Chế tạo và tính chất quang của cấu trúc một chiều zns mos2

GI O Ụ V OT O TR ỜNG I HỌC QU NH N TRẦN LÊ ANH ÀO CHẾ T O VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA CẤU TRÚC MỘT CHIỀU ZnS/MoS2 C u nn n M s N ớn d n Vật lí chất rắn 8440104 GS TS P ạm Thành Huy TS ỗ Quang Trung LỜI CAM OAN Tôi xin cam đoan, kết nghiên cứu riêng dƣới hƣớng dẫn Thầy GS.TS Phạm Thành Huy Thầy TS ỗ Quang Trung, không trùng lặp với cơng trình khoa học khác Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa công bố cơng trình Học viên Trần L An o LỜI CẢM N Trƣớc tiên, xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến GS.TS Phạm Thành Huy TS ỗ Quang Trung, ngƣời thầy tận tình hƣớng dẫn, dạy, giúp đỡ hết lòng vật chất lẫn tinh thần cung cấp kiến thức khoa học q giá giúp tơi hồn thành tốt luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy TS Nguyễn Tƣ, ngƣời tận tình giúp đỡ, khích lệ tơi trình học tập nghiên cứu, tạo điều kiện thuận lợi suốt trình thực đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn em Khuất Thị Thƣ, sinh viên năm thứ khoa Công nghệ Vật liệu, Trƣờng ại học Phenikaa em Lƣu Thị Hà Thu học viên cao học Viện AIST, Trƣờng ại học Bách Khoa Hà Nội đồng hành với tơi q trình làm thực nghiệm Tơi xin chân thành cảm ơn tới Trƣờng ại học PHENIKAA, Viện AIST trƣờng ại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện cho làm thực nghiệm đo đạc, khảo sát tính chất vật liệu Tơi xin chân thành cảm ơn an Giám Hiệu Trƣờng ại Học Quy Nhơn, Ban Chủ nhiệm khoa, thầy cô giáo Khoa Vật lí - Trƣờng ại Học Quy Nhơn, an Giám Hiệu thầy cô tổ Vật lí trƣờng THPT Nguyễn Trãi An Khê, tạo điều kiện giúp đỡ suốt thời gian qua Cuối tơi xin cảm ơn gia đình, ngƣời thân bạn bè gần gũi, động viên chia sẻ, giúp tơi khắc phục khó khăn q trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Nghiên cứu đƣợc tài trợ Quỹ Phát triển khoa học Công nghệ Quốc gia (NAFOSTE ) đề tài mã số 103.02-2017.365 Xin trân trọng cảm ơn ! ình ịnh, tháng năm 2020 Trần L An o MỤC LỤC LỜI AM OAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu ối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài HƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VẬT LIỆU NANO 1.1.1 ịnh nghĩa vật liệu nano 1.1.2 ặc trƣng vật liệu nano 1.1.3 Tính chất quang 1.2 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 14 1.2.1 Vật liệu ZnS 17 1.2.2 Vật liệu MoS2 19 1.2.3 Vật liệu ZnS/MoS2 22 HƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 27 2.1 CHẾ T O VẬT LIỆU NANO 1D ZnS BẰNG PHƢƠNG PH P ỐC BAY NHIỆT 27 2.1.1 Dụng cụ, thiết bị hóa chất: 27 2.1.2 Quy trình chế tạo cấu trúc nano 1D ZnS 28 2.2 CHẾ T O CẤU TRÚC LAI NANO 1D/2D ZnS/MoS2 BẰNG PHƢƠNG PH P THỦY NHIỆT 30 2.2.1 Dụng cụ, thiết bị hóa chất 30 2.2.2 Quy trình chế tạo cấu trúc lai nano 1D/2D ZnS/MoS2 phƣơng pháp thủy nhiệt 32 2.3 PHƢƠNG PH P PHÂN TÍ H 33 2.3.1 Phƣơng pháp nghiên cứu hình thái bề mặt, thành phân nguyên tố vật liệu ảnh FESEM phổ tán sắc lƣợng tia X 33 2.3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu cấu trúc tinh thể giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) 33 2.3.3 Phƣơng pháp nghiên cứu tính chất quang phép đo phổ huỳnh quang 34 HƢƠNG 3: KẾT QUẢ 36 3.1 HÌNH THÁI VÀ CẤU TRÚC CỦA 1D ZNS CHẾ T O BẰNG PHƢƠNG PH P ỐC BAY NHIỆT 36 3.1.1 Hình thái bề mặt vật liệu 1D ZnS 36 3.1.2 chế mọc cấu trúc 1D ZnS 38 3.1.3 Thành phần nguyên tố hóa học cấu trúc 1D ZnS 39 3.1.4 Cấu trúc 1D ZnS 41 3.2 HÌNH THÁI, CẤU TRÚC CỦA VẬT LIỆU MoS2 CHẾ T O ƢỢC BẰNG PHƢƠNG PH P THỦY NHIỆT 42 3.2.1 Hình thái bề mặt cấu trúc 2D MoS2 42 3.2.2 Thành phần hóa học cấu trúc 2D MoS2 chế tạo phƣơng pháp thủy nhiệt 44 3.2.3 Cấu trúc tinh thể 2D MoS2 chế tạo phƣơng pháp thủy nhiệt 45 3.3 HÌNH THÁI, CẤU TRÚC CỦA VẬT LIỆU NANO LAI 1D/2D ZnS/MoS2 46 3.3.1 Hình thái bề mặt vật liệu nano lai 1D/2D ZnS/MoS2 46 3.3.2 Thành phần nguyên tố mẫu vật liệu nano lai 1D/2D ZnS/MoS2 48 3.3.3 Cấu trúc tinh vật liệu nano lai 1D/2D ZnS/MoS2 49 3.4 TÍNH CHẤT QUANG CỦA VẬT LIỆU 1D ZnS VÀ VẬT LIỆU LAI 1D/2D ZnS/MoS2 3.4.1 Phổ huỳnh quang cấu trúc nano 1D ZnS 50 3.4.2 Phổ huỳnh quang cấu trúc nano lai 1D/2D ZnS/MoS2 52 3.5 Ơ HẾ HÌNH THÀNH CẤU TRÚC 1D/2D ZnS/MoS2 53 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 QUYẾT ỊNH GIAO Ề TÀI LUẬN VĂN TH SĨ (bản sao) DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Tên đầ đủ Chữ viết tắt Eg N ĩa tiếng việt Năng lƣợng vùng cấm Energy in the forbidden area chế – lỏng – rắn VLS Vapor - Liquid - Solid VZn Zinc Vacancy Nút khuyết kẽm VS Sulfur Vacancy Nút khuyết lƣu huỳnh PL Photoluminescence Phổ huỳnh quang UV Ultraviolet Tử ngoại EDS Energy Dispersive X-ray Spectroscopy Phổ tán sắc lƣợng tia X XRD X-ray Diffraction Phổ nhiễu xạ tia X FESEM Field- Emission Scanning Microscope Electron Kính hiển vi điện tử quét phát xạ trƣờng 0D 0- Dimensional Không chiều 1D 1- Dimensional Một chiều 2D 2- Dimensional Hai chiều 3D 3- Dimensional Ba chiều 1T Tetragonal Tứ phƣơng 2H Hexagonal Lục giác 3R Rhombohedral NIR Near infrared a phƣơng Hồng ngoại gần DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Số nguyên tử lƣợng hạt nano cầu [5] DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Các cấu trúc nano thấp chiều phân loại theo kích thƣớc vật liệu [5] .5 Hình 1.2 (a) Sơ đồ chuyển mức điện tử vật liệu bán dẫn hấp thụ ánh sáng, (b) Các chuyển mức điện tử vẽ không gian [24] 10 Hình 1.3 Phổ lƣợng exciton [24] 11 Hình 1.4 Sự phụ thuộc vào nhiệt độ chất bán dẫn [24] 15 Hình 1.5 Các loại chất bán dẫn hình thành tạp chất 15 Hình 1.6 Quá trình tái hợp điện tử lỗ trống chất bán dẫn .16 Hình 1.7 Các dạng cấu trúc ZnS .18 Hình 1.8 Cấu trúc lớp vật liệu MoS2 [31] .19 Hình 1.9 Các dạng cấu trúc tinh thể vật liệu MoS2 (A) Bát diện (pha- 1T), ( ) Lăng trụ tam giác (pha- 2H), ( ) Lăng trụ tam giác (pha- 3R) [35] 20 Hình 1.10 Sự thay đổi cấu trúc vùng cấm vật liệu MoS2 theo số lớp nguyên tử [37] 21 Hình 1.11 Quá trình truyền điện tử từ MoS2 sang ZnS 24 Hình 1.12 Quá trình truyền hạt tải tử ZnS sang MoS2 [45] 25 Hình 2.1 Lị bốc bay nhiệt phịng thí nghiệm trƣờng đại học Phenikaa .28 Hình 2.2 Quá trình bốc bay vật liệu ZnS nhiệt độ 1150 °C .29 Hình 2.3 Quy trình thủy nhiệt tổng hợp cấu trúc nano lai 1D ZnS/MoS2 32 Hình 2.4 Thiết bị FESEM-JEOL/JSM-7600F tích hợp đo FESEM E S Viện Tiên tiến Khoa học Công nghệ (AIST)- ại học Bách khoa Hà Nội .33 Hình 2.5 Hệ đo giản đồ nhiễu xạ tia X (D/MAX-2500/PC) Viện (KICET), Hàn Quốc 34 Hình 2.6 Hệ huỳnh quang (Nanolog, Horiba Jobin Yvon) nguồn kích thích đèn Xenon cơng suất 450 W có bƣớc sóng từ 250 ÷ 800 nm, viện Tiên tiến Khoa học Công nghệ (AIST), Trƣờng ại học Bách khoa Hà Nội 35 Hình 3.1 Ảnh FESEM vật liệu nano 1D ZnS tổng hợp phƣơng pháp bốc bay nhiệt 1150 oC với vùng nhiệt độ khác .36 Hình 3.2 Ảnh FESEM dây nano ZnS với độ phóng đại khác cho quan sát hạt kim loại Au xúc tác 38 Hình 3.3 Phổ EDS mẫu vật liệu ZnS tƣơng ứng với ba vùng nhiệt đế 39 Hình 3.4 Phổ XRD mẫu vật liệu nano 1D ZnS 41 Hình 3.5 Ảnh FESEM MoS2 thủy nhiệt 180oC thời gian khác a&b (8 giờ), c&d (12 giờ), d&e (24 giờ) 43 Hình 3.6 Ảnh FESEM, ảnh điện tử EDS phân bố theo lớp nguyên tố, ảnh mapping thành phần nguyên tố phổ EDS mẫu MoS2 thủy nhiệt thời gian 12 44 Hình 3.7 Phổ XRD MoS2 thủy nhiệt thời gian 12 45 Hình 3.8 Ảnh FESEM vật liệu nano lai 1D/2D ZnS/MoS2 47 Hình 3.9 Phổ EDS cấu trúc nano lai 1D/2D ZnS/MoS2 với nồng độ MoS2 ban đầu 0,04M 0,2M 48 Hình 3.10 Phổ EDS mapping cấu trúc 1D/2D ZnS/MoS2 49 Hình 3.11 Giản đồ nhiễu xạ tia X cấu trúc 1D/2D ZnS ZnS/MoS2 50 Hình 3.12 Phổ huỳnh quang PL cấu trúc 1D ZnS 51 Hình 3.13 Phổ huỳnh quang cấu trúc nano lai 1D/2D ZnS/MoS2 52 Hình 3.14 chế hình thành cấu trúc 1D/2D ZnS/MoS2 54 49 3.9a&c gồm: Mo 5,4%, Zn 43,9%, S 50,7% Với thành phần nguyên tố hóa học nhận đƣợc nhƣ cho thấy mẫu ZnS chiếm ƣu so với MoS2 ể khảo sát phân bố thành phần nguyên tố, ảnh phổ EDS mapping mẫu đƣợc thể hình 3.10 Hình 3.10 Phổ EDS mapping cấu trúc 1D/2D ZnS/MoS2 Theo nhƣ quy ƣớc phổ, màu vàng đặc trƣng cho nguyên tố S, màu xanh xanh dƣơng lần lƣợt ký hiệu cho nguyên tố Mo Zn Kết nhận đƣợc thấy đƣợc nguyên tố mẫu đƣợc phân bố đồng 3.3 Cấu trúc t n vật l ệu nano la D/2D ZnS/MoS2 ể khảo sát cấu trúc vật liệu 1D/2D ZnS/MoS2 chế tạo đƣợc, tiến hành đo phổ XRD mẫu thủy nhiệt nhiệt độ 180 oC thời gian với nồng độ tiền chất 0.2 M Kết phổ XRD so sánh mẫu 1D ZnS, 2D MoS2 mẫu vật liệu lai 1D/2D ZnS/MoS2 đƣợc thể Hình 3.11 Phổ nhiễu xạ tia X mẫu 1D ZnS mẫu 2D MoS2 đƣợc phân tích chi tiết phần ối với mẫu vật liệu lai ZnS/MoS2 phổ 50 XRD cho thấy mẫu tồn hai pha vật liệu: i) Cấu trúc lục giác ZnS (theo thẻ chuẩn JCPDS số 36-1450) [22][47] ii) Cấu trúc 2H đặc trƣng cho vật liệu 2D MoS2 (theo thẻ chuẩn JCPDS card No 37– 1492) [3][48] [50] Tuy nhiên, tỷ lệ pha MoS2 phổ EDS chiếm ƣu Kết nhận đƣợc đƣợc giải thích với mẫu nồng độ tiền chất Mo ban đầu cao sau thủy nhiệt lớp MoS2 phủ gần nhƣ toàn bề mặt cấu trúc 1D ZnS tín hiệu tia X nhiễu xạ chủ yếu lớp MoS2 Hình 3.11 Giản đồ nhiễu xạ tia X cấu trúc 1D/2D ZnS ZnS/MoS2 3.4 TÍNH CHẤT QUANG CỦA VẬT LIỆU 1D ZnS VÀ VẬT LIỆU LAI 1D/2D ZnS/MoS2 3.4 P ổ uỳn quan cấu trúc nano D ZnS Phổ huỳnh quang (PL) kích thích bƣớc sóng 325 nm nhiệt độ phịng vật liệu nano 1D ZnS chế tạo phƣơng pháp bốc bay nhiệt nhiệt độ 51 1150 oC (vị trí đế nằm vùng VIII) đƣợc trình bày Hình 3.12 Phổ PL vật liệu 1D ZnS nhận đƣợc cho thấy tồn ba đỉnh phát xạ bƣớc sóng 337 nm, 458 nm 535 nm Với lƣợng vùng cấm đặc trƣng cho cấu trúc lục giác ZnS 3,77 eV; nguồn gốc đỉnh phát xạ yếu vùng tử ngoại 337 nm đƣợc lý giải tái hợp trực tiếp điện tử từ vùng dẫn với lỗ trống vùng hóa trị ZnS (tái hợp vùng – vùng đặc trƣng vật liệu ZnS) Trong đó, từ kết đƣợc cơng bố nghiên cứu trƣớc đây, xác định nguồn gốc đỉnh phát xạ màu xanh lam với bƣớc sóng 458 nm đƣợc gây trạng thái sai hỏng bề mặt dây nano ZnS [51] ỉnh phát xạ với cƣờng độ mạnh bƣớc sóng 535 nm có nguyên nhân đỉnh phát xạ xanh lục từ nút khuyết kẽm (VZn) nút khuyết lƣu huỳnh (VS) hay chí kim loại xúc tác Au gây [28] Hình 3.12 Phổ huỳnh quang PL cấu trúc 1D ZnS 52 Chúng muốn nhấn mạnh rằng, vùng UV không quan sát đƣợc đỉnh phát xạ xung quanh 380 nm đặc trƣng cho ZnO, điều có nghĩa chúng tơi phát triển thành cơng quy trình chế tạo cấu trúc 1D ZnS phƣơng pháp bốc bay nhiệt Ở quy trình này, việc để vật liệu nguồn ZnS ban đầu bên ngồi lị q trình nâng nhiệt có ý nghĩa quan trọng việc hạn chế tối đa q trình ơxi hóa ZnS ây chìa khóa vàng cơng nghệ chế tạo vật liệu chiều ZnS mà thực nghiên cứu 3.4 P ổ uỳn quan cấu trúc nano la D/2D ZnS/MoS2 Sự thay đổi tính chất quang vật liệu nano chiều ZnS phụ thuộc vào nồng độ MoS2 đƣợc trình bày Hình 3.13 Phổ huỳnh quang cấu trúc nano lai 1D/2D ZnS/MoS2 Phổ PL hình cho thấy cƣờng độ phát xạ vùng nhìn thấy mẫu ZnS/MoS2 giảm dần theo tăng dần nồng độ MoS2 mẫu so 53 với mẫu ZnS Cụ thể hơn, đỉnh phát xạ bƣớc sóng 458 nm có xu hƣớng biến nồng độ MoS2 mẫu lớn 0,04 M iều lý giải MoS2 nồng độ cao (0,1 M), sai hỏng bề mặt dây nano ZnS bị bao phủ hoàn toàn, dẫn đến phát xạ sai hỏng bề gây giảm xuống biến nồng độ thích hợp Quan sát tƣơng tự đỉnh phát xạ 535 nm, cƣờng độ PL bị suy giảm theo chiều tăng dần nồng độ MoS2, nhƣng dập tắt hoàn toàn nồng độ cao (0,2 M) Chúng cho rằng, chiều dày lớp MoS2 dây ZnS đủ lớn, photon bị hấp thụ lớp MoS2 phát xạ dây 1D ZnS khơng cịn chiếm ƣu thế, dẫn đến dập tắt huỳnh quang nhƣ Hình 3.13 Hình thích góc bên trái phổ cho thấy đỉnh phát xạ UV đặc trƣng cho chuyển mức vùng – vùng ZnS có thay đổi rõ rệt có mặt lớp MoS2 mẫu Khi nồng độ MoS2 tăng từ 0,04 M đến 0,1 M, cƣờng độ đỉnh UV khơng có xu hƣớng tăng mà cịn bị dịch phía bƣớc sóng ngắn iều chứng tỏ có tƣơng tác mạnh ZnS MoS2 bề mặt dị thể đƣợc hình thành chúng, truyền điện tử từ vùng dẫn MoS2 sang vùng dẫn ZnS nguyên nhân làm cho cƣờng độ phát xạ UV ZnS tăng lên [44] Tuy nhiên, tiếp tục tăng nồng độ MoS2 lên đến 0,2 M, diễn q trình hấp thụ mạnh ánh sáng gây lớp MoS2 bề mặt ZnS kết làm cho cƣờng độ PL gần nhƣ bị dập tắt hoàn toàn toàn dải phát xạ từ vùng UV đến vùng nhìn thấy 3.5 C CHẾ HÌNH THÀNH CẤU TRÚC 1D/2D ZnS/MoS2 chế hình thành cấu trúc 1D/2D ZnS/MoS2 đƣợc thể hình 3.14 Nhƣ trình bày trình thực nghiệm, trình thủy nhiệt điều kiện nhiệt độ, áp suất cao, tiền chất chứa Mo S phản ứng với hình thành lên vật liệu MoS2 theo phản ứng (2.1) (2.4) Tuy nhiên, đƣa cấu trúc 1D ZnS vào bình phản ứng, bề mặt cấu 54 trúc 1D ZnS chứa sẵn nguyên tử Zn S (coi nhƣ chất xúc tác) nên hình thành trình phản ứng MoS2 dễ dàng hình thành bám dính bề mặt cấu trúc 1D ZnS Thời gian thủy nhiệt nồng độ tiền chất chứa MoS2 định đến mật độ lớp MoS2 bám bề mặt mẫu nhƣ dạng (1) dạng (2) Dạng (1) tƣơng ứng với cấu trúc mọc 1D/2D ZnS/MoS2 kiểu 2D vng góc trên1D Dạng (2) tƣơng ứng với cấu trúc mọc 1D/2D ZnS/MoS2 kiểu 2D song song trên1D Hìn Cơ c ế hình thành cấu trúc 1D/2D ZnS/MoS2 Với dạng mọc thứ (1), cấu trúc 2D MoS2 làm tăng diện tích bề mặt 55 vật liệu lai ZnS/MoS2 lên nhiều lần Cấu trúc hứa hẹn tạo hiệu ứng bề mặt lớn phù hợp với ứng dụng chế tạo cảm biến Dạng mọc thứ (2) tiếp xúc kiểu song song, hiệu ứng bề mặt tạo mở nhiều khả ứng dụng lĩnh vực cảm biến, quang điện tử, quang xúc tác …vv chế hình thành cấu trúc /2 đƣợc nghiên cứu số nhóm nghiên cứu giới [2][11][14][15] Ở Việt Nam, nhóm nghiên cứu cảm biến khí đứng đầu GS.TS Nguyễn Văn Hiếu sử dụng cấu trúc nano hoa MoS2 để chế tạo cảm biến nhạy khí NO2 nhiệt độ phịng Cơng trình nhóm GS Hiếu đƣợc cơng bố tạp chí RS Advances năm 2020 Các kết nghiên cứu cho thấy, thành công việc chế tạo cấu trúc vật liệu lai 1D/2D ZnS/MoS2 với tiềm ứng dụng to lớn nhiều lĩnh vực khác 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Qua bƣớc đầu nghiên cứu đề tài: “ hế tạo tính chất quang cấu trúc chiều ZnS/MoS2”, chúng tơi kết luận rằng: - ã phát triển thành cơng quy trình chế tạo cấu trúc 1D ZnS phƣơng pháp bốc bay nhiệt 1150 °C thời gian Kết cho thấy cấu trúc ZnS (đai, dây nano) đƣợc hình thành vùng có nhiệt độ đế khác Vùng có nhiệt độ đế cao (VI) ƣu tiên hình thành đai nano dây nano hình thành vùng có nhiệt độ đế thấp (VIII), vùng (VII) có đan xen hai cấu trúc đai dây nano ằng phép phân tích FESEM, EDS, XRD PL chứng minh dây nano ZnS với đƣờng kính từ 50 - 300 nm chiều dài lên đến vài chục micromet đƣợc hình thành - Xây dựng thành cơng quy trình chế tạo cấu trúc 2D MoS2 dạng hoa nano phƣơng pháp thủy nhiệt thời gian ủ khác - ã xây dựng thành cơng quy trình tổng hợp cấu trúc 1D/2D ZnS/MoS2 phƣơng pháp thủy nhiệt cở sở dây nano ZnS Kết cho thấy độ dày lớp MoS2 phủ bề mặt 1D ZnS điều khiển cách dễ dàng cách thay đổi nồng độ tiền chất ban đầu MoS2 mẫu Thú vị hơn, phổ huỳnh quang 1D ZnS phụ thuộc mạnh vào độ dày lớp phủ MoS2 bề mặt Ở nồng độ MoS2 thấp (nhỏ 0,1 M), cƣờng độ phát xạ vùng nhìn thấy ZnS/MoS2 giảm đồng thời phát xạ UV bị dịch chuyển phía bƣớc sóng ngắn so với ZnS có xu hƣớng tăng cƣờng phát xạ Tại nồng độ MoS2 cao (0,2 M) phổ huỳnh quang ZnS/MoS2 gần nhƣ bị dập tắt hoàn toàn 57 - ƣớc đầu quan sát đƣợc ảnh hƣởng MoS2 lên tính chất quang vật liệu 1D ZnS, nhiên việc nghiên cứu cách hệ thống chi tiết tính chất quang loại vật liệu cần phải đƣợc thực thời gian tới Các kết nhận đƣợc cho thấy tiềm ứng dụng to lớn loại vật liệu chế tạo linh kiện quang điện tử, cảm biến, quang xúc tác, lƣu trữ lƣợng…vv Kiến nghị: ề tài cần tiếp tục phát triển theo hƣớng điều chỉnh độ dày lớp phủ MoS2 cấu trúc chiều ZnS khác nhau, từ nghiên cứu chi tiết tính chất quang chúng 58 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] E Benavente, F Durán, C Sotomayor-Torres, and G González, “Heterostructured layered hybrid ZnO/MoS2 nanosheets with enhanced visible light photocatalytic activity,” J Phys Chem Solids, vol 113, no August 2017, pp 119–124, 2018 [2] M Balasubramaniam, “Sonochemistry-assisted nanostructures: A S Karazhanov, fabrication synergistic of energy and S Balakumar, 1D-ZnSb2O6@2D-MoS2 storage material for supercapacitors,” Ultrason Sonochem., vol 58, no May, 2019 [3] Z Li et al., “Synthesis of sulfur-rich MoS2 nanoflowers for enhanced hydrogen evolution reaction performance,” Electrochim Acta, vol 283, pp 306–312, 2018 [4] J Chen et al., “Unique hollow-concave CoMoSx boxes with abundant mesoporous structure for high-performance hybrid supercapacitors,” Electrochim Acta, vol 337, p 135824, 2020 [5] Phạm Thành Huy, ỗ Quang Trung, ùi Văn Hào, Nguyễn Tƣ, Trần Mạnh Trung, VẬT LIỆU NANO CẤU TRÚC M T CHIỀU ZnS, ZnO, ZnS/ZnO, CƠNG NGHỆ CHẾ T O, TÍNH CHẤT QUANG VÀ ỨNG DỤNG, Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội (2019) [6] ỗ Quang Trung (2014), Nghiên cứu chế tạo khảo sát trình chuyển pha ZnS/ZnO cấu trúc nano ZnS chiều, Luận án tiến sĩ, Trƣờng ại học Bách Khoa Hà Nội [7] X Fang et al., ZnO and ZnS nanostructures: Ultraviolet-light emitters, lasers, and sensors, vol 34, no 3–4 2009 [8] Q Liang, Zhang, S Xu, M Zhou, Y Zhou, and Z Li, “In situ growth of CdS quantum dots on phosphorus-doped carbon nitride 59 hollow tubes as active 0D/1D heterostructures for photocatalytic hydrogen evolution,” J Colloid Interface Sci., vol 577, pp 1–11, 2020 [9] Z Yan, W Wang, L u, J Zhu, L Phillips, and J Xu, “Interpreting the enhanced photoactivities of 0D/1D heterojunctions of CdS quantum dots /TiO2 nanotube arrays using femtosecond transient absorption spectroscopy,” Appl Catal B Environ., vol 275, no April, p 119151, 2020 [10] H H El-Maghrabi et al., “Synthesis of mesoporous core-shell CdS@TiO2 (0D and 1D) photocatalysts for solar-driven hydrogen fuel production,” J Photochem Photobiol A Chem., vol 351, pp 261–270, 2018 [11] H Hou and X Zhang, “Rational design of /2 heterostructured photocatalyst for energy and environmental applications,” Chem Eng J., vol 395, no March, p 125030, 2020 [12] S S M Bhat et al., “Substantially enhanced photoelectrochemical performance of TiO2 nanorods/CdS nanocrystals heterojunction photoanode decorated with MoS2 nanosheets,” Appl Catal B Environ., vol 259, no August, p 118102, 2019 [13] Y Liu, G Wang, Y Li, and Z Jin, “2 /1 heterogeneous junction enhanced with NiWO4 Zn0.7Cd0.3S p-n for efficient photocatalytic hydrogen evolution,” J Colloid Interface Sci., vol 554, pp 113–124, 2019 [14] W Feng et al., “One-pot construction of 1D/2D Zn1-xCdxS/D-ZnS composites with perfect heterojunctions and their superior visible-lightdriven photocatalytic H2 evolution,” Appl Catal B Environ., vol 220, pp 324–336, 2018 [15] J Wang et al., “A /1 TiO2 nanosheet/CdS nanorods heterostructure with enhanced photocatalytic water splitting performance for H2 evolution,” Int J Hydrogen Energy, vol 43, no 15, pp 7388–7396, 2018 60 [16] E Butanovs, A Kuzmin, J Butikova, S Vlassov, and B Polyakov, “Synthesis and characterization of ZnO/ZnS/MoS2 core-shell nanowires,” J Cryst Growth, vol 459, no October 2016, pp 100–104, 2017 [17] P T Gomathi, P Sahatiya, and S adhulika, “Large-Area, Flexible Broadband Photodetector Based on ZnS–MoS2 Hybrid on Paper Substrate,” Adv Funct Mater., vol 27, no 31, pp 1–9, 2017 [18] S Harish et al., “Synergistic interaction of layered MoS2/ZnS nanocomposite for highly efficient photocatalytic activity under visible light irradiation,” Appl Surf Sci., vol 488, no May, pp 36–45, 2019 [19] N T Thang et al., “ ontrolled synthesis of ultrathin MoS2 nanoflowers for highly enhanced NO2 sensing at room temperature,” RSC Adv., vol 10, no 22, pp 12759–12771, 2020 [20] Zhao, T Wu, and Y Zhou, “ ual II Heterojunctions Metallic Phase MoS2/ZnS/ZnO Ternary Composite with Superior Photocatalytic Performance for Removing ontaminants,” Chem - A Eur J., vol 25, no 41, pp 9710–9720, 2019 [21] B Chen, Y Meng, J Sha, Zhong, W Hu, and N Zhao, “Preparation of MoS2/TiO2 rechargeable based batteries: nanocomposites Progress, for photocatalysis challenges, and and perspective,” Nanoscale, vol 10, no 1, pp 34–68, 2018 [22] X Fang et al., “ZnS nanostructures: From synthesis to applications,” Prog Mater Sci., vol 56, no 2, pp 175–287, 2011 [23] R M Clark et al., “Two-step synthesis of luminescent MoS2-ZnS hybrid quantum dots,” Nanoscale, vol 7, no 40, pp 16763–16772, 2015 [24] Phùng Hồ, Phan Quốc Phơ “Giáo trình Vật liệu bán dẫn,” Nhà Xuất Khoa học Kỹ thuật, 2008 [25] A Tiwari and S J hoble, “ ritical analysis of phase evolution , 61 morphological control , growth mechanism and photophysical applications of ZnS nanostructures ( 0D-3D ): A review,” pp 0–73, 2016 [26] E S Machlin, “An Introduction to Aspects of Thermodynamics and Kinetics Relevant to Materials Science,” An Introduction to Aspects of Thermodynamics and Kinetics Relevant to Materials Science 2007 [27] X Fang and L Zhang, “One-Dimensional (1D) ZnS Nanomaterials and Nanostructures,” J Mater Sci Technol., vol 22, no 6, pp 721–736, 2006 [28] H A Tuấn, Nghiên cứu chế tạo số tính chất vật liệu bột màng ZnS:Ni, Luận văn thạc sĩ, đại học sƣ phạm Hà Nội, 2009 [29] Y Wang, L Zhang, Liang, G Wang, and X Peng, “ atalytic growth and photoluminescence properties of semiconductor single-crystal ZnS nanowires,” Chem Phys Lett., vol 357, no 3–4, pp 314–318, 2002 [30] D Chen et al., “ZnS nano-architectures: Photocatalysis, deactivation and regeneration,” Nanoscale, vol 2, no 10, pp 2062–2064, 2010 [31] H Liu, T Lv, C Zhu, X Su, Z Zhu, Efficient synthesis of MoS2 nanoparticles modified TiO2 nanobelts with enhanced visible-light-driven photocatalytic activity, J Mol Catal A Chem 396 (2015) 136–142 [32] S Harish, Prachi, J Archana, M Navaneethan, M Shimomura, H Ikeda, Y Hayakaw, Synergistic interaction of 2D layered MoS2/ZnS nanocomposite for highly efficient photocatalytic activity under visible light irradiation Applied Surface Science 488 (2019) 36–45 [33] S Chen et al., “Monolayer MoS Nanoribbon Transistors Fabricated by Scanning Probe Lithography,” Nano Lett., vol 19, no 3, pp 2092– 2098, 2019 [34] Z Xu et al., “A critical review on the applications and potential risks of emerging MoS2 nanomaterials,” J Hazard Mater., vol 399, no 727, p 123057, 2020 62 [35] Lê Văn Thắng, Trần Thanh Tâm, Vƣơng Vĩnh ạt, Nghiên cứu tổng hợp hạt nano Molybdenum Disulfide (MoS2) cấu trúc lớp phƣơng pháp hóa học với có mặt HCl, Tạp chí Khoa học HSP TPH M, Số 9(8) năm 2016 [36] Y Wang et al., “ Feasibility of Large-Scale MoS2 Thin-Film Transistors on a GaN Substrate ,” ACS Appl Electron Mater., vol 1, no 8, pp 1418–1423, 2019 [37] J K Ellis, M J Lucero, and G E Scuseria, “The indirect to direct band gap transition in multilayered MoS2 as predicted by screened hybrid density functional theory,” Appl Phys Lett., vol 99, no 26, 2011 [38] H Li et al., “Fabrication of single- and multilayer MoS2 film-based field-effect transistors for sensing NO at room temperature,” Small, vol 8, no 1, pp 63–67, 2012 [39] W Zhang et al., “Ultrahigh-Gain Photodetectors Based on Atomically Thin Graphene-MoS2 Heterostructures,” Sci Rep., vol 4, pp 1–8, 2015 [40] M L Tsai et al., “Monolayer MoS2 heterojunction solar cells,” ACS Nano, vol 8, no 8, pp 8317–8322, 2014 [41] M Acerce, D Voiry, and M Chhowalla, “Metallic 1T phase MoS2 nanosheets as supercapacitor electrode materials,” Nat Nanotechnol., vol 10, no 4, pp 313–318, 2015 [42] J heng, L Han, Y Wei, and Q hen, “Enhancement of photocatalytic property on ZnS/MoS2 composite under visible light irradiation,” MATEC Web Conf., vol 108, pp 8–11, 2017 [43] P T Gomathi, P Sahatiya, and S adhulika, “Solution processed ZnSMoS2 for optoelectronic applications,” 2017 IEEE 17th Int Conf Nanotechnology, NANO 2017, no 1, pp 355–357, 2017 [44] I Sharma and R Mehta, “Enhanced charge separation at 63 MoS2/ZnS heterojunction: KPFM based study of interface photovoltage,” Appl Phys Lett., vol 110, no 6, 2017 [45] K Zhang, W Meng, S Wang, H Mi, L Sun, and K Tao, “One-step synthesis of ZnS@MoS2 core-shell nanostructure for high efficiency photocatalytic degradation of tetracycline,” New J Chem., vol 44, no 2, pp 472–477, 2019 [46] D.Q Trung, N Tu, N.D Hung, P.T Huy, "Probing the origin of green emission in 1D ZnS nanostructures" Journal of Luminescence 169 (2016) 165–172 [47] V Nam Do, N.T Tuan, D.Q Trung, N.D.T Kien, N.D Chien P.T Huy" One-dimensional protuberant optically active ZnO structure fabricated by oxidizing ZnS nanowires" Materials Letters 64 (2010) 1650–1652 [48] S R Kadam et al., “Architecture of MoS2 nanosheets and 3D CdMoS4 marigold flowers: Consequence of annealing on field emission performance,” Microporous Mesoporous Mater., vol 225, pp 573–579, 2016 [49] H Li, H Wu, S Yuan, and H Qian, “Synthesis and characterization of vertically standing MoS2 nanosheets,” Sci Rep., vol 6, pp 1–9, 2016 [50] Y Quan et al., “ZnO nanoparticles on MoS2 microflowers for ultrasensitive SERS detection of bisphenol A,” Microchim Acta, vol 186, no 8, pp 4–11, 2019 [51] H J Yuan et al., “Formation of ZnS nanostructures by a simple way of thermal evaporation,” J Cryst Growth, vol 258, no 3–4, pp 225–231, 2003 ... 1D ZnS VÀ VẬT LIỆU LAI 1D/2D ZnS/ MoS2 3.4.1 Phổ huỳnh quang cấu trúc nano 1D ZnS 50 3.4.2 Phổ huỳnh quang cấu trúc nano lai 1D/2D ZnS/ MoS2 52 3.5 Ơ HẾ HÌNH THÀNH CẤU TRÚC 1D/2D ZnS/ MoS2. .. tơi chọn đề tài: ? ?Chế tạo tính chất quang cấu trúc chiều ZnS/ MoS2? ?? để nghiên cứu MỤC CH NGHIÊN CỨU - Xây dựng thành cơng quy trình chế tạo vật liệu nano chiều ZnS nano lai ZnS/ MoS2 phƣơng pháp... học cấu trúc 2D MoS2 chế tạo phƣơng pháp thủy nhiệt 44 3.2.3 Cấu trúc tinh thể 2D MoS2 chế tạo phƣơng pháp thủy nhiệt 45 3.3 HÌNH THÁI, CẤU TRÚC CỦA VẬT LIỆU NANO LAI 1D/2D ZnS/ MoS2