Nghiên cứu tính chất quang của dây nano silic pha tạp er3

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Lê Thị Nụ Lê Thị Nụ KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA DÂY NANO SILIC PHA TẠP Er3+ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGHÀNH KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT VẬT LIỆU 2009 - 2011 Hà Nội – 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ THỊ NỤ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA DÂY NANO SILIC PHA TẠP Er3+ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT VẬT LIỆU ĐIỆN TỬ NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS Trần Ngọc Khiêm Hà Nội – 2011 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .7 TÓM TẮT LUẬN VĂN .1 MỞ ĐẦU .3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ DÂY NANO Si VÀ DÂY NANO Si:Er3+ 1.1 Tổng quan dây nano Si 1.1.1 Cấu trúc tinh thể Si 1.1.2 Cấu trúc vùng lượng Si 1.1.3 Tính chất học dây nano silic 1.1.4 Tính dẫn nhiệt dây nano silic 1.1.5 Tính chất điện dây nano silic 10 1.2 Tổng quan ion đất 15 1.2.1 Đặc trưng ion đất .15 1.2.2 Sự hồi phục không xạ 17 1.2.3 Tổng quan ion Er3+ dây nano Si .18 CHƯƠNG II: CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU 27 2.1 Cơ chế VLS: 28 2.2 Quá trình chế tạo dây nano Si 31 2.3 Quy trình chế tạo dây nanơ Silic pha tạp Er3+ 34 2.4 Một số phương pháp phân tích 36 2.4.1 Phương pháp chụp ảnh SEM: 36 2.4.2 Phương pháp phân tích nhiễu xạ tia X: .37 2.4.3 Phương pháp chụp ảnh TEM 39 2.4.3 Phương pháp phân tích huỳnh quang 39 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .41 3.1 Kết chụp mẫu với vật liệu nguồn Si + SiO2 41 3.2 Kết chụp mẫu với vật liệu nguồn Sil +C .47 3.3 Kết chụp mẫu với vật liệu nguồn SiO 51 3.4 Kết huỳnh quang sau ủ nhiệt 55 3.5 Kết pha tạp Er3+ vào dây nano Si 56 KẾT LUẬN .61 TÀI LIỆU THAM KHẢO .62 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT XRD Phổ nhiễu xạ tia X (X-rayDiffraction) SEM Hiển vi điện tử quét (ScanningElectron Microscopy) PL Phổ huỳnh quang (Photoluminescence) Er3+ Ion đất (Erbium) DANH MỤC HÌNH VÀ BẢNG Danh mục hình: Hình 1.1 Cấu trúc tinh thể Si .5 Hình 1.2 Sơ đồ vùng lượng Si Hình 1.3 Quá trình uốn cong dây .7 Hình 1.4 Đồ thị lực tác dụng theo giá trị độ lệch .8 Hình 1.5 Đồ thị ứng suất theo sức căng Hình 1.6 Sự phụ thuộc độ dẫn vào nhiệt độ dây nano với đường kính khác Hình 1.7 Cấu trúc vùng lượng dây nano Si 10 Hình 1.8 Sự thay đổi bề rộng vùng cấm theo đường kính dây nano Si theo phương (111), (100) (110) 11 Hình1.9 Sự dịch chuyển khí điện tử 2d (a) điện tử dây nano Si (b) 12 Hình 1.10 Phổ Raman SiNWs C-Si đo nhiệt độ phịng với cơng suất nguồn laser Ar có bước song ánh sáng kích thích 514 nm 13 Hình 1.11 Phổ Raman dây nano Si (A) với bước sóng kích thích 514 nm 13 thay đổi công suất nguồn laser, (B) công suất nguồn mW bước sóng kích thích khác [22] 13 Hình 1.12 Phổ huỳnh quang dây nano silic đo nhiệt độ khác .14 Hình 1.13 Đặc trưng suy hao sợi quang phụ thuộc vào bước sóng truyền 14 Hình 1.14 Giản đồ Dieke ion đất 16 Hình 1.15 Sơ đồ tách mức lượng 17 Hình 1.16 Giản đồ lượng Er3+ [14] 19 Hình 1.17 Mơ hình truyền lượng cộng hưởng .20 Hình 1.18 Chuyển đổi ngược bước 21 Hình 1.19 Quá trình kết cặp huỳnh quang 21 Hình 1.20 Truyền lượng có hấp thụ photon .22 Hình 1.21 Sự truyền lượng ion Er3+ 22 Hình 1.22 Sơ đồ khuếch đại tín hiệu bơm ba mức [1] .23 Hình 1.23 Giản đồ tách mức lượng Stark ion Er+3, Hình 2.1 Nguyên lý phương pháp CVD 27 Hình 2.2 Nguyên lý kỹ thuật bốc bay nhiệt .28 Hình 2.3 Quá trình mọc dây nano Silicon theo chế VLS 29 Hình 2.4 Cơ chế mọc dây .30 Hình 2.5 Hệ thống chế tạo thực nghiệm viện ITIMS 32 Hình 2.6 Giản đồ nâng nhiệt theo thời gian 32 Hình 2.7 Mơ hình chế tạo thực nghiệm 33 Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý FESEM 36 Hình 2.9 Nhiễu xạ tia X mặt phẳng nguyên tử 37 Hình 2.10 Máy nhiễu xạ tia X 38 Hình 2.11 Sơ đồ nguyên lý TEM 38 Hình 2.12 Nguyên lý phát huỳnh quang 39 Hình 2.13 Một hệ đo phổ huỳnh quang .40Error! Bookmark not defined Hình 3.1 Ảnh SEM mẫu chế tạo 1300oC thời gian .42 Hình 3.2 Ảnh SEM mẫu chế tạo tạo 1300oC thời gian 42 Hình 3.3 Ảnh SEM mẫu chế tạo tạo 1300oC thời gian 43 Hình 3.4 Ảnh SEM mẫu chế tạo từ vật liệu Si:SiO2 = 3:7 cách thuyền 16 cm 43 nhiệt độ 1300oC 43 Hình 3.5 Ảnh SEM mẫu chế tạo từ vật liệu Si:SiO2 = 3:7 cách thuyền 14 cm .44 Hình 3.6 Ảnh SEM mẫu chế tạo từ vật liệu Si:SiO2 = 7:3 cách thuyền 14 cm 45 Hình 3.7 Ảnh SEM mẫu chế tạo từ vật liệu Si:SiO2 = 5:5 cách thuyền 14 cm 45 Hình 3.8 Ảnh TEM mẫu chế tạo từ vật liệu Si:SiO2 = 3:7 cách thuyền 14 cm .46 Hình 3.9 Huỳnh quang mẫu chế tạo từ vật liệu nguồn Si:SiO2 = 3:7 đo vị trí khác đế 46 Hình 3.10 Ảnh SEM mẫu chế tạo nhiệt độ 1200oC 48 Hình 3.11 Ảnh SEM mẫu chế tạo thời gian nhiệt độ 1300oC với khoảng cách 14 cm 48 Hình 3.12 Ảnh SEM mẫu chế tạo thời gian nhiệt độ 1300oC với khoảng cách 15 cm 49 Hình 3.13 Ảnh TEM mẫu chế tạo thời gian với khoảng cách 14 cm 50 Hình 3.14 Phổ huỳnh quang mẫu chế tạo với vật liệu nguồn Si –C khoảng cách 15 cm 51 Hình 3.15 Ảnh SEM mẫu chế tạo từ vật liệu nguồn SiO thuyền 13 cm nhiệt độ 1300oC .52 Hình 3.16 Ảnh SEM mẫu chế tạo từ vật liệu nguồn SiO thuyền 14 cm nhiệt độ 1300oC .52 Hình 3.17 Ảnh SEM mẫu chế tạo từ vật liệu nguồn SiO cách thuyền 15 cm .53 Hình 3.18 Ảnh SEM mẫu chế tạo từ vật liệu nguồn SiO cách thuyền 16 cm .53 Hình 3.19 Ảnh TEM mẫu chế tạo từ vật liệu SiO vị trí cách thuyền 15 cm .54 Hình 3.20 Huỳnh quang mẫu chế tạo từ vật liệu nguồn SiO 55 Hình 3.21 Huỳnh quang đo mẫu dây Si vừa chế tạo dây Si ủ 30 phút nhiệt độ từ 700 đến 900oC .55 Hình 3.22 Phổ huỳnh quang mẫu chế tạo cách đồng bốc bay .56 Hình 3.23 Ảnh chụp SEM phương pháp rung siêu âm 57 Hình 3.24 Ảnh chụp SEM phương pháp tạo Sol 58 Hình 3.25 Phổ huỳnh quang mẫu chế tạo cách tạo Sol lên phiến Si .59 Hình 3.26 Phổ huỳnh quang mẫu pha tạp Er3+ cách tạo nhỏ phủ ủ nhiệt 1000oC .60 Hình 3.27 Phổ huỳnh quang mẫu pha tạp Er3+ cách tạo nhỏ phủ ủ nhiệt 1100oC .60 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thông số vật lý silic 300K Bảng 2.1 Các thơng số q trình chế tạo mẫu với vật liệu nguồn Si + SiO2.33 Bảng 2.2 Các thơng số q trình chế tạo mẫu lần với xúc tác Cacbon 34 Bảng 2.3 Các thơng số q trình chế tạo mẫu với vật liệu nguồn SiO 34 Bảng 3.1 Các thơng số q trình chế tạo mẫu với vật liệu nguồn Si+SiO2 41 Bảng 3.2 Các thơng số q trình chế tạo mẫu với vật liệu nguồn Si + C .47 Bảng 3.3 Các thơng số q trình chế tạo mẫu với vật liệu nguồn SiO 52 LỜI CẢM ƠN Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Trần Ngọc Khiêm, giáo viên hướng dẫn - người định hướng, bảo tận tình giúp đỡ em suốt trình làm luận văn tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn tới ThS Phạm Văn Tuấn, người trực tiếp giúp đỡ, bảo, cung cấp cho em nguồn tài liệu tham khảo có ích giúp em hiểu rõ nhiều vấn đề trình làm đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn trung tâm ITIMS tạo điều kiện cho em có hội tiếp xúc, học tập, nghiên cứu thực hành trung tâm Em xin chân thành cảm ơn thầy cô trường Đại học Bách Khoa Hà Nội thầy cô Viện ITIMS năm qua dạy hướng dẫn giúp chúng em kiến thức bổ ích cần thiết Cuối em muốn gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè người quen động viên, chia sẻ cho em lời khuyên hữu ích giúp em hoàn thành luận văn Hà nội, ngày 20 tháng năm 2011 Học Viên Lê Thị Nụ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung trình bày luận văn khơng phải chép luận văn, tài liệu, sách báo mà nghiên cứu tổng hợp xây dựng tơi Các nội dung luận văn có tham khảo sách báo, tài liệu, tạp chí ngồi nước Tơi xin chịu trách nhiệm thơng tin đề cập luận văn Hà Nội, ngày 25 tháng năm 20011 Người cam đoan Lê Thị Nụ Hình 3.13 Ảnh TEM mẫu chế tạo thời gian với khoảng cách 14 cm Từ ảnh TEM dễ dàng thấy rằng, dây nano Silic tạo thành có đường kính xấp xỉ 80 nm bao phủ lớp oxit Siliclic có bề dày khoảng 10 nm Kết thu dây có đường kính ngồi khoảng 100 nm Việc tạo thành lớp Silic bên ngồi dây theo chúng tơi q trình oxy hóa dây tiếp xúc với khơng khí sau tổng hợp q trình tổng hợp cịn khí Oxy cịn lại bên ống thạch anh Nếu để khơng khí lâu bề dày lớp Silic oxit tăng Cũng thấy đầu dây cịn lại hạt xúc tác vàng (Au) hình cầu với đường kính khoảng 80 nm, hạt bị bao phủ lớp oxit Silic ™ Phổ huỳnh quang Để khảo sát tính chất quang dây nano Silic chúng tơi tiến hành chụp phổ huỳnh quang dây Phân tích huỳnh quang thực với nguồn laser He-Cd bước sóng laser 325 nm Kết phân tích huỳnh quang mẫu M2 hình 3.4 Quan sát phổ dễ dàng nhận thấy phổ có đỉnh phát xạ mạnh vị trí bước sóng 646.3 nm 710.8 nm Từ quan sát phổ huỳnh quang cho hai đỉnh phát huỳnh quang dây nano silic tái hợp xạ sai hỏng bề mặt tiếp xúc lõi dây nano Silic lớp vỏ oxit Silic bề mặt dây - 50 - gây Kết tương tự với số kết nghiên cứu vật liệu nano Silic thời gian gần [19] Hình 3.14 Phổ huỳnh quang mẫu chế tạo với vật liệu nguồn Si –C khoảng cách 15 cm 3.3 Kết chụp mẫu với vật liệu nguồn SiO Loạt mẫu thứ ba chế tạo theo qui trình cơng nghệ với vật liệu nguồn SiO, lưu lượng khí nhiệt độ ni dây thay đổi từ 1100oC đến 1300oC Bằng khảo sát đo mẫu thấy nhiệt độ nuôi nhỏ 1250oC không thấy dây tạo ra, tiếp tục tăng nhiệt độ lên đến 1300oC lúc có dây nano Si xuất Tên mẫu Nhiệt độ (toC) Thời gian (phút) Khoảng cách Lưu lượng khí (cm) (sscm) M5 1300 240 13 200 M6 1300 240 14 200 M7 1300 240 15 200 M8 1300 240 16 200 - 51 - Bảng 3.3 Các thông số trình chế tạo mẫu với vật liệu nguồn SiO ¾ Kết chụp ảnh SEM: Hình 3.15 Ảnh SEM mẫu chế tạo từ vật liệu nguồn SiO thuyền 13 cm nhiệt độ 1300 oC Quan sát ảnh SEM nhận thấy khoảng cách nguồn đế 13 cm không thấy dây nano Si hình thành, có hạt kích thước khơng đồng Hình 3.16 Ảnh SEM mẫu chế tạo từ vật liệu nguồn SiO thuyền 14 cm nhiệt độ 1300oC Qua sát hình 3.16 dây có đường kính từ 30 - 60 nm hình thành, mật độ dây dày đan xen vào nhau, dây tạo có dường kính đồng - 52 - Cũng với mẫu vật liệu nguồn Silic C 1300oC lưu lượng khí 200 sccm (M5) vị trí nguồn đế cách khoảng 15 cm, thu kết hình 3.17 Hình 3.17 Ảnh SEM mẫu chế tạo từ vật liệu nguồn SiO cách thuyền 15 cm Quan sát thấy dây có kích thước nano hình thành dài có mật độ dày mẫu M5 Các dây tạo thành bối cuộn lại với Dây có đường kính đồng phân thành hai kích thước khác Cùng với quy trình tạo mẫu M5 vị trí phiến Silic đặt cách thuyền bột bốc bay khoảng 16 cm, thu kết hình 3.18 Hình 3.18 Ảnh SEM mẫu chế tạo từ vật liệu nguồn SiO cách thuyền 16 cm Trên hình 3.18 quan sát thấy dây có mật độ dày so với hai mẫu M5 M6 Dây tạo thành lớp chồng chéo lên Kích thước dây đồng nằm - 53 - khoảng 30 -50 nm Cũng từ ảnh ta thấy dây xuất phát từ vị trí mọc dài Từ kết thu trên, chúng tơi n tâm quy trình chế tạo mà chúng tơi đưa có hiệu chế tạo dây kích thước nano Để khẳng định cấu trúc dây nano Si chế tạo chúng tơi chụp ảnh TEM ¾ Kết chụp ảnh TEM: Kết ảnh TEM mẫu M7 tổng hợp điều kiện nhiệt độ 1300oC, lưu lượng khí 200 sccm, cách thuyền 15 cm hình 3.19 Hình 3.19 Ảnh TEM mẫu chế tạo từ vật liệu SiO vị trí cách thuyền 15 cm Qua ảnh TEM thấy rằng, dây nano Silic tạo thành có đường kính xấp xỉ 70 nm bao phủ lớp oxit Silic có bề dày khoảng đến 10 nm Kết huỳnh quang Trên hình 3.20 kết đo phổ huỳnh quang mẫu chế tạo từ vật liệu nguồn SiO nhiệt độ 1300oC với khoảng cách nguồn đế khác từ 14 tới 16 cm Từ kết thu hình 3.20 nhận xét với vị trí đặt đế khác hình dạng phổ huỳnh quang khơng thay đổi cường độ huỳnh quang tăng lên khoảng cách giữ nguồn đế hẹp lại kết thu tương đối phù hợp với kết đo SEM, mẫu chế tạo tạo với khoảng cách nguồn đế 14 cm cho kết tốt - 54 - Hình 3.20 Huỳnh quang mẫu chế tạo từ vật liệu nguồn SiO Qua trình chế tạo dây nano Si từ vật liệu nguồn khác thấy rằng: - Đã đưa quy trình để tổng hợp dây từ vật liệu nguồn khác - Trong vật liệu sử dụng vật liệu nguồn SiO dùng để chế tạo dây nano Si tốt Với mẫu dây mọc dài, kích thước dây đồng đều, quy trình chế tạo ổn định 3.4 Kết huỳnh quang sau ủ nhiệt Hình 3.21 phổ huỳnh quang dây nano silic ủ nhiệt 700oC đến 900oC thời gian 30 phút Hình 3.21 Huỳnh quang đo mẫu dây Si vừa chế tạo dây Si ủ 30 phút nhiệt độ từ 700 đến 900oC - 55 - Từ hình 3.21 thấy khác mẫu chưa xử lý nhiệt với mẫu xử lý nhiệt nhiệt độ cao Mẫu chưa ủ nhiệt có đỉnh 700 nm đỉnh 510 nm mẫu ủ nhiệt từ 700 tới 900oC không quan sát thấy đỉnh 510 nm Nguyên nhân tượng theo thảo luận đỉnh 700oC sai hỏng lớp vỏ SiO2 lớp lõi Si tạo ra, đỉnh 510 nút khuyết oxy lớp vỏ tạo Khi mẫu xử lý nhiệt từ 700oC trở lên mẫu ổn định nút khuyết oxy giảm khơng cịn quan sát thấy đỉnh 510 3.5 Kết pha tạp Er3+ vào dây nano Si Như trình bày chương 2, dây nano silic pha tạp Er3+ chế tạo theo cách Đầu tiên tiến hành pha tạp Er3+ theo phương pháp đồng bốc bay Chúng tơi quan sát thấy có dây Si mọc phiến Si Khi khảo sát tinh chất quang cách đo Raman hồng ngoại bước sóng kích thích 1064 nm thấy mẫu khơng phát quang vùng 1,53 µm vị trí phát quang đặc trưng cho chuyển mức từ 4I13/2 Ỉ 4I15/2 Er3+ Hình 3.22 Phổ huỳnh quang mẫu chế tạo cách đồng bốc bay Cách 2: Tiếp theo sau tiến hành tổng hợp dây nano Si tách dây Si cách rung siêu âm thời gian 30 phút Tạo dung dịch có dây nano Si - 56 - Lấy dung dịch pha với hỗn hợp dung dịch Er3+ + Ethanol (0.5 g +500 ml) Sau cho dung dịch khuấy 2h nhiệt độ phòng Với hỗn hợp dung dịch tổng hợp chúng tơi đem quay phủ theo quy trình sau: - Nâng nhiệt độ lò lên 900oC - Quay phủ hỗn hợp lên phiến Si - Đặt phiến Si vào lò thời gian phút - Lặp lại trình quay phủ ủ nhiệt 25 lần (thay đổi số lần quay phủ từ đến 25 lần) - Lần 25 sử lý nhiệt thời gian 30 phút Với cách chế tạo thu kết chụp SEM hình 3.24 ™ Kết chụp SEM Hình 3.23 Ảnh chụp SEM phương pháp rung siêu âm Qua kết thấy dây nano Si hình thành Các dây mọc thành đám Xung quanh nhiều vị trí chưa hình thành dây Điều cho phương pháp chế tạo khó thành cơng mong muốn iôn Er3+ pha tạp vào dây nano Si Kết chụp Raman hồng ngoại tương tự cách đồng bốc bay Đến chúng tơi chưa tìm phổ huỳnh quang ion Er3+ Cách 3: Cách pha tạp Er3+ tiến hành theo bước sau: - Đầu tiên cho 4,42 ml TEOS vào bình phản ứng - 57 - - Cho 20,5 ml C2H5OH (Ethanol) vào bình khuấy thời gian 10 phút - Nhỏ từ từ hỗn hợp H2O + HCl vào bình (axit làm chất xúc tác phản ứng) - Nhỏ 2.3 ml dung dịch ErCl3.6H2O vào bình - Nâng nhiệt độ lên 70oC khuấy tiếp thời gian - Để hỗn hợp Sol nguội quay phủ - Nâng nhiệt độ lò lên 900oC - Quay phủ hỗn hợp lên phiến Si tổng hợp dây nano Si - Đặt phiến Si vào lò thời gian phút - Lặp lại trình quay phủ ủ nhiệt 25 lần (thay đổi số lần quay phủ từ đến 25 lần) - Lần 25 sử lý nhiệt thời gian 30 phút Với cách chế tạo thu kết SEM khả quan Kết chụp SEM thể hình 3.24 Hình 3.24 Ảnh chụp SEM phương pháp tạo Sol Từ kết ta thấy có màng dây nano Si hình thành tạo nên lớp đồng Với mật độ dây nano Si dày nên theo dự đoán khả ion Er3+ pha tạp vào dây nano Si có khả cao so với hai phương pháp Kết đo tính chất quang vật liệu trình bày hình 3.25 Từ hình 3.25 phóng đại lên quan sát thấy vùng khoảng 1400 tới 1700 nm cường độ yếu, vùng phát xạ Er3+ gây - 58 - Hình 3.25 Phổ huỳnh quang mẫu chế tạo cách tạo Sol lên phiến Si Sau đo Raman hồng ngoại tiếp tục ủ nhiệt thời gian nhiệt độ 1000oC Kết khác biệt Cách 4: Pha tạp Er3+ nhỏ phủ ủ nhiệt Tạo dung dịch chứa ion đất cách pha Er3+ + C2H5OH (0.5 g+500 ml), khuấy 2h nhiệt độ phòng Nhỏ hỗn hợp thu quay phủ lên phiến Si (có dây nano Si) theo quy trình sau: + Ủ nhiệt phiến Si thời gian phút 900oC + Lặp lại trình 25 lần + Lần 25 xử lý nhiệt thời gian nhiệt độ 1000oC 1100oC Từ hình 3.26 hình 3.27 phóng đại lên quan sát thấy vùng khoảng 1400 tới 1700 nm cường độ yếu, vùng phát xạ Er3+ gây Để hiểu rõ ion Er3+ có vào mạng nano tinh thể silic hay khơng cần phải có nghiên cứu - 59 - Hình 3.26 Phổ huỳnh quang mẫu pha tạp Er3+ cách tạo nhỏ phủ ủ nhiệt 1000oC Hình 3.27 Phổ huỳnh quang mẫu pha tạp Er3+ cách tạo nhỏ phủ ủ nhiệt 1100oC - 60 - KẾT LUẬN Qua q trình chế tạo thực nghiệm, chúng tơi thu kết sau: Chế tạo thành công dây nano Silic phương pháp bốc bay nhiệt từ loại vật liệu nguồn khác nhau: Si + SiO2, Si +C SiO Phổ huỳnh quang từ mẫu dây nano Si chế tạo vật liệu nguồn khác cho kết tương tự Chúng có đỉnh đặc trưng vật liệu Si là700 nm Từ phổ huỳnh quang dây nano Si xử lý nhiệt từ 700 tới 900oC cho thấy sai hỏng nut khuyết oxy giảm nhiệt độ xử lý tăng lên Các kết phân tích SEM, TEM, XRD cho thấy dây có đường kính nằm khoảng từ 30-60 nm, dây có chiều dài lớn lên tới vài chục micromet, thân dây gồm lớp lõi dây Silic bao phủ lớp Silic oxit bền mặt; dây mọc theo định hướng (111) Trong luận văn đưa nhiều phương pháp pha tạp Er3+ đến chưa đưa phương pháp pha tạp tối ưu Vì tìm cơng nghệ chế tạo chế phát quang dây nano Silic pha tạp Er3+ để phát quang bước sóng 1,53 nm vùng hồng ngoại ‘những vần đề cần nghiên cứu sau luận văn - 61 - TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Đào Khắc An, (2003), ‘‘Vật liệu linh kiện bán dẫn quan điện tử thông tin quang’’, Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Hà Nội Vũ Đình Cự, (1997), ‘‘Vật lý chất rắn’’, NXB KHKT – Hà Nội , Hà Nội Phùng Hồ, Phan Quốc Phô, “Giáo trình Vật lý bán dẫn” – NXB KHKT – Hà Nội – trang 13-14 Phạm Ngọc Nguyên - “Giáo trình Kỹ thuật phân tích vật lý” - NXB KHKT- trang 71-172 Tiếng Anh Bernard C., Chaussedent S., Monteil A., (2002), ‘‘Molecular dynamics simulation of an erbium-activated titana-silica glass: composition influence on the structural properties’’, Philosophical Magagine B 82, pp 681-693 Clive Harris, E.P O’Reilly, 2006,’’ Nature of the band gap of silicon and germanium nanowires’’, Physica E, Vol 32, pp 341-345 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 Charles Kittel, (1986), ‘‘Introduction to Solid State Physics’’, John Wiley and Sons,Inc,NewYork Dyeu Li, Yiying Wu, Peidong Yang, Arun Majumdar – “Thermal conductivity of individual Silicon nanowires ”- Applied Physics letters ,Number 14 , October 2003 - 62 - Volume 83 10 E Ramayya, D.Vasileska,S.M.Goodnick, I Knezevic- “ Electron transport in Si nanowires ”- Institute of Physics Publishing - Journal of Physics: Conference Series 38 (2006) 126–129 11 Govind p Agrawal, “Fiber Optic Communication systems” 12 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 13 Jifa Qi, John, M White, Angela M Belcher, Yasuaki Masumoto, 2003, “Optical spectroscopy of silicon nanowires”, Chemical Physics Letters, Vol 372, pp 763-766 14 Junghwan Lee, Eunyoung Chung, Won Moon, Dong Hack Suh, (2006), ‘‘Effect of H2O evolving from TEOS based SiO2 film on the EEPROM cell characteritic’’, Microelectronic Engineering 15 Mears R.J L Reekie, I.M Jauncey, D.N Payne, “Low noise erbium-doped fibre amplifier operating at 1.54 µm”, Electron Lett, Vol 23, pp 1026-1028, 1987 16 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 17 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) 18 S Pyrpassopoulos,D Niarchos,G Nounesis, N Boukos, I Zafiropoulou, V Tzitzios -“Synthesis and self-organization of Au nanoparticles”- IOP Science Nanotechnology Vol 18 , No.48 - 63 - 19 Xavier Ogirnac, Denis Barbie, Xin Min Du, Almeida Rui M., Orla McCarthy, Eric Yeatman, ‘‘Sol-gel silica/titana-on-silicon Er/Yb-doped waveguides for optical amplication at 1500nm’’, Optical Material 12, pp.1-18 20 Yudong Gu,Yifan Gao,Chi-TeHuang,Yuzi Liu,Lih-Juann Chen, Zhong Lin Wang, C L Hsin, W.Mai –“ Elastic Properties and Buckling of Silicon nanowire” - Advance Materials 21 Y.Zheng, C.Rivas, Roger Lake, K.Alam, Timothy B.Boykin, Gerhard Klimeck – “Electronic properties of Silicon nanowires ”- IEEE Transactions one electron devices, Vol.52, No.6, June 2005 22 Y Zheng, C Rivas, R Lake, 2005, “Electronic Properties of Silicon Nanowires”, IEEE transactions on electron devices, Vol 52, pp 1097-1103 23 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 346-349 - 64 - ... dây nano silic dây nano silic có pha tạp Er3+ phương pháp bốc bay nhiệt với mục tiêu cụ thể sau: + Nghiên cứu chế tạo dây nano silic, dây nano silic pha tạp Er3+ + Nghiên cứu cấu trúc dây nano silic. .. Đề tài: Nghiên cứu tính chất quang dây nanô silic pha tạp chất Er3+ Tác giả luận văn: Lê Thị Nụ Khóa:2009 Hướng dẫn khoa học: TS Trần Ngọc Khiêm Dây nano silic nano silic có pha tạp Er3+ chế... silic, - Vật liệu nano silic, - Tổng quan ion Er3+ -3- - Các tính chất vật liệu silic, nano Si ion Er3+ loại mạng khác Chương 2: CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu chế tạo dây nano silic với điều