Đang tải... (xem toàn văn)
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là thiết kế, chế tạo và khảo sát đặc tính các linh kiện điện tử dựa trên dựa trên màng nano MoS2, đơn hạt nano ZnO. Kết quả nghiên cứu sẽ làm nền tảng cho việc nghiên cứu ứng dụng vật liệu bán dẫn màng nano MoS2, hạt nano ZnO để chế tạo linh kiện điện tử hiệu suất cao ứng dụng trong lĩnh vực điện tử và quang điện tử.
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT BÁO CÁO TÓM TẮT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐẶC TÍNH ĐIỆN TỬ VÀ QUANG ĐIỆN TỬ CỦA CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ HIỆU SUẤT CAO CÓ CẤU TRÚC NANO MÃ SỐ: B2018-ĐN06-11 Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Linh Nam Đà Nẵng, Tháng 07 năm 2020 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT BÁO CÁO TÓM TẮT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐẶC TÍNH ĐIỆN TỬ VÀ QUANG ĐIỆN TỬ CỦA CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ HIỆU SUẤT CAO CÓ CẤU TRÚC NANO MÃ SỐ: B2018-ĐN06-11 Đà Nẵng, tháng 07 năm 2020 DANH SÁCH CÁC THÀNH VIÊN THAM GIA VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH ThS Phạm Thị Thảo Khương, Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TS Nguyễn Thanh Hội, Khoa Công nghệ Hóa học Mơi trường, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật ThS Dương Quang Thiện, Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TS Yan-Wen Lan, Department of Physics, National Taiwan Normal University Nhóm TRT-3C, Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU INFORMATION ON RESEARCH RESULTS MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Vật liệu ZnO 1.1.1 Cấu trúc lục giác Wurtzite 1.1.2 Cấu trúc vùng lượng đặc tính quang điện ZnO 1.2 Vật liệu MoS2 1.2.1 Cấu trúc tinh thể MoS2 1.2.2 Cấu trúc vùng lượng đặc tính quang điện MoS2 1.3 Tổng quan số kết nghiên cứu ứng dụng vật liệu ZnO MoS2 cấu trúc nano lĩnh vực điện tử quang điện tử 1.3.1 Một số ứng dụng cấu trúc nano ZnO 1.3.2 Một số ứng dụng cấu trúc nano MoS2 CHƢƠNG 2: NỀN TẢNG KỸ THUẬT 2.1 Kỹ thuật phân tích vật liệu 2.2 Kỹ thuật chế tạo linh kiện 2.3 Kỹ thuật điều khiển nano 2.4 Hệ thống đo điện tử CHƢƠNG 3: QUY TRÌNH CHẾ TẠO LỖ NANO TRÊN MÀNG SI3N4 VÀ ĐẶC TÍNH QUANG HỌC LỖ NANO KIM LOẠI 3.1 Quy trình chế tạo lỗ nano màng Si3N4 3.2 Nghiên cứu đặc tính quang lỗ nano kim loại Au Ag CHƢƠNG 4: TRANSISTOR QUANG HIỆU SUẤT CAO ĐƠN HẠT NANO ZNO 4.1 Đặt vấn đề 4.2 Chế tạo linh kiện FET đơn hạt nano ZnO 4.3 Đặc tính hoạt động linh kiện CHƢƠNG 5: LINH KIỆN PHÁT HIỆN QUANG HIỆU SUẤT CAO DÙNG VẬT LIỆU MÀNG LỚP MoS2 10 5.1 Đặt vấn đề 10 5.2 Vật liệu chế tạo linh kiện phát quang ba lớp MoS2 10 5.3 Đặc tính hoạt động linh kiện 11 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 13 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 (a) Cấu trúc tinh thể ZnO, (b) Ba định hướng bề mặt khác mạng ZnO Hình 1.2 Cấu trúc vùng lượng MoS2 dạng khối (trái) dạng màng (phải) Hình 1.3 Transistor hiệu ứng trường dây nano ZnO Hình 1.4 Quá trình chế tạo MoS2 lớp FET (a-c) đặc tính dịng - áp linh kiện (d, e) Hình 2.1 Ảnh SEM bốn đầu dò vonfram hệ thống điều khiển nano Hình 2.2 Cấu trúc hệ thống đo điện Hình 3.1 Ảnh mặt (a) mặt (b) màng Si3N4 Ảnh SEM 3D-TEM lỗ nano màng Si3N4 Hình 3.2 Sự thay đổi mặt cắt tán xạ theo bước sóng lỗ nano Ag Au có đường kính 145 nm 170 nm Hình 3.3 Phân bố trường E xung quanh lỗ nano Ag Au Hình 4.1 (a-c) Ảnh SEM điều khiển hạt nano ZnO (d) Cấu trúc linh kiện (e) Đặc tính dịng áp I-VD đặc tính truyền dẫn linh kiện Hình 4.2 (a-d) Sự phụ thuộc nhiệt độ vào đặc tính hoạt động linh kiện FET đơn hạt nano ZnO Hình 4.3 Khảo sát đặc tính hoạt động linh kiện chiếu sáng nguồn UV-365 nm với cường độ sáng khác Hình 5.1 Ảnh TEM Phổ lượng Raman hiển thị cấu trúc lớp màng MoS2 10 Hình 5.2 Linh kiện MoS2 cấu trúc lỗ nano 10 Hình 5.3 Đặc tính I-V linh kiện ba lớp MoS2 tối tác động chiếu sáng 11 Hình 5.4 Phản ứng quang linh kiện ba lớp MoS2 tác động nguồn LED 620 nm (a) Vb=1V 2V, (b) Vb=5V -10V 12 Hình 5.5 Kết xác định thời gian tăng giảm Vb=5V 12 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 4.1 Kết phân tích thành phần nguyên tử hạt cầu ZnO VIẾT TẮT VLS SEM TEM FET UV LED EDXS XRD PL VIS 1D, 2D TMD LSPR SPP EQE DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TIẾNG ANH TIẾNG VIỆT Bay lỏng pha rắn Scanning Electron Kính hiển vi điện tử Microscope quét Tunneling Electron Kính hiển vi điện tử Microscope đường hầm Field Effect Transistor Transistor hiệu ứng trường Ultraviolet Tia cực tím Light Emitting Diode Diode phát quang Energy Dispersive X-ray Phổ tán sắc Spectroscopy lượng tia X X-ray Diffraction Nhiễu xạ tia X Photoluminescence Huỳnh quang Visible light Ánh sáng khả kiến One Dimension, Two Một chiều, Hai Dimension chiều Transition-metal Vật liệu lớp chuyển dichalcogenides tiếp kim loại Localized Surface Plasmon Cộng hưởng Resonance plasmon định xứ bề mặt Surface Plasmon Polariton Phân cực plasmon bề mặt External Quantum Hiệu suất lượng tử Efficiency, Photogain bên trong, Hệ số khuếch đại quang Vapour Liquid Solid THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thơng tin chung: - Tên đề tài: Đặc tính điện tử quang điện tử linh kiện điện tử hiệu suất cao có cấu trúc nano - Mã số: B2018-ĐN06-11 - Chủ nhiệm: TS Nguyễn Linh Nam - Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật - Thời gian thực hiện: 24 tháng, từ 8/2018 đến 7/2020 Mục tiêu: Thiết kế, chế tạo khảo sát đặc tính linh kiện điện tử dựa dựa màng nano MoS2, đơn hạt nano ZnO Kết nghiên cứu làm tảng cho việc nghiên cứu ứng dụng vật liệu bán dẫn màng nano MoS2, hạt nano ZnO để chế tạo linh kiện điện tử hiệu suất cao ứng dụng lĩnh vực điện tử quang điện tử Tính sáng tạo: Đề tài nghiên cứu thiết kế, chế tạo linh kiện điện tử dựa cấu trúc lỗ nano đề tài Cấu trúc linh kiện với kênh dẫn ngắn, đơn tinh thể, loại bỏ tán xạ hạt dẫn giúp linh kiện điện tử dựa cấu trúc có khả hoạt động với hiệu suất cao Kết nghiên cứu: Chế tạo thành công linh kiện điện tử có cấu trúc nano dựa dựa màng nano MoS2, đơn hạt nano ZnO Kết đo đạc khảo sát cho thấy linh kiện hoạt động ổn định, có hiệu suất hoạt động cao Sản phẩm: Sản phẩm báo: Nhóm tác giả công bố báo quốc tế thuộc danh mục tạp chí SCIE; báo nước; báo hội thảo quốc gia tính điểm cơng trình khoa học danh mục tạp chí Hội đồng Giáo sư Nhà nước, cụ thể: - Bài báo tạp chí quốc tế: “Superior phototransistors based on a single ZnO nanoparticle with high mobility and ultrafast response time”, Linh-Nam Nguyen, Wen-Hao Chang, Chii-Dong Chen and Yann-Wen Lan, Nanoscale Horizons (SCIE, Q1, IF 2020: 9.927), No: 1, Pages: 82-88, Year: 2020 - Bài báo tạp chí nước: “High performance trilayer MoS2 photodetector”, Nguyễn Linh Nam, Journal of Science and Technology, Issue on Information and Communication Technology, Số: 18,Trang: 21; Năm: 2020 - Bài báo hội thảo quốc gia: “So sánh đặc tính quang đơn lỗ nano bạc vàng”, Phạm Thị Thảo Khương, Nguyễn Linh Nam, Kỷ yếu Hội nghị Khoa học Quốc gia ATiGB2019 lần thứ 5, Số: 5, Trang: 313, Năm: 2019 - Bài báo tạp chí nước: “Researching on fabrication and optical properties of a single Au nanohole”, Thien Q Duong, Khuong T T Pham, Nam L Nguyen, Journal of Science and Technology, The University of Danang; Vol 11;Page: 74-78;Year: 2018 Sản phẩm ứng dụng: 03 linh kiện điện tử nano hoạt động gồm 02 linh kiện điện tử dùng hạt nano ZnO 01 linh kiện điện tử dùng vật liệu màng nano MoS2 Hiệu quả, phƣơng thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: - Các kết nghiên cứu đạt sở khoa học cho việc chế tạo linh kiện điện tử hiệu suất cao ứng dụng vật liệu bán dẫn có cấu trúc nano - Đề tài góp phần cung cấp tảng kỹ thuật cơng nghệ nghiên cứu đặc tính điện tử, quang điện tử loại vật liệu bán dẫn nano khác - Đề tài góp phần thúc đẩy việc nghiên cứu triển khai ứng dụng vật liệu lĩnh vực điện tử - Đề tài góp phần cao lực nghiên cứu thực tiễn trình độ chun mơn cho cán tham gia, qua góp phần nâng cao chất lượng đào tạo - Đề tài góp phần tăng cường hợp tác quốc tế nghiên cứu công bố báo tạp chí uy tín quốc tế cho tổ chức chủ trì Hình ảnh minh họa: INFORMATION ON RESEARCH RESULTS General information: Project title: Electronic and optoelectronic properties of highperformance nanostructured electronic devices Code number: B2018-ĐN06-11 Coordinator: Linh-Nam Nguyen, PhD Implementing institution: University of Technology and Education Duration: 24 months (from 8/2018 to 7/2020) Objective(s): Research on design, manufacture and measure the characteristics of nano-structured electronic devices based on few layered MoS2, single ZnO nanoparticle Creativeness and innovativeness: The research topic of designing and manufacturing electronic devices based on nanohole structure is a new topic Research results: Design and manufacture of nanostructured electronic devices based on few layered MoS2, single ZnO nanoparticle Products: international article on the SCIE, domestic articles, national conference article, nano electronic devices are fabricated and measured Effects, transfer alternatives of research results and applicability: - The project contributes to provide technology platform for research and application of new nano materials as well as applied electronics - This work contributes to improve practical research and strengthen in international cooperation in research and publishing articles in quality international journals MỞ ĐẦU Hiện nay, vật liệu bán dẫn ZnO, MoS2 nghiên cứu ngày nhiều tính chất độc đáo Ơxít kẽm (ZnO) với tính chất điện quang điện độ rộng vùng cấm lớn (3.37 eV), lượng liên kết exiton cao nhiệt độ phịng (60 meV) Đặc biệt, vật liệu ZnO hình thành cấu trúc nano, thể nhiều đặc tính lý hóa mà vật liệu kích thước lớn khơng thể Một loại vật liệu bán dẫn khác có cấu trúc màng 2D gần quan tâm nghiên cứu, bên cạnh graphene, molybdenum disulfide (MoS2) với nhiều cơng trình nghiên cứu xuất tạp chí khoa học có uy tín hàng đầu giới MoS2 vật liệu có cấu trúc lớp chất bán dẫn có độ rộng vùng cấm trực tiếp với mức lượng 1.8eV Với tính chất đặc biệt này, MoS2 có tiềm ứng dụng lớn lĩnh vực điện tử quang điện tử vật liệu đặc biệt đáng quan tâm nghiên cứu Căn vào điều kiện nghiên cứu phịng thí nghiệm, khả phối hợp, hợp tác nghiên cứu với sở ngồi nước, chúng tơi chọn đề tài nghiên cứu “Đặc tính điện tử quang điện tử linh kiện điện tử hiệu suất cao có cấu trúc nano” - Mục đích đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo khảo sát đặc tính linh kiện điện tử có cấu trúc nano dựa dựa đơn tinh thể nano MoS2, đơn hạt nano ZnO - Nội dung nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm chế tạo đo đạc khảo sát đặc tính hoạt động linh kiện điện tử dựa cấu trúc hạt nano ZnO màng nano MoS2 - Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu: Linh kiện điện tử sử dụng đơn hạt nano ZnO vật liệu màng mỏng MoS2 - Phƣơng pháp nghiên cứu: thực nghiệm, xử lý phân tích liệu Trang CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Vật liệu ZnO 1.1.1 Cấu trúc lục giác Wurtzite Hình 1.1 (a) Cấu trúc tinh thể ZnO, (b) Ba định hướng bề mặt khác mạng ZnO 1.1.2 Cấu trúc vùng lượng đặc tính quang điện ZnO Vật liệu ZnO có cấu trúc lượng vùng cấm trực tiếp, với độ rộng vùng cấm 3.37 eV nhiệt độ phòng 1.2 Vật liệu MoS2 1.2.1 Cấu trúc tinh thể MoS2 Molybdenum disulfide (MoS2) vật liệu bán dẫn có cấu trúc màng 2D tương tự graphene nguyên tử Mo liên kết cộng hoá trị xen kẽ với hai nguyên tử S, lớp có độ dày 0.72nm khoảng cách lớp 0.65nm 1.2.2 Cấu trúc vùng lượng đặc tính quang điện MoS2 Hình 1.2 Cấu trúc vùng lượng MoS2 dạng khối (trái) dạng màng (phải) Trang 1.3 Tổng quan số kết nghiên cứu ứng dụng vật liệu ZnO MoS2 cấu trúc nano lĩnh vực điện tử quang điện tử 1.3.1 Một số ứng dụng cấu trúc nano ZnO Vật liệu ZnO có cấu trúc màng dùng làm kênh dẫn cấu trúc FET có hoạt động với ổn định hiệu suất cao: tỉ số đóng mở lớn, độ linh động hạn dẫn cao, điện áp hoạt động thấp (hình 1.3) Cũng có nhiều nghiên cứu ứng dụng thành cơng cấu trúc nano ZnO trình bày, ví dụ như: máy phát DC nano, pin lượng mặt trời, điot phát quang… Hình 1.3 Transistor hiệu ứng trường dây nano ZnO 1.3.2 Một số ứng dụng cấu trúc nano MoS2 Đặc tính bán dẫn với băng tần trực tiếp 1,8eV với cấu trúc 2D làm cho vật liệu màng MoS2 có khả ứng dụng lớn lĩnh vực điện tử quang điện tử Hình 1.4 Quá trình chế tạo MoS2 lớp FET (a-c) đặc tính dịng - áp linh kiện (d, e) Trang CHƢƠNG 2: NỀN TẢNG KỸ THUẬT 2.1 Kỹ thuật phân tích vật liệu Các kỹ thuật phân tích vật liệu gồm phân tích hình thái SEM, phân tích cấu trúc TEM, nhiễu xạ tia X, Raman, kỹ thuật quang 2.2 Kỹ thuật chế tạo linh kiện Linh kiện chế tạo chủ yếu dựa kỹ thuật quang khắc, kỹ thuật ăn mịn hóa học vật lý rắn 2.3 Kỹ thuật điều khiển nano Hình ảnh điều khiển nano thơng qua đầu dị quan sát từ SEM hiển thị hình 2.1 với bốn đầu dị vonfram hệ thống Hình 2.1 Ảnh SEM bốn đầu dò vonfram hệ thống điều khiển nano 2.4 Hệ thống đo điện tử Hệ thống đo thực cách sử dụng PPMS, nơi mẫu đặt bên chân không Hình 2.2 Cấu trúc hệ thống đo điện Trang CHƢƠNG 3: QUY TRÌNH CHẾ TẠO LỖ NANO TRÊN MÀNG SI3N4 VÀ ĐẶC TÍNH QUANG HỌC LỖ NANO KIM LOẠI 3.1 Quy trình chế tạo lỗ nano màng Si3N4 Quy trình chế tạo gồm bước: đầu tiên, màng Si3N4 chế tạo đế chip Si; chế tạo lỗ nano màng Si3N4 Hình 3.1 Ảnh mặt (a) mặt (b) màng Si3N4 Ảnh SEM 3D-TEM lỗ nano màng Si3N4 3.2 Nghiên cứu đặc tính quang lỗ nano kim loại Au Ag Hình 3.2 Sự thay đổi mặt cắt tán xạ theo bước sóng lỗ nano Ag Au có đường kính 145 nm 170 nm Hình 3.2 so sánh phổ tán xạ lỗ nano kim loại Ag Au với đường kính 145 nm 170 nm Kết tính tốn Trang cho thấy, phổ tán xạ hai kim loại Ag Au thể đỉnh cộng hưởng giá trị mặt cắt tán xạ đạt đỉnh bước sóng cố định ánh sáng tới Đây biểu hiện tượng plasmon định sứ bề mặt Như đề cập trên, plasmon bề mặt không mang lại trạng thái cực đại phổ tán xạ mà dẫn đến tăng cường điện trường xung quanh bề mặt lỗ nano bước sóng cộng hưởng Kết thể hình 3.2 thể hiện: thứ nhất, lưỡng cực điện trường xuất xung quanh bề mặt lỗ; thứ hai, gia tăng điện trường E, xác định E/E0 với E0 cường độ trường tác động, đạt giá trị tối đa cạnh lỗ nano mà nguyên tác động ánh sáng điện tích có xu hướng tích lũy vị trí cạnh; thứ ba, gia tăng trường E plasmon bề mặt tăng theo đường kính lỗ Hình 3.3 Phân bố trường E xung quanh lỗ nano Ag Au Trang CHƢƠNG 4: TRANSISTOR QUANG HIỆU SUẤT CAO ĐƠN HẠT NANO ZNO 4.1 Đặt vấn đề Trong nghiên cứu này, để đánh giá độ linh động hạt dẫn ZnO khám phá tính chất linh kiện đơn hạt nano ZnO, thiết kế, chế tạo khảo sát linh kiện dựa cấu trúc FET Các hạt nano bao quanh điện cực cổng kẹp điện cực trên/dưới để đo điện 4.2 Chế tạo linh kiện FET đơn hạt nano ZnO Trong nghiên cứu này, hạt nano có kịch thước 50 nm đến 100 nm có cấu trúc tinh thể cao sử dụng làm thành phần cấu thành linh kiện Cấu trúc linh kiện quy trình chế tạo minh họa hình 4.1 Hình 4.1 (a-c) Ảnh SEM điều khiển hạt nano ZnO (d) Cấu trúc linh kiện (e) Đặc tính dịng áp I-VD đặc tính truyền dẫn linh kiện 4.3 Đặc tính hoạt động linh kiện Kết đo cho thấy linh kiện động ổn định theo đặc tính FET loại n với hỗ dẫn đạt giá trị 2,56 μS Độ linh động hạt dẫn khoảng 273 ~ 569 cm2/Vs; cao ~ hệ số so với FET dùng màng mỏng ZnO, tinh thể ZnO FET Trang ZnO có cấu trúc 1D khác Bảng 4.1 tóm tắt thơng số kỹ thuật linh kiện Hình 4.2 (a-d) Sự phụ thuộc nhiệt độ vào đặc tính hoạt động linh kiện FET đơn hạt nano ZnO Sự phụ thuộc nhiệt độ vào hoạt động linh kiện (hình 4.2) đo đạc khảo sát cho thấy đặc tính bán dẫn linh kiện R CG gm μ n (nm) (aF) (μS) (cm2/Vs) (cm-3) ZnO1 35 5~9 2.56 273~492 4.4~8.0 × 1017 ZnO2 40 6~11 2.7 310~569 3.7~6.8 × 1017 Bảng 4.1 Thơng số hoạt động linh kiện FET đơn hạt nano ZnO Linh kiện Để nghiên cứu ảnh hưởng độ linh động hạt dẫn cao tác động đến hiệu suất linh kiện quang điện tử, phản ứng quang linh kiện khảo sát, phân tích báo cáo Kết tìm cho thấy linh kiện có hệ số EQE đạt đến 5,6 × 107 cường độ cơng suất sáng 0,42 mWcm-2 Độ nhạy R hệ số chọn lọc D* linh kiện hạt nano ZnO lần Trang lượt 1,39 × 106 AW-1 6,69 × 1012 Jones Đặc tính đóng/mở linh kiện đơn hạt ZnO khảo sát cho thấy linh kiện có phản ứng ổn định tác động nguồn sáng Kết phân tích cho thấy thời gian 0,21 ms 0,09 ms cho thời gian lên 0,37 ms 0,35 ms cho thời gian xuống tương ứng với cường độ ánh sáng 4.13 mW/cm2 and 8.39 mW/cm2 Hình 4.3 Khảo sát đặc tính hoạt động linh kiện chiếu sáng nguồn UV-365 nm với cường độ sáng khác Trang CHƢƠNG 5: LINH KIỆN PHÁT HIỆN QUANG HIỆU SUẤT CAO DÙNG VẬT LIỆU MÀNG LỚP MoS2 5.1 Đặt vấn đề Trong nghiên cứu này, chế tạo đo phát quang làm từ vật liệu lớp nguyên tử MoS2 Quá trình tổng hợp phân tích đặc tính vật liệu bước chế tạo linh kiện trình bày thảo luận Kết đo cho thấy phát quang ba lớp MoS2 dựa cấu trúc lỗ nano có hệ số khuếch đại quang cao thời gian phản ứng nhanh 5.2 Vật liệu chế tạo linh kiện phát quang ba lớp MoS2 Vật liệu lớp nguyên tử MoS2 qua hai bước ủ lò nung Quan sát kính hiển vi điện tử phân tích cấu trúc vật liệu lớp thiết bị đo phổ tán xạ không đàn hồi Raman rõ màng MoS2 lớp MoS2 tạo thành Hình 5.1 Ảnh TEM Phổ lượng Raman hiển thị cấu trúc lớp màng MoS2 Hình 5.2 Linh kiện MoS2 cấu trúc lỗ nano Trang 10 Hình 5.2 minh họa cấu trúc hồn chỉnh linh kiện MoS2 Đặc tính điện tử linh kiện đo khảo sát 5.3 Đặc tính hoạt động linh kiện Đặc tính I-V linh kiện MoS2 trình bày hình 5.3, thấy đặc tính I-V linh kiện ba lớp MoS2 có tiếp xúc Ohmic tốt Kết khảo sát tác động ánh sáng vào đặc tính I-V linh kiện cho thấy dịng quang điện tạo tăng theo cường độ chiếu sáng hai chế độ điện áp đặt âm dương Hình 5.3 Đặc tính I-V linh kiện ba lớp MoS2 tối tác động chiếu sáng Hai thông số quan trọng để đánh giá hiệu suất linh kiện quang điện tử, độ nhạy quang học (R) hệ số khuếch đại quang (G) có giá trị cao đạt đến tương ứng 105 AW-1 105 Các thông số quang cao so với linh kiện quang điện tử dựa vật liệu MoS2 đơn lớp nghiên cứu báo cáo Ngoài ra, so với thiết bị MoS2 đa lớp khác có độ nhạy quang học khoảng 50-120 mAW-1 linh kiện ba lớp MoS2 nghiên cứu có hiệu suất cao ~ hệ số Phản ứng tác động ánh sáng linh kiện phát quang ba lớp MoS2 nghiên cứu Kết đo (hình 5.4) cho thấy dòng quang chạy qua linh kiện MoS2 ba lớp phản ứng tác động nguồn sáng Trang 11 nguồn bật nguồn sáng tắt dịng quang điện nhanh chóng trở mức ban đầu Thời gian tăng thời gian phục hồi xác định 27 ms 3,8 ms (hình 5.5) Hình 5.4 Phản ứng quang linh kiện ba lớp MoS2 tác động nguồn LED 620 nm (a) Vb=1V 2V, (b) Vb=-5V -10V Hình 5.5 Kết xác định thời gian tăng giảm Vb=-5V Trang 12 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận Đề tài nghiên cứu thành công đạt số kết sau: - Thực thành cơng quy trình chế tạo lỗ nano Al/Al2O3 Bên cạnh đó, lỗ nano kim loại Ag Au chế tạo tính chất quang học lỗ nano kim loại nghiên cứu báo cáo - Các linh kiện FET đơn hạt nano ZnO với độ linh động hạt dẫn cao nghiên cứu chế tạo thành cơng có độ nhạy hệ số EQE cao đến 1,39 × 106 5,6 × 107, mà thời gian phản ứng nhanh đạt 0,09 ms - Các linh kiện phát quang làm từ vật liệu lớp nguyên tử MoS2 chế tạo khảo sát Kết thực nghiệm cho thấy, tác động ánh sáng linh kiện có độ nhạy quang cao với thời gian phản ứng nhanh Độ nhạy quang điện hệ số khuếch đại quang đạt gần 105 A/W 105 Thời gian phản hồi linh kiện khoảng mili giây Hƣớng phát triển đề tài - Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thực nghiệm khảo sát hiệu ứng plasmon bề mặt cấu trúc nano kim loại tuần Các cấu trúc nano kim loại tuấn hoàn có khả điều khiển bước sóng lượng sóng quang học, thể hiệu ứng phân cực plasmon bề mặt (SPP) sở quan trọng để kết hợp quang học, kỹ thuật nano, công nghệ điện tử để tạo thiết bị có tính ứng dụng thực tiễn - Dựa cấu trúc linh kiện lỗ nano, mở rộng nghiên cứu nhiều loại vật liệu bán dẫn nano Cấu trúc chứng minh thông qua kết nghiên cứu cho thấy linh kiện hoạt động với hiệu suất cao mở ứng dụng đột phá vật liệu bán dẫn lĩnh vực điện tử quang điện tử Trang 13 ... HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT BÁO CÁO TÓM TẮT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐẶC TÍNH ĐIỆN TỬ VÀ QUANG ĐIỆN TỬ CỦA CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ HIỆU SUẤT CAO CÓ CẤU TRÚC... nghiên cứu ? ?Đặc tính điện tử quang điện tử linh kiện điện tử hiệu suất cao có cấu trúc nano? ?? - Mục đích đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo khảo sát đặc tính linh kiện điện tử có cấu trúc nano dựa... linh kiện điện tử hiệu suất cao ứng dụng lĩnh vực điện tử quang điện tử Tính sáng tạo: Đề tài nghiên cứu thiết kế, chế tạo linh kiện điện tử dựa cấu trúc lỗ nano đề tài Cấu trúc linh kiện với kênh