Nghiên cứu chế tạo vật liệu thanh nano sno2 bằng phương pháp nhiệt thủy phân ứng dụng trong cảm biến khí

TRN TH MAI giáo dục đào tạo trường đại học bách khoa hà nội - luận văn thạc sĩ khoa häc VẬT LÝ KỸ THUẬT ngµnh : VẬT LÝ KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU THANH NANO SnO2 BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT THỦY PHÂN ỨNG DỤNG TRONG CẢM BIẾN KHÍ TRẦN THỊ MAI 2006 – 2008 Hà Ni 2008 Hà Nội 2008 giáo dục đào tạo trường đại học bách khoa hà nội - luận văn th¹c sÜ khoa häc NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU THANH NANO SnO2 BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT THỦY PHÂN ỨNG DỤNG TRONG CẢM BIẾN KHÍ ngµnh : VẬT LÝ KỸ THUẬT 3898 TRẦN THỊ MAI Ng­êi h­íng dÉn khoa häc : GS TS NGUYỄN ĐỨC CHIẾN Hµ Néi 2008 LỜI CẢM ƠN Trước hết xin dành lời cảm ơn sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Đức Chiến, thầy tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Thầy không cho kiến thức phương pháp nghiên cứu khoa học vô q báu mà cịn ln động viên khuyến khích tơi vượt qua khó khăn để hồn thành tốt luận văn Tôi muốn gửi lời cảm ơn đặc biệt tới TS Đặng Đức Vượng, người thày vô kính trọng biết ơn Tơi khơng biết dùng lời để diễn tả hết biết ơn thày Thày truyền đạt kiến thức chun mơn kinh nghiệm q báu q trình nghiên cứu khoa học Đồng thời thày giúp nhiều sống gương tạo nhiệt huyết cho tơi q trình nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô, đồng nghiệp Viện Vật Lý Kỹ Thuật, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện giúp đỡ tơi ln động viên tơi hồn thành tốt luận văn Đặc biệt muốn gửi lời cảm ơn tới Th.S Khúc Quang Trung bạn nhóm gas sensor -Viện Vật Lý kỹ thuật giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành luận văn Cuối xin dành lời cảm ơn tới gia đình tơi, người ln cho sống đầy niềm tin hạnh phúc Tôi thực khơng có lời đủ để diễn tả lịng biết ơn họ, người yêu thương Hà Nội, 22 tháng 11 năm 2008 Học viên Trần Thị Mai LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, nhu cầu thiết bị kiểm tra cồn lĩnh vực an tồn giao thơng thiết bị báo cháy, báo độc khí ga cấp thiết, đặt nhu cầu nghiên cứu cảm biến loại Trong xít bán dẫn sử dụng làm vật liệu nhạy khí SnO2 chứng tỏ khả ứng dụng cao chiếm ưu thị trường nghiên cứu cảm biến bán dẫn Trong năm gần đây, với đặc điểm trội so với vật liệu thông thường , vật liệu SnO2 cấu trúc nanô quan tâm nhà khoa học ngồi nước Trong cảm biến khí bán dẫn, độ nhạy biến thiên tuyến tính độ nhạy theo nồng độ khí thử thơng số quan trọng, đặc biệt cảm biến màng dày Để cải thiện đặc tính chúng tơi nghiên cứu chế tạo vật liệu nano SnO2 , nghiên cứu yêu tố ảnh hưởng lên trình nghiên cứu đặc trưng nhạy khí Mục tiêu luận án đề nghiên cứu chế tạo vật liệu nano SnO2 ứng dụng cảm biến khí phát khí ga hóa lỏng (LPG), từ lựa chọn điều kiện tối ưu để chế tạo vật liệu nano mong muốn tìm điều kiện làm việc tối ưu cảm biến khí chế tạo từ vật liệu Đề tài: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano SnO2 phương pháp nhiệt thủy phân ứng dụng cảm biến khí” lựa chọn Bản luận án bao gồm chương: Chương 1: Tổng quan Trong phần đặc trưng vật liệu SnO2, dạng vật liệu phương pháp chế tạo số thơng tin liên quan đến cảm biến khí sở vật liệu SnO2 kỹ thuật dùng đến trình bày Chương 2: Thực nghiệm Trong phần trình bày bước thực nghiệm tạo gel,tạo sol, chế tạo SnO2 nanorods, trình phết phủ tạo màng dày,… phép đo tiến hành Chương 3: Kết thảo luận Trong phần trình bày kết hình dạng vật liệu nano SnO2 chế tạo được, yếu tố ảnh hưởng tới hình dạng thanh, kết đo nghiên cứu ứng dụng cảm biến khí kết luận rút Ngồi ba phần đồ án ,trong đồ án em đưa kết luận chung phương hướng nghiên cứu sau Do tính chất mẻ vấn đề nghiên cứu, kiến thức, khả thân thời gian làm đồ án có hạn nên luận án cịn nhiều thiếu sót Em mong nhận góp ý thày cơ! LỜI MỞ ĐẦU MỤC LỤC Chương I TỔNG QUAN I.1 Vật liệu SnO2 I.1.1 Đặc trưng cấu trúc tính chất I.1.1.1 Cấu trúc I.1.1.2 Tính chất I.1.2 Vật liệu SnO2 cấu trúc nano I.1.2.1 Vật liệu SnO2 cấu trúc nano Error! Bookmark not defined I.1.2.1.1 Hạt nano (nanoparticle) I.1.2.1.2 Thanh nano (Nanorods) I.1.2.1.3 Ống nano (Nanotube) I.1.2.1.4 Dây nano (Nanowires) I.1.3 Phương pháp chế tạo I.1.3.1.Phương pháp Sol - gel I.1.3.2 Phương pháp phún xạ I.1.3.3 Phương pháp nhiệt thuỷ phân I.1.3.4 Phương pháp VLS (Vapor- Liquid-Solid) 10 I.1.3.5 Phương pháp đúc khuôn 11 I.1.3.6 Phương pháp vi sóng 12 I.1.3.7 Phương pháp ốc đảo nhiệt 12 I.1 Giả định chế tạo rods 15 I.1 Các phương pháp tạo màng 15 I.1.5.1 Phương pháp nhúng phủ (dip-coating) 16 I.1.5.2 Phương pháp quay phủ (spin-coating) 17 I.1.5.3 Phương pháp in lưới 17 I.1.5.4 Phương pháp phết phủ 17 I.2 Cảm biến khí sở vật liệu SnO2 19 I.2.1 Khái niệm cảm biến khí thơng số đặc trưng 19 I.2.1.1 Cảm biến khí 19 I.2.1.1.1 Giới thiệu chung 19 I.2.1.1.2 Cấu tạo cảm biến khí dạng điện trở 20 I.2.1.2 Các thông số đặc trưng 22 I.2.1.2.1 Độ nhạy 20 I.2.1.2.2 Tốc độ đáp ứng thời gian hồi phục 21 I.2.1.2.3 Tính chọn lọc 21 I.2.1.2.4 Tính ổn định 21 I.2.2 Cảm biến khí sử dụng vật liệu SnO2 21 I.2.2.1 Giới thiệu chung 21 I.2.2.2 Các chế nhạy khí 25 I.2.2.2.1 Cơ chế nhạy bề mặt 25 I.2.2.2.2 Nhạy khối 26 Trần Thị Mai I.2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính nhạy khí 26 I.2.2.3.1 Ảnh hưởng kích thước hạt 29 I.2.2.3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ làm việc 32 I.2.2.3.3 Ảnh hưởng tạp chất 30 I.2.2.3.4 Ảnh hưởng chiều dày 31 I.2.3 Các kỹ thuật dùng nghiên cứu 33 I.2.3.1 Phương pháp phân tích nhiệt 33 I.2.3.2 Phương pháp nhiễu xạ tia X 36 I.2.3.3 Khảo sát phân tích bề mặt vật liệu 37 I.2.3.4 Khảo sát tính chất điện 38 Chương II THỰC NGHIỆM 42 II.1 Hoá chất 42 II.2 Quá trình thực nghiệm 42 II.2.1 Tạo gel vật liệu SnO2 42 II.2.2 Chế tạo sol SnO2 40 II.2.3 Chế tạo nano cấu trúc khác Error! Bookmark not defined II.2.4 Tạo màng SnO2 đế SiO2/Si 41 II.2.5 Các bước đo đạc 42 II.2.5.1 Phân tích nhiệt 42 II.2.5.2 Chụp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) 42 II.2.5.3 Chụp ảnh nhiễu xạ tia X (XRD) 42 II.2.5.4 Khảo sát đặc trưng nhạy khí 43 II.2.5.4.1 Xây dựng hệ đo khí 43 II.2.5.4.2 Khảo sát đặc trưng nhạy khí 44 Chương III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 46 III.1 Kết phân tích nhiệt vi sai 46 III.2 Khảo sát cấu trúc kích thước tinh thể 47 III.3 Phân tích hình thái bề mặt (SEM) nano SnO2 dạng khác 48 III.3.1 Hình thái bề mặt nano SnO2 (nanorods) 48 III.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hình thái nano SnO2Error! Bookmark not define III.3.2.1 Ảnh hưởng tỷ lệ sol : NaOH: CTAB …….………… Error! Bookmark not defined III.3.2.2 Ảnh hưởng nhiệt độ thủy phân………… ……… … 53 III.3.2.3 Ảnh hưởng thời gian nhiệt thủy phân …….………… 55 III.3.2.4 Ảnh hưởng thời gian ủ………………… ……… … 56 III.4 Khảo sát tính chất điện đặc trưng nhạy khí 58 III.4.1 Tính chất điện 58 III.4.1.1 Sự thay đổi điện trở màng bột sol SnO2 58 III.4.1.2 Sự thay đổi điện trở màng từ bột rods 59 III.4.2 Khảo sát đặc trưng nhạy khí màng 60 Trần Thị Mai III.4.2.1 Độ nhạy khí phụ thuộc vào nhiệt độ 60 III.4.2.2 Độ nhạy khí phụ thuộc vào nồng độ khí thử 63 KẾT LUẬN 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 Trần Thị Mai Chương I TỔNG QUAN I.1 Vật liệu SnO2 I.1.1 Đặc trưng cấu trúc tính chất I.1.1.1 Cấu trúc Khi nghiên cứu vật liệu việc tìm hiểu cấu trúc khơng thể thiếu Vật liệu SnO2 vật liệu cổ điển ta tóm tắt số nét [1] Vật liệu SnO2 có cấu dạng pha rutile bền vững với cấu trúc tetragonal Hình I.1 mơ hình cấu trúc đơn vị vật liệu Hình I.1 Mơ hình cấu trúc đơn vị vật liệu SnO2  Cation Sn4+ chiếm vị trí (0,0,0) (1/2,1/2,1/2) ô  Anion O2- chiếm vị trí ±(u,u,0) ±(1/2+u,1/2-u,1/2) Trong u thơng số nội có giá trị 0,307  Thơng số mạng: a=b= 4,7384 Å c= 3,1871 Å  c/a =0,6726 Khi nghiên cứu vi cấu trúc vật liệu SnO2 người ta thường sử dụng phương pháp phân tích, thơng dụng phân tích cấu trúc phổ nhiễu Trần Thị Mai xạ tia X Hình I.2 đưa phổ nhiễu xạ tia X Trên hình phổ nhiễu xạ với SnO2 cho thấy xuất píc ứng với cường độ mạnh góc 2θ = 26,54 tương ứng với mặt (110) píc cường độ mạnh 2θ = 51.7 ứng mặt (211) 33.7 ứng mặt (101) [2] Hình I.2 Phổ nhiễu xạ XRD SnO2 chế tạo phương pháp nhiệt thủy phân với nồng độ pH khác nhau: a) 3, b) 7, c)11 at 130 °C d) pH=11 400 °C [20] Trần Thị Mai Trong nghiên cứu giữ nguyên yếu tố công nghệ khác tỉ lệ sol: NaOH: CTAB, nhiệt độ thủy phân 160oC, nhiệt độ ủ mẫu thời gian ủ mẫu Kết đo hình thái bề mặt vật liệu hình III.5 Từ kết ảnh FESEM cho thấy mẫu thực thời gian 12h cho ta thấy xuất cấu trúc dạng hạt lớn (hình III.5a) Khi tăng thời gian thuỷ phân lên 20h hình thành cấu trúc dạng (hình III.5b) Tiếp tục tăng thời gian lên đến 32h kết ảnh FESEM cho thấy, không thu vật liệu dạng mà ta thu đám hạt nhỏ (hình III.5c) Từ kết cho ta thấy thời gian nhiệt thủy phân ảnh hưởng lớn đến hình thành vật liệu Trong trình nhiệt thuỷ phân sử dụng NaOH CTAB, ban đầu dung dịch hình thành hạt lớn, hạt tác dụng NaOH CTAB đính tạo nên cấu trúc dạng Nếu tiếp tục tăng thời gian thuỷ phân, bị bẻ gẫy hình thành hạt nhỏ III.3.2.4 Ảnh hưởng thời gian ủ Khi nghiên cứu ảnh hưởng thời gian ủ mẫu tới hình thành nano SnO2 chúng tơi tiến hành ủ mẫu 1: 15.6: sau nhiệt thủy phân 160oC 20 giờ, ủ mẫu 600oC 30 phút, giờ, Hình thái bề mặt mẫu thu có hình dạng đây: Trần Thị Mai a) Mẫu ủ 600oC 30 phút 59 b) Mẫu ủ 600oC c) Mẫu ủ 600oC Hình III.6 Ảnh FE-SEM cấu trúc nano SnO2 tạo thành ủ 600oC với thời gian ủ khác Quan sát ảnh SEM ta nhận thấy rằng, thời gian ủ nhân tố quan trọng hình thành lên cấu trúc nano Khi thời gian ủ ngắn ( 30 phút) ta không thu cấu trúc nano mong muốn Khi thời gian ủ giờ, ta thu cấu trúc dài, mật độ lớn Khi thời gian ủ giờ, mẫu xuất dạng nano Như rõ ràng thời gian ủ mấu nhân tố ảnh hưởng lớn tới việc hình thành dạng nano hay dạng khác Việc khống chế tìm quy luật ảnh hưởng thời gian ủ tới hình thành cấu trúc nano vấn đề mấu chốt việc chế tạo vật liệu Trần Thị Mai 60 III.4 Khảo sát tính chất điện đặc trưng nhạy khí III.4.1 Tính chất điện Các đặc trưng cảm biến khí suy từ việc đo tính chất điện màng vật liệu.Tính chất điện thể qua thay đổi điện trở màng điện trở theo nhiệt độ, nồng độ khí thử theo thời gian Cụ thể chúng tơi khảo sát tính chất điện hai mẫu: cảm biến khí từ bột sol 2% từ nano với tỉ lệ 1: 15.6: 2, nhiệt thủy phân 160oC 20 ủ 600oC Ta thu số kết sau: III.4.1.1 Sự thay đổi điện trở màng từ bột sol 2% : Hình III.7 Sự thay đổi điện trở theo thời gian mẫu màng SnO2 từ bột sol 2% wt nhiệt độ làm việc 300oC Trần Thị Mai 61 Từ hình III.7 ta thấy ban đầu khơng khí điện trở màng nhiệt độ làm việc 300oC 700 kΩ, điện trở khơng khí ổn định ta bơm khí LPG vào với nồng độ khác (0,25%, 0,5%, 0,75%, 1% ) điện trở màng giảm đáng kể, tốc độ đáp ứng nhanh thời gian hồi phục ngắn.Cụ thể là: điện trở ban đầu khơng khí 7.105Ω, bơm 0,25% khí LPG vào điện trở giảm xuống khoảng 3,5.105Ω (độ nhạy khoảng lần), bơm tiếp 0,5% LPG điện trở giảm 3.105Ω (độ nhạy 2,5 lần), tiếp tục cho khí LPG vào để đạt nồng độ 0,75% điện trở màng 2,2.105 Ω (tương đương độ nhạy 3,2 lần) Khi nồng độ khí bơm vào đạt nồng độ 1% điện trở màng giảm xuống 2,1.105Ω (tương ứng với độ nhạy 3,3lần).Từ ta thấy độ nhạy màng lớn nồng độ khí bơm vào lớn Tốc độ đáp ứng thời gian hồi phục ngắn (khoảng 30 s) III.4.1.2 Sự thay đổi điện trở màng từ bột rods SnO2 : Hình III.8 Sự thay đổi điện trở theo thời gian mẫu màng từ bột nano SnO2 nhiệt độ làm việc 300oC Trần Thị Mai 62 Từ hình III.8 ta thấy tốc độ đáp ứng cảm biến tốt Khi bơm vào lượng khí nhỏ 0,25% điện trở màng giảm từ 480 kΩ xuống khoảng 200 kΩ Độ nhạy lúc khoảng 2,4 lần Khi tiếp tục bơm khí độ nhạy tăng, nhiên độ nhạy không tăng rõ rệt bơm 0,25% khí LPG III.4.2 Khảo sát đặc trưng nhạy khí màng III.4.2.1 Độ nhạy khí phụ thuộc vào nhiệt độ Nhờ việc khảo sát đặc trưng khí LPG thay đổi theo thời gian, ta xác định phụ thuộc độ nhạy vào nhiệt độ Hình III.9 cho thấy nhiệt độ làm việc cảm biến thay đổi độ nhạy thay đổi Ta dễ dàng nhận thấy với cảm biến có nhiệt độ mà độ nhạy cảm biến lớn (nhiệt độ tối ưu) Hình III.9 Sự phụ thuộc độ nhạy mẫu chế tạo từ bột sol 2% vào nhiệt độ làm việc Trần Thị Mai 63 Ví dụ với màng từ bột sol 2%, ủ 600oC có nhiệt độ tối ưu 300oC.Cụ thể cảm biến hoạt động 300oC có độ nhạy ứng với nồng độ là: 0.25% LPG độ nhạy 1,6 lần; 0,5% LPG độ nhạy 2,3 lần; 0,75% LPG độ nhạy 2,6 lần; 1% LPG độ nhạy 3,2 lần Ta thấy độ nhạy thay đổi xung quanh nhiệt độ tối ưu Theo hình III.9 với nồng độ 1% LPG, cảm biến làm việc 260oC độ nhạy 1,4 lần, hoạt động 350oC độ nhạy 2,6 lần Mặt khác ta thấy, cảm biến làm việc 350oC, độ nhạy giảm Điều giải thích nhiệt độ cao lượng nhiệt phân tử khí q lớn dẫn đến khí khó hấp phụ vào màng Đồng thời lượng oxi hấp phụ mặt màng giảm làm giảm khả phản ứng khí ga với vật liệu Hiện tượng nhiệt độ tăng, hệ số khuếch tán tăng làm tăng khả khuếch tán ngược trở lại mơi trường khí ga dẫn tới độ nhạy giảm Hình III.10 Sự phụ thuộc độ nhạy mẫu chế tạo từ bột nanorods vào nhiệt độ làm việc Trần Thị Mai 64 Phân tích tương tự với mẫu màng chế tạo từ nano SnO2 ta có kết luận tương tự Nhiệt độ tối ưu cảm biến 300oC Qua phân tích ta rút kết luận rằng: việc xác định nhiệt độ tối ưu vơ quan trọng với cảm biến khí chế tạo dựa oxit bán dẫn Nó khơng quan trọng việc xác định chế độ làm việc tối ưu cho thiết bị cảm biến mà có ý nghĩa tuổi thọ thiết bị Đồng thời ta so sánh độ nhạy hai cảm biến Ta có sơ đồ phụ thuộc độ nhạy mẫu vào nhiệt độ làm việc hình III.11: Hình III.11 : Sự phụ thuộc độ nhạy vào nhiệt độ làm việc ứng với nồng độ khí thử 1% Từ hình III.11 ta thấy, độ nhạy cảm biến làm từ rods có độ nhạy cao cảm biến chế tạo từ bột sol 2% Ta giải thích điều do, cảm biến chế tạo phương pháp phết phủ cảm biến dạng màng dầy Do kích thước lớn kích thước hạt nên lỗ xốp tạo thành Trần Thị Mai 65 cảm biến khí từ lớn so với cảm biến từ bột sol 2% Nên khả khuêch tán khí vào màng từ dễ dàng khch tán vào màng từ bột sol Chính mà độ nhạy cảm biến khí chế tạo từ nano SnO2 có độ nhạy lớn III.4.2.2 Độ nhạy khí phụ thuộc vào nồng độ khí thử Hình III.12: Sự phụ thuộc độ nhạy vào nồng độ khí thử mẫu từ bột sol 2% Trần Thị Mai 66 Hình III.13 Sự phụ thuộc độ nhạy mẫu màng từ rods vào nồng độ khí thử cảm biến khí chế tạo từ bột nanorods SnO2 Song song với việc khảo sát phụ thuộc độ nhạy vào nhiệt độ, ta phải tiến hành khảo sát phụ thuộc độ nhạy vào nồng độ khí thử Sự phụ thuộc độ nhạy theo nồng độ khí điều kiện cần có để chế tạo cảm biến khí Trên hình III.12 III.13 phụ thuộc độ nhạy cảm biến khí từ hai mẫu vào nồng độ khí thử Quan sát hai hình ta thấy nồng độ khí thử tăng độ nhạy khí tăng Quan sát hai hình III.12 III.13, ta nhận thấy phụ thuộc độ nhạy vào nồng độ khí thử cảm biến từ dạng nanorods tuyến tính mẫu cảm biến từ bột sol 2% Sự biến thiên tuyến tính quan trọng việc chế tạo linh kiện điện tử cho thiết bị cảm biến, đường dốc tuyến tính việc chế tạo mạch dễ thiết bị đo xác Chính cảm biến chế tạo từ dạng nanorods có ưu điểm bật cảm biến chế tạo từ bột SnO2 Trần Thị Mai 67 Ngồi ta so sánh phụ thuộc độ nhạy vào nồng độ khí thử hình III.14 đây: Hình III.14 Sự phụ thuộc độ nhạy cảm biến vào nồng độ khí thử nhiệt độ làm việc 300oC So sánh hai trường hợp ứng với hai cảm biến khí từ mẫu bột sol nanorods, ta thấy độ nhạy cảm biến từ nano lớn Qua phân tích phụ thuộc độ nhạy cảm biến chế tạo từ bột sol 2% cảm biến chế tạo từ nano ta thấy cảm biến chế tạo từ có ưu điểm : độ nhạy lớn hơn, biến thiên theo nồng độ tuyến tính Trần Thị Mai 68 KẾT LUẬN Từ kết thu ta có kết luận sau:  Vật liệu nano SnO2 chế tạo từ phương pháp nhiệt thủy phân đơn giản, rẻ tiền Việc chế tạo vật liệu nanorods SnO2 thành công tạo tiền đề cho bước nghiên cứu Từ kết thu ta tiếp tục hồn thiện việc nghiên cứu chế tạo SnO2 nanorods đồng thời bắt đầu nghiên cứu ứng dụng vật liệu vào lĩnh vực cảm biến khí  Hình thái cấu trúc nano SnO2 phụ thuộc vào nhiều yếu tố: tỉ lệ chất tham gia phản ứng, nhiệt độ thủy phân, thời gian thủy phân thời gian ủ mẫu Để khống chế quy trình tạo với kích thước mong muốn, ta phải tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố lên trình tạo  Bước đầu nghiên cứu đặc trưng nhạy khí cảm biến chế tạo từ nano SnO2 vào nhiệt độ làm việc nồng độ khí thử cho ta thấy kết hứa hẹn độ nhạy tăng, độ tuyến tính hóa đường đặc tuyến độ nhạy phụ thuộc nồng độ tăng Tuy nhiên việc nghiên cứu phụ thuộc cần nghiên cứu thêm  Sau trình nghiên cứu thời gian chúng tơi tạm thời chọn mẫu cảm biến khí từ nano SnO2 làm việc nhiệt độ tối ưu 300oC Dạng nano chế tạo từ vật liệu ban đầu có tỉ lệ sol 2%: NaOH: CTAB = 1: 15,6: Hỗn hợp xử lý nhiệt thủy phân 160oC 20 giờ, sau đem ủ 600oC Kế hoạch hướng nghiên cứu tiếp theo: Trần Thị Mai 69  Hồn thiện quy trình chế tạo SnO2 nanorods  Bắt đầu nghiên cứu việc chế tạo cấu trúc nano khác SnO2 nanowire, nanotube  Tiếp tục tạo màng cảm biến từ rods với chiều dày khác nghiên cứu phụ thuộc đặc trưng nhạy với chế độ xử lý mẫu khác  Nghiên cứu tính chất nhạy khí khác  Tiến hành chế tạo thiết bị cảm biến Trần Thị Mai 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO  [1] Jordi Arbiol i Cobos, "Metal Additive Distribution in TiO2 and SnO2 Semiconductor as Sensor Nanostructured Materials", Dr thesis, University of Barcelona, 2001  [2] T S Rantala, V Lantto, T T Rantala, "A cluster approach for the SnO2 (110) face", Sensors and Actuators B, 18-19 (1994), 716-719  [3] Noboru Yamazoe, "New approaches for improving semiconductor gas sensors", Sensors and Actuators B, (1991) 7-19  [4] Zhihong Jin, Huan-Jun Zhou, et al., "Application of nanocrystaline porous tin oxide thinfilm for CO sensing", Sensors and Actuators B 52(1998) 188-194  [5] Y Volokitin, J Sinzig, L J de Jongh, G Schmid, M N Vargaftik and I I.Moiseev, "Quantum-size effects in the thermodynamic properties of metallic nanoparticles", Nature, 384 (1996), 621-623  [6] T Mochida, K Kikuchi, T Kondo, H Ueno, Y Matsuura, "High sensitive and selective H2S gas sensors from r.f.sputtering SnO2 thin film", Sensors and Actuators B 24-25 (1995), 433-437  [7] Dang Duc Vuong, Go Sakai, Kengo Shimanoe, Noboru Yamazoe, "Preparation of grain size-controlled tin oxide sols by hydrothermal treament for thin film sensor application", Sensors and Actuators B 103 (2004), 386-391  [8] A Nasser, "Characterization of boron-doped tin oxide thin films", Thin Solid Films, 342 (1999), 47-51 Trần Thị Mai 71  [9] C S Rastomjee, R S Dale, R J Schaffer, F H Jones, R G Egdell, G C Georgiadis, M J Lee, T J Tate and L L Cao, "An investigation of doping of SnO2 by ion implantation and application of ion-implanted films as gas sensors", Thin Solid Films, 279 (1996), 98105  [10] S F Tahir and C A Koh, "Catalytic oxidation of ethane over supported metal oxide catalysts", Chemosphere, 34 (1997), 1787-1793  [11] G Sberveglieri, "Recent developments in semiconducting thinfilm gas sensors", Sensors and Actuators B, 23 (2-3) (1995) 103-109  [12] Noboru Yamazoe, Go Sakai and Kengo Shimanoe, "Oxide semiconductor gas sensor", Catalysis surveys from asia, Nol 7, (2003)  [13] C Xu, J Tamaki, N Miura and N Yamazoe, "Grain size effects on gas sensitivity of porous SnO2-based elements", Sensors and Actuators B, 3(1991), 147-155  [14] P.K Clifford and D.T Tuma, "Characteristics of semiconductor gas sensors", Sensor and Actuators B, 3(1983), 255-281  [15] N Yamazoe, Y Kurokawa and T Seiyama, "Effects of additives on semiconductor gas sensors", Sensors and Actuators B, 4(1993), 283289  [16] G Sakai, N Matsunaga, K Shimanoe, N Yamazoe, "Theory of gas-diffusion controlled sensitivity for thin film semiconductor gas sensor", Sensors and Actuators B, 80 (2001), 125-131 Trần Thị Mai 72  [17] Yung-Fang Chen, Chi-Young Lee, Ming-Yu Yeng, Hsin-Tien Chiu, "Preparing titanium oxide with various morphologies", Materials Chemistry and Physics 81 (2003) 39–44  [18] Jr H.He, Te H.Wu, Cheng L.Hsin, Kun M.Li, "Beaklike SnO2 nanorods with strong photoluminescent and Field-Emission properties" small 2006, 2, No 1, 116 – 120  [19] Ying Liu, "Fabrication of nanostructured electrodes and interfaces using combustion CVD", Dr thesis, http://smartech.gatech.edu/handle/1853/7937  [20] Azam Anaraki Firooz, Ali Reza Mahjoub, and Abbas Ali Khodadadi,” Preparation of SnO2 nanoparticles and nanorods by using a hydrothermal method at low temperature”, Siencedirect.com, October 2007.(???)  [21] Yingkai Liu, Weiguo Yang, Zhifu Dai, Haiyan Chen, Xiaoli Yang and Dedong Hou,” Impmolten salt synthesis (MSS) for SnO2 nanorods and nanotwinroved s”, Siencedirect.com, July 2008  [22] H.-W Ra, K.J Kim and Y.H Im, “Multiple branch growth of SnO2 nanowires by thermal evaporation process”, Siencedirect.com, 26 September 2008  [23] Jiaqiang Xu, Yuan Zhang, Yuping Chen, Qun Xiang, Qingyi Pan and Liyi Shi, “Uniform ZnO nanorods can be used to improve the response of ZnO gas sensor”, Siencedirect.com, 26 September 2008  [24] Caixin Guo, Minhua Cao, Changwen Hu, “ A novel and lowtemperature hydrothermal synthesis of SnO2 nanorods”, Inorganic Chemistry Communications (2004) 929 – 931 Trần Thị Mai 73 ... từ vật liệu Đề tài: ? ?Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano SnO2 phương pháp nhiệt thủy phân ứng dụng cảm biến khí? ?? lựa chọn Bản luận án bao gồm chương: Chương 1: Tổng quan Trong phần đặc trưng vật liệu. .. chế tạo vật liệu nano SnO2 ứng dụng cảm biến khí phát khí ga hóa lỏng (LPG), từ lựa chọn điều kiện tối ưu để chế tạo vật liệu nano mong muốn tìm điều kiện làm việc tối ưu cảm biến khí chế tạo. .. đào tạo trường đại học bách khoa hµ néi - luận văn thạc sĩ khoa học NGHIấN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU THANH NANO SnO2 BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT THỦY PHÂN ỨNG DỤNG TRONG CẢM BIẾN KHÍ