices Based on Silicon Nanowires” , Recent Patents on Nanotechnology 2009, Vol 3, 1-9 [22] B Tian, X Zheng, J.T Kempa, Y Fang, N Yu, G Yu, J Huang, M C Lieber (2007), “Coaxial silicon nanowires as solar cells and nanoelectronic power sources”, Nature, Vol 449, 885-889 [23] H.C Peters, R.A Guichard, C.A Hryciw, L.M Brongersma, D.M McGehee (2009), “Energy transfer in nanowire solar cells with photon-harvesting shells”, Journal of Applied Physics, Vol 105, 1-6 [24] Y Yao, S Fan (2007), “Si nanowires synthesized with Cu catalyst’’, Materials letters, Vol 61, 177-181 [25] Y Cui, Q Wei, H Park, M.C Lieber (2001), “Nanowire nanosensors for highly sensitive and selective detection of biological and chemical species”, Science, Vol 293, 1289-1292 [26] J.G Zhang, H.Z Henry Luo, J M Huang, K.G Ignatius Tay, J.E Andy Lim, (2010), “Morpholino-functionalized silicon nanowire biosensor for sequence- 61 Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 specific label-free detection of DNA”, Biosensors and Bioelectronics, Vol 25, 2447-2453 [27] F Demami, L Ni, R Rogel, C.A Salaun, L Pichon (2010), “Silicon nanowires synthesis for chemical sensor applications”, Procedia Engineering, Vol 5, pp 351-354 [28] Shu-Ping Lin, Tien-Yin Chi, Tung-Yen Lai, Mao-Chen Liu (2012), “Investigation into the Effect of Varied Functional Biointerfaces on Silicon Nanowire MOSFETs”, Sensors, 12, 16867-16878 [29] S Q Feng, D.P Yu, H Z Zhang, Z B Bai, Y Ding (2000), “The growth mechanism of silicon nanowires and their quantum confinement effect”, Jour Crystal Growth, Vol 209, 513-517 [30] J R Cao, Po-Tsung Lee, Sang-Jun Choi, Roshanak Shafiiha, Seung-June Choi, John D O’Brien, P Daniel Dapkus (2002), “Nano fabrication of photonic crystal membrane lasers”, Journal of Vacuum Sciences and Technology B, 20(2), 1071-1023 [31] Soumen Dhara, P K Giri (2011), “Effect of growth temperature on the catalyst free growth of long silicon nanowires using radio frequency magnetron sputtering”, International Journal of Nanoscience, Vol.10, Nos.1&2, 13-17 [32] X W Zhao and F Y Yang (2008), “Synthesis of epitaxial silicon nanowires on Si(111) substrates using ultrahigh vacuum magnetron sputtering”, Journal Vacuum Science and Technology, B26, [33] S K Ghoshal, Devendra Mohan, Tadesse Tenaw Kasay, Sunita Sharma (2007), “NanoSilicon for photonic application”, International Journal of Modern Physics B, Vol 21, No 22, 3783-3796 62 Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 [34] A Colli, S Hofmann, A.Fasoli, A C Ferrari, C Ducati, R E DuninBorkowski, J Robertson (2006), “Synthesis and optical properties of silicon nanowires grown by different methods”, Applied Physics A, Vol 85, 247-253 [35] S Piscanec, A C Ferrari, M Cantoroa, S Hofmanna, J A Zapienb, Y Lifshitz, S T Lee, J Robertsona (2003), “Raman Spectrum of silicon nanowires” Materials Science and Engineering, C23, 931–934 [36] Q.S Feng, P D Yu, Z.H Zhang, G.Z Bai, Y Ding (2000), “The growth mechanism of silicon nanowires and their quantum confinement effect”, Journal of Crystal Growth, Vol 209, pp 513-517 [37] Hiroyuki Nishikawa, Taiji Shiroyama, Ryuta Nakamura, Yoshimichi Ohki (1992), “Photoluminescence from defect centers in high-purity silica glasses observed under 7.9-eV excitation’’, Physical Review B ,Vol 45, pp 586-591 [38] J.B Hannon, S Kodambaka, F.M.Ross, R.M Tromp (2006), “The influence of the surface migration of gold on the growth of silicon nanowires”, Nature, Vol 440, 69 63 ... thành cấu trúc nano Silic chiều Hình 1.14 Mơ hình phương pháp chế tạo dây nano Silic phương pháp bốc bay nhiệt Tương tự trường hợp chế tạo dây nano phương pháp CVD, tùy vào vị trí đặt đế vùng nhiệt. .. luận văn là: ? ?Khảo sát cấu trúc tính chất quang dây nano Silic chế tạo phương pháp phún xạ bốc bay nhiệt? ?? Luận văn gồm ba chương: Chương 1: Tổng quan vật liệu Silic Chương 2: Phương pháp nghiên... rõ đặc tính vật liệu nano Silic, đặc biệt tính chất quang dây nano Silic, lựa chọn phương pháp chế tạo dây 28 Luận văn thạc sĩ khoa học ||2013 nano Silic kết hợp phún xạ bốc bay nhiệt dựa chế V-L-S