Nghiên cứu tổng hợp tính chất vật liệu mos2 nhằm ứng dụng cho cảm biến sinh học

Nghiên cứu tổng hợp tính chất vật liệu mos2 nhằm ứng dụng cho cảm biến sinh học Nghiên cứu tổng hợp tính chất vật liệu mos2 nhằm ứng dụng cho cảm biến sinh học Nghiên cứu tổng hợp tính chất vật liệu mos2 nhằm ứng dụng cho cảm biến sinh học Nghiên cứu tổng hợp tính chất vật liệu mos2 nhằm ứng dụng cho cảm biến sinh học Nghiên cứu tổng hợp tính chất vật liệu mos2 nhằm ứng dụng cho cảm biến sinh học Nghiên cứu tổng hợp tính chất vật liệu mos2 nhằm ứng dụng cho cảm biến sinh học Nghiên cứu tổng hợp tính chất vật liệu mos2 nhằm ứng dụng cho cảm biến sinh học Nghiên cứu tổng hợp tính chất vật liệu mos2 nhằm ứng dụng cho cảm biến sinh học Nghiên cứu tổng hợp tính chất vật liệu mos2 nhằm ứng dụng cho cảm biến sinh học Nghiên cứu tổng hợp tính chất vật liệu mos2 nhằm ứng dụng cho cảm biến sinh học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  ĐẶNG THỊ THÚY NGÂN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, TÍNH CHẤT VẬT LIỆU MoS2 NHẰM ỨNG DỤNG CHO CẢM BIẾN SINH HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Chuyên ngành: VẬT LÝ KỸ THUẬT Hà Nội – 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  ĐẶNG THỊ THÚY NGÂN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, TÍNH CHẤT VẬT LIỆU MoS2 NHẰM ỨNG DỤNG CHO CẢM BIẾN SINH HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Chuyên ngành: VẬT LÝ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS Vũ Văn Thú PGS.TS Phƣơng Đình Tâm Hà Nội – 2019 Luận văn thạc sĩ khoa học LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết nghiên cứu, số liệu trình bày luận văn “Nghiên cứu tổng hợp, tính chất vật liệu MoS2 nhằm ứng dụng cho cảm biến sinh học” hướng dẫn TS Vũ Văn Thú PGS.TS Phương Đình Tâm hồn tồn trung thực khơng trùng với kết tác giả khác Hà Nội, ngày 29 tháng năm 2019 Học viên, Đặng Thị Thúy Ngân Luận văn thạc sĩ khoa học LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành Viện Tiên tiến Khoa học Công nghệ (AIST), trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Với tất kính trọng biết ơn chân thành, xin gửi lời cảm ơn đến thầy, TS.Vũ Văn Thú PGS.TS Phương Đình Tâm quan tâm, định hướng hướng dẫn tận tình suốt thời gian làm đề tài luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn thầy TS Phạm Hùng Vượng, TS Dương Thanh Tùng thầy cô giáo thuộc Viện Tiên tiến Khoa học Cơng nghệ dìu dắt giúp đỡ tơi suốt q trình học tập hồn thiện luận văn tốt nghiệp Chân thành cảm ơn quan tâm, giúp đỡ, động viên bạn sinh viên, bạn khóa, anh chị nghiên cứu sinh Cuối cùng, xin bày tỏ lịng biết ơn gia đình bạn bè ln tạo điều kiện động viên, khích lệ giúp tơi hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu luận văn Do thời gian làm luận văn có hạn, điều kiện nghiên cứu hạn chế lần thực bắt tay vào thực một đề tài nghiên cứu khoa học nên không tránh khỏi có thiếu sót hạn chế Tơi mong nhận đóng góp từ thầy giáo bạn đồng nghiệp để đề tài hoàn chỉnh Nội dung nghiên cứu luận án nằm khuôn khổ thực đề tài NAFOSTED mã số 103.02-2017.320 Hà Nội, ngày 29 tháng năm 2019 Học viên, Đặng Thị Thúy Ngân Luận văn thạc sĩ khoa học MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nội dung luận văn Đóng góp đề tài: CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan kim loại chuyển tiếp dichalcogenides 1.2.Molibden Sunfit (MoS2) 1.2.1 Cấu trúc tinh thể 1.2.2 Đặc điểm cấu trúc điện tử 1.2.3 Tình hình nghiên cứu triển vọng ứng dụng cảm biến sinh học 10 1.3.Các phương pháp tổng hợp 15 1.3.1 Phương pháp bóc tách 16 1.3.2 Phương pháp thủy nhiệt 19 1.3.3 Phương pháp lắng đọng pha hóa học (CVD) 21 1.3.4 Phương pháp hóa học 22 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 23 2.1.Dụng cụ hóa chất 23 2.1.1.Hóa chất 23 2.1.2.Dụng cụ, thiết bị 23 Luận văn thạc sĩ khoa học 2.2.Quy trình chế tạo mẫu 24 2.2.1 Chế tạo MoS2 phương pháp thủy nhiệt từ tiền chất Na2MoO4 LCystein 24 2.2.2 Chế tạo MoS2 phương pháp hóa học từ tiền chất AMT Na2S 25 2.2.3 Chế tạo MoS2 phương pháp hóa học từ tiền chất Na2MoO4 Na2S26 2.3 Phương pháp khảo sát nghiên cứu vật liệu 27 2.3.1 Phương pháp phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) 27 2.3.2 Hiển vi điện tử phát xạ trường FESEM 29 2.3.3 Phổ tán xạ lượng tia X EDX 30 2.4.4 Phổ Raman 31 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 3.1.Nghiên cứu vật liệu MoS2 chế tạo phương pháp thủy nhiệt từ Na2MoO4 L-Cystein 34 3.1.1 Ảnh hưởng nhiệt độ ủ 34 3.1.2 Ảnh hưởng thời gian ủ 36 3.2 Nghiên cứu vật liệu MoS2 chế tạo phương pháp hóa học từ tiền chất AMT Na2S 38 3.2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ ủ 38 3.2.2 Ảnh hưởng tỉ lệ tiền chất 42 3.2.3 Ảnh hưởng thời gian ủ 44 3.3 Nghiên cứu vật liệu MoS2 chế tạo phương pháp hóa học từ tiền chất Na2MoO4 Na2S 46 3.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ ủ 46 3.3.2 Ảnh hưởng thời gian ủ 48 3.4 Tính chất điện MoS2 50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 Luận văn thạc sĩ khoa học DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tên tiếng Anh Nghĩa AIST Advanced Institute for Science Viện Tiên tiến Khoa học Công nghệ and Technology TMDCs XRD FESEM Transition metal dichalcogenides X-Ray Diffraction Field emission Scanning Electron Kim loại chuyển tiếp dichalcogenides Nhiễu xạ tia X Kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường Microscope AMT 2D Amoni molibdate Two Dimention Muối amoni molipđat Hai chiều NPs Nano particle Hạt nano CVD Chemical Vapour Deposition Lắng đọng pha hóa học I (a.u) Intensity (arbitrary units) Cường độ (đơn vị tùy ý) EDX Energy - Dispersive X Phổ tán sắc lượng LA Longitudinal acoustic Sóng âm dọc Eg Energy Band gap Độ rộng vùng cấm Luận văn thạc sĩ khoa học DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Bảng tuần hồn ngun tố hóa học Hình 1.2: Cấu trúc tinh thể TMDCs Hình 1.3: (a): cấu trúc tinh thể MoS2, (b): MoS2 dạng khối; (c), (d): MoS2 đơn lớp Hình 1.4: Ba dạng cấu trúc tinh thể MoS2 Hình 1.5: Cấu trúc vùng lượng MoS2 với số lượng lớp khác 10 Hình 1.6: Sơ đồ PdNPs-MoS2 phản ứng ứng quang xúc tác Suzuki, phản ứng liên kết Miyaura 11 Hình 1.7: Sơ đồ biểu diễn pin sạc Li-O2 có catot cấu tạo từ nanocompozit MoS2-AuNPs 12 Hình 1.8: Quy trình chế tạo MoS2 phương pháp bóc tách học 16 Hình 1.9: Mảnh MoS2 tách nhờ băng keo (a): Frindt cộng sự, (b):Gomez cộng 17 Hình 1.10: Sơ đồ phương pháp bóc tách lớp MoS2 nhờ đan xen lithium 18 Hình 1.11: (A): Bình thủy nhiệt (otoclave) (B): Bình Teflon (C): Lị nung 19 Hình 1.12: Một số hình dạng MoS2 chế tạo phương pháp thủy nhiệt (A): MoS2 dạng thanh, (B), (C): MoS2 dạng cánh hoa 21 Hình 1.13: (a), (b) Phương pháp CVD tổng hợp MoS 2; (c), (d): MoS2 thu từ phương pháp CVD 22 Hình 2.1: Sơ đồ chế tạo MoS2 theo phương pháp thủy nhiệt từ tiền chất Na2MoO4 L-cystein 25 Hình 2.2: Sơ đồ chế tạo MoS2 theo phương pháp hóa học từ tiền chất AMT Na2S26 Hình 2.3: Chế tạo MoS2 phương pháp hóa học từ tiền chất Na2MoO4 Na2S27 Hình 2.4: Sơ đồ nhiễu xạ tia X mặt phẳng mạng tinh thể 28 Hình 2.5: Máy đo FE-SEM viện AIST 30 Hình 2.6: Ngun lí hoạt động phổ tán sắc lượng tia X 31 Hình 2.7: Tán xạ Raman thu kích thích phân tử Laser 32 Hình 2.8: Hai mode dao động đặc trưng E12g A1g vật liệu MoS2 32 Luận văn thạc sĩ khoa học Hình 3.1: Phổ nhiễu xạ tia X mẫu vật liệu phương pháp thủy nhiệt từ Na2MoO4 L-cystein: (a): chưa ủ nhiệt, (b): ủ nhiệt 300 oC, (c): ủ nhiệt 500 o C, (d): ủ nhiệt 700 oC, (e): ủ nhiệt 900 oC 34 Hình 3.2: Ảnh FE-SEM vât liệu MoS2 dạng cánh hoa chế tạo phương pháp thủy nhiệt từ tiền chất Na2MoO4 L-cystein theo nhiệt độ ủ (a): 300oC, (b): 500oC, (c): 700oC (d): 900oC 35 Hình 3.3: Ảnh FE-SEM MoS2 dạng cánh hoa chế tạo phương pháp thủy nhiệt từ Na2MoO4 L-cystein theo thời gian ủ: (a) 1h; (b) 1,5h; (c) 2h, (d)2,5h 36 Hình 3.4: Phổ EDX vật liệu MoS2 ủ nhiệt độ 700oC thời gian 2h 37 Hình 3.5: Phổ nhiễu xạ tia X mẫu vật liệu B 38 Hình 3.6: Phổ nhiễu xạ mẫu MoS2 theo nhiệt độ ủ khác (a): 300 oC, (b): 500 oC, (c): 700 oC, (d): 900 oC 39 Hình 3.7: Phổ Raman mẫu MoS2 dạng vảy theo nhiệt độ ủ khác (a): 300 o C, (b): 500 oC, (c): 700 oC, (d): 900 oC 40 Hình 3.8: Ảnh FE_SEM vật liệu MoS2 đươc chế tạo phương pháp hóa hoc theo nhiệt độ (a): 300oC, (b): 500oC, (c): 700oC, (d): 900oC 41 Hình 3.9: Phổ nhiễu xạ tia X MoS2 theo tỉ lệ tiền chất AMT: Na2S khác nhau, (a): 1:1; (b) 1:3; (c) 1:5 (d) 1:7 42 Hình 3.10: Ảnh FE-SEM mẫu bột MoS2 thay đổi tỉ lệ tiền chất AMT Na2S (a) 1: 1; (b) : 3; (c) : 5; (d) : 43 Hình 3.11: Ảnh FE-SEM mẫu bột MoS2 thay đổi thời gian ủ lượt (a) h;45 Hình 3.12: Phổ EDX vật liệu MoS2 ủ 700oC 46 Hình 3.13: Phổ Raman mẫu MoS2 tổng hợp từ Na2MoO4 Na2S theo nhiệt độ ủ khác (a): 300 oC, (b): 500 oC, (c): 700 oC, (d): 900 oC 47 Hình 3.14: Ảnh FE-SEM vật liệu MoS2 chế tạo phương pháp hóa học từ Na2MoO4 Na2S theo nhiệt độ ủ (a): 300 oC, (b): 500 oC, (c): 700 oC, (d): 900oC 48 Luận văn thạc sĩ khoa học Hình 3.15: Ảnh FE-SEM hạt MoS2 chế tạo phương pháp hóa học từ Na2MoO4 Na2S theo nhiệt độ ủ (a): 1h, (b): 1,h, (c): 2h, (d): 2,5h 49 Hình 3.16: Phổ nhiễu xạ tia X mẫu hạt MoS2 tổng hợp phương pháp hóa học từ tiền chất Na2MoO4 Na2S 49 Hình 3.17: Giá trị điện trở mẫu MoS2 51 Luận văn thạc sĩ khoa học Hình 3.12: Phổ EDX vật liệu MoS2 ủ 700oC Từ kết phân tích trên, chúng tơi lựa chọn điều kiện tối ưu để tổng hợp vật liệu MoS2 phương pháp hóa học là: tỉ lệ AMT: Na2S 1:3, nhiệt độ ủ: 700 oC thời gian ủ: 1,5 3.3 Nghiên cứu vật liệu MoS2 chế tạo phƣơng pháp hóa học từ tiền chất Na2MoO4 Na2S 3.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ ủ Để nghiên cứu thành phần pha tinh thể MoS2, mẫu vật liệu sau chế tạo tiến hành đo phổ Raman biểu diễn hình 3.13 Kết mơ tả hình 3.13 cho thấy, nhiệt độ 300 oC [hình 3.13(a)], xuất đỉnh phổ dao động E12g, mode dao động cịn lại khơng rõ ràng Ba mẫu vật liệu ủ tương ứng nhiệt độ 500, 700 900 oC [hình 3.13 (b), (c), (d)] có xuất hai mode dao động đặc trưng E12g A1g MoS2, có đỉnh nằm khoảng vị trí 383 cm-1 406 cm-1 Khi tăng nhiệt độ ủ lên 500 oC, vật liệu xuất mode dao động A1g tương đối rõ Mẫu vật liệu MoS2 chế tạo sau ủ 700 900oC có mode dao động đặc trưng với cường độ lớn Điều giải thích MoS2 tinh thể hóa tốt nhiệt độ 700 oC 46 Luận văn thạc sĩ khoa học Hình 3.13: Phổ Raman mẫu MoS2 tổng hợp từ Na2MoO4 Na2S theo nhiệt độ ủ khác (a): 300 oC, (b): 500 oC, (c): 700 oC, (d): 900 oC Tiếp theo, để nghiên cứu hình thái bề mặt mẫu sau chế tạo, chúng tơi sử dụng kính hiển vi điện tử qt (FE-SEM) mơ tả hình 3.14 Kết FE-SEM hình 3.14 (a) cho thấy, nhiệt độ ủ 300oC, vật liệu tạo thành có hình thái chưa rõ ràng Khi nhiệt độ tăng lên 500 oC 700oC, MoS2 tạo thành có cấu trúc dạng hạt hình cầu với đường biên rõ ràng, đường kính khoảng 200nm [hình 3.14 (b), (c)] Kết phù hợp với kết Ramman, tăng nhiệt độ ủ từ 300 đến 700 oC, độ kết tinh vật liệu tăng lên Tại 900 oC [hình 3.14 (d)], cấu trúc hạt bị phá vỡ, hạt có xu hướng kết dính tạo thành dạng hình thái khác 47 Luận văn thạc sĩ khoa học Hình 3.14: Ảnh FE-SEM vật liệu MoS2 chế tạo phương pháp hóa học từ Na2MoO4 Na2S theo nhiệt độ ủ (a): 300 oC, (b): 500 oC, (c): 700 oC, (d): 900 oC Từ kết trên, tác giả lựa chọn điều kiện nhiệt độ ủ tối ưu để chế tạo hạt MoS2 700 oC 3.3.2 Ảnh hưởng thời gian ủ Tiếp theo, ảnh hưởng thời gian ủ đến trình hình thành vật liệu MoS2 nghiên cứu Kết biểu diễn hình 3.15 Như mơ tả hình 3.15 thấy, vật liệu tổng hợp 700 o C, với thời gian ủ 1h, có xuất hạt MoS với đường kính khoảng 150 nm Khi tăng thời gian ủ lên 1,5h, hạt hình thành rõ ràng đường kính khoảng 200 nm Tuy nhiên, thời gian ủ tăng từ 1.5h lên đến 2h 2,5h vật liệu có xu hướng kết đám để hình thành hạt có đường kính lớn 48 Luận văn thạc sĩ khoa học Hình 3.15: Ảnh FE-SEM hạt MoS2 chế tạo phương pháp hóa học từ Na2MoO4 Na2S theo nhiệt độ ủ (a): 1h, (b): 1,h, (c): 2h, (d): 2,5h Để nghiên cứu cấu trúc vật liệu, mẫu chụp phổ nhiễu xạ tia X biểu diễn hình 3.16 96– 900– 9145 Hình 3.16: Phổ nhiễu xạ tia X mẫu hạt MoS2 tổng hợp phương pháp hóa học từ tiền chất Na2MoO4 Na2S 49 Luận văn thạc sĩ khoa học Quan sát phổ nhiễu xạ tia X hình 3.16 thấy rằng, hạt MoS2 tổng hợp có cấu trúc tinh thể 2H với đỉnh phổ đặc trưng mặt (002), (100), (101), (103), (106), (105), (110), (008) tương ứng góc 2θ 14,380; 32,760; 33,390; 39,520; 49,810; 44,030; 58,340; 60,290 theo số thẻ chuẩn 96– 900– 9145 Chúng đề xuất chế tạo sản phẩm MoS2 theo phương trình sau: (1) Sau phản ứng (3), sản phẩm thu bao gồm chất lắng MoS2 phần dung dịch lỏng (H2O, HCl dư, NaCl, H2S, Na2SO4…) MoS2 lọc rửa nhiều lần nước khử ion, etanol nhằm loại bỏ hồn tồn tạp chất sau tinh thể hóa tạo tinh thể MoS2, bổ sung thêm lưu huỳnh để hồn thiện cấu trúc tinh thể mơi trường khí Nitơ Như vậy, từ kết đạt thấy, vật liệu MoS2 có cấu trúc dạng hạt tổng hợp thành công phương pháp hóa học từ tiền chất Na2MoO4 Na2S với có mặt có axit HCl Vật liệu tạo thành có hình dạng so với dạng hình vảy, màng mỏng hạt hình cầu cấu tạo từ vảy nghiên cứu công bố trước Điều kiện tối ưu để tổng hợp hạt MoS2 phương pháp hóa học từ tiền chất Na2MoO4 Na2S lựa chọn thời gian ủ 1,5h 700oC 3.4 Tính chất điện MoS2 Sau nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến hình thái cấu trúc, tiến hành xác định độ dẫn vật liệu MoS2 chế tạo sử dụng máy phân tích đặc trưng thơng số bán dẫn Keyleith 4200s Viện AIST Để nghiên cứu độ dẫn MoS2, thực sau: MoS2 tổng hợp phương pháp thủy nhiệt hóa học phân tán ethanol Sau trình phân tán, MoS phủ lên điện cực, ủ môi trường nitơ 60oC thời gian 30 phút Tiếp theo, máy phân tích đặc trưng thơng số bán dẫn Keyleith 4200s sử dụng để 50 Luận văn thạc sĩ khoa học xác định điện trở mẫu MoS2 tổng hợp Kết xác định điện trở vật liệu MoS tổng hợp từ tiền chất khác với phương pháp khác trình bày hình 3.17 Hình 3.17: Giá trị điện trở mẫu MoS2 (Mẫu 1): Mẫu chế tạo phương pháp hóa học từ AMT Na2S (Mẫu 2): Mẫu chế tạo phương pháp thủy nhiệt từ Na2MoO4 L-cystein (Mẫu 3) : Mẫu chế tạo phương pháp hóa học từ Na2MoO4 Na2S Quan sát hình 3.17 thấy, mẫu tổng hợp theo phương pháp khác có độ dẫn khác Trong đó, mẫu mẫu chế tạo phương pháp thủy nhiệt từ Na2MoO4 L-cystein có điện trở thấp 2.026x103 Ω mẫu mẫu chế tạo phương pháp hóa học từ Na2MoO4 Na2S có điện trở cao 136,55x103 Ω Điều giải thích mẫu chế tạo phương pháp thủy nhiệt từ Na2MoO4 L-cystein có hình dạng cánh hoa với kích thước đường kính cánh hoa xấp xỉ nm, có độ đồng cao nên độ dẫn vật liệu tốt Mẫu mẫu chế tạo phương pháp hóa học với có mặt axit HCl từ hệ tiền chất khác có kích thước đường kính vật liệu lớn không đồng dẫn đến điện trở tăng độ dẫn điện giảm 51 Luận văn thạc sĩ khoa học KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN: Trên sở kết nghiên cứu trình bày luận văn, đưa số kết luận sau: - Đã nghiên cứu quy trình tổng hợp thành công vật liệu MoS2 từ tiền chất Na2MoO4 L-cystein phương pháp thủy nhiệt 200oC 24h Đã nghiên cứu điều kiện tối ưu nhiệt độ ủ thời gian ủ để tổng hợp vật liệu MoS2 có dạng cánh hoa, nhiệt độ ủ: 700 oC, thời gian ủ nhiệt: 2h - Đã nghiên cứu quy trình tổng hợp vật liệu MoS2 từ tiền chất AMT Na2S phương pháp hóa học với tỉ lệ tiền chất 1:3; ủ nhiệt 700 oC 1,5h Vật liệu MoS2 thu có dạng vẩy với đường kính khoảng 100 nm, chiều dày nm - Đã nghiên cứu quy trình tổng hợp thành cơng MoS2 từ tiền chất Na2MoO4 Na2S phương pháp hóa học Điều kiện tối ưu cho phương pháp ủ nhiệt 700 oC 1,5 h Vật liệu MoS2 thu có dạng hạt hình cầu với đường kính khoảng 150 nm - Ngoài ra, độ dẫn điện vật liệu chế tạo phương pháp khác nghiên cứu Các kết cho thấy, vật liệu MoS2 chế tạo phương pháp thủy nhiệt từ Na2MoO4 L-cystein có điện trở thấp (2.026x103 Ω) so với mẫu chế tạo phương pháp hóa học từ Na2MoO4 Na2S (136,55x103 Ω) mẫu chế tạo phương pháp hóa học từ AMT Na2S (25,52x103 Ω) KIẾN NGHỊ: Cần có nghiên cứu sâu tính chất ứng dụng MoS2 52 Luận văn thạc sĩ khoa học DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ Đặng Thị Thúy Ngân , Đinh Văn Tuấn, Nguyễn Thị Thuỷ, Nguyễn Thị Nguyệt, Vũ Văn Thú, Dương Anh Tuấn, Phạm Hùng Vượng, Phương Đình Tâm (2019), “Nghiên cứu tổng hợp vật liệu MoS2 phương pháp hoá học”, Kỷ yếu hội nghị vật lý chất rắn khoa học vật liệu toàn quốc lần thứ 11 (SPMS 2019), Thành phố Quy Nhơn, Bình Định, 640-644 53 Luận văn thạc sĩ khoa học TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Alidoust, N., G Bian, S Y Xu, R Sankar, M Neupane, C Liu, I Belopolski, D X Qu, J D Denlinger, F C Chou, and M Z Hasan, “Observation of monolayer valence band spin-orbit effect and induced quantum well states in MOX2,” Nat Commun., vol 5, no August, pp 1–8, 2014 [2] Benavente, E and G González-Moraga, “Microwave activated lithium intercalation in transition metal sulfides,” Mater Res Bull., vol 32, no 6, pp 709–717, 1997 [3] Brent, J R., N Savjani, and P O’Brien, “Synthetic approaches to twodimensional transition metal dichalcogenide nanosheets,” Prog Mater Sci., vol 89, pp 411–478, 2017 [4] Cao, X., Y Shi, W Shi, X Rui, Q Yan, J Kong, and H Zhang, “Preparation of MoS2-coated three-dimensional graphene networks for high-performance anode material in lithium-ion batteries,” Small, vol 9, no 20, pp 3433–3438, 2013 [5] Cao, X., C Tan, X Zhang, W Zhao, and H Zhang, “Solution-Processed Two-Dimensional Metal Dichalcogenide-Based Nanomaterials for Energy Storage and Conversion,” Adv Mater., vol 28, no 29, pp 6167–6196, 2016 [6] Castellanos-Gomez, A., N Agrat, and G Rubio-Bollinger, “Optical identification of atomically thin dichalcogenide crystals,” Appl Phys Lett., vol 96, no 21, pp 94–97, 2010 [7] Chang, L., H Yang, W Fu, J Zhang, Q Yu, H Zhu, J Chen, R Wei, Y Sui, X Pang, and G Zou, “Simple synthesis of MoS2 inorganic fullerene-like nanomaterials from MoS2 amorphous nanoparticles,” Mater Res Bull., vol 43, no 8–9, pp 2427–2433, 2008 [8] Chen, Y., J Lu, S Wen, L Lu, and J Xue, “Synthesis of SnO2/MoS2 composites with different component ratios and their applications as lithium ion battery anodes,” J Mater Chem A, vol 2, no 42, pp 17857–17866, 54 Luận văn thạc sĩ khoa học 2014 [9] Coleman, J N., M Lotya, A O’neill, S D Bergin, P J King, U Khan, K Young, A Gaucher, S De, R J Smith, I V Shvets, S K Arora, G Stanton, H.-Y Kim, K Lee, G T Kim, G S Duesberg, T Hallam, J J Boland, J J Wang, J F Donegan, J C Grunlan, G Moriarty, A Shmeliov, R J Nicholls, J M Perkins, E M Grieveson, K Theuwissen, D W Mccomb, P D Nellist, and V Nicolosi, “Two-dimensional nanosheets produced by liquid exfoliation of layered materials,” Science (80- )., vol 331, no February, pp 568–571, 2011 [10] Ding, S., D Zhang, J S Chen, and X W Lou, “Facile synthesis of hierarchical MoS2 microspheres composed of few-layered nanosheets and their lithium storage properties,” Nanoscale, vol 4, no 1, pp 95–98, 2012 [11] Duan, X., C Wang, A Pan, R Yu, and X Duan, “Two-dimensional transition metal dichalcogenides as atomically thin semiconductors: Opportunities and challenges,” Chem Soc Rev., vol 44, no 24, pp 8859– 8876, 2015 [12] Enyashin, A N., L Yadgarov, L Houben, I Popov, M Weidenbach, R Tenne, M Bar-Sadan, and G Seifert, “New route for stabilization of 1T-WS2 and MoS2 phases,” J Phys Chem C, vol 115, no 50, pp 24586–24591, 2011 [13] Fang, X., X Guo, Y Mao, C Hua, L Shen, Y Hu, Z Wang, F Wu, and L Chen, “Mechanism of lithium storage in MoS2 and the feasibility of using Li 2S/Mo nanocomposites as cathode materials for lithium-sulfur batteries,” Chem - An Asian J., vol 7, no 5, pp 1013–1017, 2012 [14] Frindt, R F., “Single crystals of MoS2 several molecular layers thick,” J Appl Phys., vol 37, no 4, pp 1928–1929, 1966 [15] Gan, X., H Zhao, and X Quan, “Two-dimensional MoS2: A promising building block for biosensors,” Biosens Bioelectron., vol 89, pp 56–71, 2017 55 Luận văn thạc sĩ khoa học [16] Ganatra, R., Q Zhang, N Centre, and E Engineering, “Few-layer MoS2: a promising layered semiconductor,” Am Chem Soc., vol 8, no 6, pp 4074– 4099, 2014 [17] Han, B and Y H Hu, “MoS2 as a co-catalyst for photocatalytic hydrogen production from water,” Energy Sci Eng., vol 4, no 5, pp 285–304, 2016 [18] Hu, Z., L Wang, K Zhang, J Wang, F Cheng, Z Tao, and J Chen, “MoS2 Nanoflowers with Expanded Interlayers as High-Performance Anodes for Sodium-Ion Batteries,” Angew Chemie - Int Ed., vol 53, no 47, pp 12794– 12798, 2014 [19] Huang, K J., L Wang, J Li, and Y M Liu, “Electrochemical sensing based on layered MoS2-graphene composites,” Sensors Actuators, B Chem., vol 178, pp 671–677, 2013 [20] Huang, K J., J Z Zhang, Y J Liu, and L L Wang, “Novel electrochemical sensing platform based on molybdenum disulfide nanosheets-polyaniline composites and Au nanoparticles,” Sensors Actuators, B Chem., vol 194, pp 303–310, 2014 [21] Huang, K J., J Z Zhang, G W Shi, and Y M Liu, “Hydrothermal synthesis of molybdenum disulfide nanosheets as supercapacitors electrode material,” Electrochim Acta, vol 132, pp 397–403, 2014 [22] Hwang, H., H Kim, and J Cho, “MoS2 nanoplates consisting of disordered graphene-like layers for high rate lithium battery anode materials,” Nano Lett., vol 11, no 11, pp 4826–4830, 2011 [23] K S Novoselov, A K Geim, S V Morozov, D Jiang, Y Zhang, S V Dubonos, I V G and A A F., “Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films,” Science (80- )., vol 306, no 5096, pp 666–669, 2004 [24] Krishnan, U., M Kaur, K Singh, M Kumar, and A Kumar, “A synoptic review of MoS2 : Synthesis to applications,” Superlattices Microstruct., vol 128, pp 274–297, 2019 [25] Kuc, A., N Zibouche, and T Heine, “Influence of quantum confinement on 56 Luận văn thạc sĩ khoa học the electronic structure of the transition metal sulfide TS2,” Phys Rev B Condens Matter Mater Phys., vol 83, no 24, pp 1–4, 2011 [26] Kuc, A., “Low-dimensional transition-metal dichalcogenides,” Chem Model., vol 11, pp 1–29, 2015 [27] Laskar, M R., D N Nath, L Ma, E W Lee, C H Lee, T Kent, Z Yang, R Mishra, M A Roldan, J C Idrobo, S T Pantelides, S J Pennycook, R C Myers, Y Wu, and S Rajan, “P-type doping of MoS2 thin films using Nb,” Appl Phys Lett., vol 104, no 9, pp 104–108, 2014 [28] Lee, Y H., X Q Zhang, W Zhang, M T Chang, C Te Lin, K Di Chang, Y C Yu, J T W Wang, C S Chang, L J Li, and T W Lin, “Synthesis of large-area MoS2 atomic layers with chemical vapor deposition,” Adv Mater., vol 24, no 17, pp 2320–2325, 2012 [29] Li, X and H Zhu, “Two-dimensional MoS2 : Properties, preparation, and applications,” J Mater., vol 1, no 1, pp 33–44, 2015 [30] Lin, H., X Chen, H Li, M Yang, and Y Qi, “Hydrothermal synthesis and characterization of MoS2 nanorods,” Mater Lett., vol 64, no 15, pp 1748– 1750, 2010 [31] Lin, X., Y Ni, and S Kokot, “Electrochemical cholesterol sensor based on cholesterol oxidase and MoS2-AuNPs modified glassy carbon electrode,” Sensors Actuators, B Chem., vol 233, pp 100–106, 2016 [32] Liu, K K., W Zhang, Y H Lee, Y C Lin, M T Chang, C Y Su, C S Chang, H Li, Y Shi, H Zhang, C S Lai, and L J Li, “Growth of large-area and highly crystalline MoS2 thin layers on insulating substrates,” Nano Lett., vol 12, no 3, pp 1538–1544, 2012 [33] Liu, Y D., L Ren, X Qi, L W Yang, G L Hao, J Li, X L Wei, and J X Zhong, “Preparation, characterization and photoelectrochemical property of ultrathin MoS2 nanosheets via hydrothermal intercalation and exfoliation route,” J Alloys Compd., vol 571, pp 37–42, 2013 [34] Md Nurunnabi, J M., “Biomedical application of graphene and 2D 57 Luận văn thạc sĩ khoa học nanometerials,” Micro nano Technol Ser., 2019 [35] Miao, H., X Hu, Q Sun, Y Hao, H Wu, D Zhang, J Bai, E Liu, J Fan, and X Hou, “Hydrothermal synthesis of MoS2 nanosheets films: Microstructure and formation mechanism research,” Mater Lett., vol 166, pp 121–124, 2016 [36] Narayanan, T N., C S R Vusa, and S Alwarappan, “Selective and efficient electrochemical biosensing of ultrathin molybdenum disulfide sheets,” Nanotechnology, vol 25, no 33, p 335702, 2014 [37] O’Neill, A., U Khan, and J N Coleman, “Preparation of high concentration dispersions of exfoliated MoS with increased flake size,” Chem Mater., vol 24, no 12, pp 2414–2421, 2012 [38] Radisavljevic, B., A Radenovic, J Brivio, V Giacometti, and A Kis, “Single-layer MoS2 transistors,” Nat Nanotechnol., vol 6, no 3, pp 147– 150, 2011 [39] Rosentsveig, R., A Gorodnev, N Feuerstein, H Friedman, A Zak, N Fleischer, J Tannous, F Dassenoy, and R Tenne, “Fullerene-like MoS2 nanoparticles and their tribological behavior,” Tribol Lett., vol 36, no 2, pp 175–182, 2009 [40] Shi, Y., W Zhou, A Y Lu, W Fang, Y H Lee, A L Hsu, S M Kim, K K Kim, H Y Yang, L J Li, J C Idrobo, and J Kong, “Van der Waals epitaxy of MoS2 layers using graphene as growth templates,” Nano Lett., vol 12, no 6, pp 2784–2791, 2012 [41] Shin, H H., E Kang, H Park, T Han, C H Lee, and D K Lim, “Pdnanodot decorated MoS2 nanosheets as a highly efficient photocatalyst for the visible-light-induced Suzuki-Miyaura coupling reaction,” J Mater Chem A, vol 5, no 47, pp 24965–24971, 2017 [42] Splendiani, A., L Sun, Y Zhang, T Li, J Kim, C Y Chim, G Galli, and F Wang, “Emerging photoluminescence in monolayer MoS2,” Nano Lett., vol 10, no 4, pp 1271–1275, 2010 58 Luận văn thạc sĩ khoa học [43] Su, S., H Sun, F Xu, L Yuwen, C Fan, and L Wang, “Direct electrochemistry of glucose oxidase and a biosensor for glucose based on a glass carbon electrode modified with MoS2 nanosheets decorated with gold nanoparticles,” Microchim Acta, vol 181, no 13–14, pp 1497–1503, 2014 [44] Lê Văn Thăng, Trần Thanh Tâm, V V Đ., “Nghiên cứu tổng hợp hạt nano Molybdenum disulfide (MoS2) cấu trúc lớp phương pháp hố học với có mặt HCl,” Tạp chí khoa học ĐHSP TPHCM, pp 31–37, 2016 [45] Nguyễn Đinh Diệu Trâm, “Nghiên cứu tổng hợp ứng dụng nanocomposite MoS2 với chất khác nhau,” Luận văn thạc sỹ, chuyên ngành hoá lý thuyết hoá lý Đại học Quy Nhơn, 2017 [46] Wang, Q H., K Kalantar-Zadeh, A Kis, J N Coleman, and M S Strano, “Electronics and optoelectronics of two-dimensional transition metal dichalcogenides,” Nat Nanotechnol., vol 7, no 11, pp 699–712, 2012 [47] Wang, S., G Deng, J Gu, W Hua, X Jia, and K Xi, “In site preparation of Pd(II)-MoS2 complex: A new high-efficiency catalyst for alkenylation of heteroaromatics by direct C-H bond activation,” Appl Catal A Gen., vol 508, pp 80–85, 2015 [48] Wang, X., F Nan, J Zhao, T Yang, T Ge, and K Jiao, “A label-free ultrasensitive electrochemical DNA sensor based on thin-layer MoS2 nanosheets with high electrochemical activity,” Biosens Bioelectron., vol 64, pp 386–391, 2014 [49] Windom, B C., W G Sawyer, and D W Hahn, “A raman spectroscopic study of MoS2 and MoO3: Applications to tribological systems,” Tribol Lett., vol 42, no 3, pp 301–310, 2011 [50] WYPYCH, F and R SCHOELLHORN, “1T-MoS2, A New Metallic Modification of Molybdenum Disulfide.,” ChemInform, vol 19, pp 1386– 1388, 1992 [51] Yang, T., H Chen, T Ge, J Wang, W Li, and K Jiao, “Highly sensitive determination of chloramphenicol based on thin-layered MoS2/polyaniline 59 Luận văn thạc sĩ khoa học nanocomposite,” Talanta, vol 144, pp 1324–1328, 2015 [52] Yoon, J., T Lee, B Bapurao, J Jo, B K Oh, and J W Choi, “Electrochemical H2O2 biosensor composed of myoglobin on MoS2 nanoparticle-graphene oxide hybrid structure,” Biosens Bioelectron., vol 93, no November, pp 14–20, 2017 [53] Yu, Y., C Li, Y Liu, L Su, Y Zhang, and L Cao, “Controlled scalable synthesis of uniform, high-quality monolayer and few-layer MoS2 films,” Sci Rep., vol 3, pp 1–6, 2013 [54] Zeng, Z., Z Yin, X Huang, H Li, Q He, G Lu, F Boey, and H Zhang, “Single-layer semiconducting nanosheets: High-yield preparation and device fabrication,” Angew Chemie - Int Ed., vol 50, no 47, pp 11093–11097, 2011 [55] Zhan, Y., Z Liu, S Najmaei, P M Ajayan, and J Lou, “Large-area vaporphase growth and characterization of MoS2 atomic layers on a SiO2 substrate,” Small, vol 8, no 7, pp 966–971, 2012 [56] Zhao, C., X Wang, J Kong, J M Ang, P S Lee, Z Liu, and X Lu, “SelfAssembly-Induced Alternately Stacked Single-Layer MoS2 and N-doped Graphene: A Novel van der Waals Heterostructure for Lithium-Ion Batteries,” ACS Appl Mater Interfaces, vol 8, no 3, pp 2372–2379, 2016 60 ... nghiên cứu nhiều Vì vậy, đề tài ? ?Nghiên cứu tổng hợp, tính chất vật liệu MoS2 nhằm ứng dụng cho cảm biến sinh học? ?? thực nhằm ứng dụng việc chế tạo cảm biến sinh học có ứng dụng cao Mục tiêu nghiên. .. TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  ĐẶNG THỊ THÚY NGÂN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, TÍNH CHẤT VẬT LIỆU MoS2 NHẰM ỨNG DỤNG CHO CẢM BIẾN SINH HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Chuyên ngành: VẬT LÝ KỸ... liệu TMDCs, vật liệu MoS2: Cấu trúc tính chất MoS2, phương pháp chế tạo MoS2 - Tổng quan tình hình nghiên cứu giới nước vật liệu MoS2 ứng dụng cảm biến sinh học Luận văn thạc sĩ khoa học Chƣơng