Nghiên cứu tổng hợp vật liệu titan nitrua (tin) có cấu trúc nano và khảo sát một số ứng dụng của chúng

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết đề tài “Nghiên cứu tổng hợp vật liệu Titan nitrua (TiN) có cấu trúc nano khảo sát số ứng dụng chúng” cơng trình nghiên cứu cá nhân chưa công bố cơng trình khoa học khác thời điểm Bình Định, ngày … tháng … năm 2019 Tác giả luận văn Mai Thị Tuyết Trinh LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập nghiên cứu tơi nhận nhiều góp ý, hỗ trợ, bảo nhiệt tình q thầy khoa Vật lý, số thầy khoa Hóa, Sinh tham gia nghiên cứu khu thí nghiệm A6, Trường Đại học Quy Nhơn, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô Một số kết phép đo phổ XRD, ảnh SEM đề tài đo khoa Vật lý thiên văn, Trường Đại học KU Leuven, Bỉ Tôi xin trân trọng cảm ơn giúp đỡ, hỗ trợ đề tài Tôi xin chân thành bày tỏ lịng biết ơn đến TS Lê Thị Ngọc Loan người trực tiếp hướng dẫn, hết lòng giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho hồn thành luận văn Đồng thời, gia đình ln hậu phương vững chắc, ln quan tâm, khích lệ tinh thần để tơi vượt qua khó khăn q trình học tập Bên cạnh đó, tơi cịn nhận giúp đỡ, động viên từ bạn bè, đồng nghiệp, em học sinh thành viên tập lớp Cao học Vật lý chất rắn K20 suốt thời gian Xin cảm ơn gia đình yêu quý, người bạn, đồng nghiệp thân yêu em học sinh đồng hành với quãng thời gian học tập nghiên cứu để hoàn thành luận văn MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Chương TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU TiN 1.1 Một số tính chất vật liệu TiN 1.1.1 Tính chất vật lý 1.1.2 Tính chất hóa học 1.2 Một số phương pháp chế tạo vật liệu TiN 1.2.1 Phương pháp tổng hợp TiN phản ứng tự trì 1.2.2 Phương pháp tổng hợp TiN lò phản ứng nhiệt plasma nhiệt 1.2.3 Phương pháp tổng hợp TiN nhiệt độ thấp 1.2.4 Phương pháp nitơ hóa trực tiếp từ TiO2 (CVD nhiệt) 1.2.5 Phương pháp tổng hợp TiN kỹ thuật trào ngược 1.2.6 Phương pháp tổng hợp TiN từ phản ứng titan urê 10 1.2.7 Phương pháp tổng hợp TiN cách giảm hidro hóa tiền chất titan 10 1.2.8 Phương pháp tổng hợp TiN từ titan oxit với natri amit 10 1.3 Một số ứng dụng vật liệu TiN 11 1.3.1 Ứng dụng vật liệu khối TiN 11 1.3.2 Ứng dụng màng TiN 13 1.3.3 Ứng dụng vật liệu nano TiN 14 Chương THỰC NGHIỆM 18 2.1 Hóa chất thiết bị chế tạo mẫu 18 2.1.1 Hóa chất 18 2.1.2 Thiết bị 18 2.2 Quy trình thực nghiệm 19 2.2.1 Quy trình chế tạo dây nano TiO2 19 2.2.2 Quy trình chế tạo vật liệu nano TiN 21 2.3 Các phương pháp phân tích mẫu 22 2.3.1 Kính hiển vi điện tử quét (SEM = Scanning Electron Microscopy) 22 2.3.2 Phổ nhiễu xạ tia X (XRD = X-ray Diffraction) 24 2.3.3 Phổ quang điện tử tia X (XPS = X-ray Photonelectron Spectroscopy) 25 2.3.4 Phổ hấp thụ UV-Vis 26 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 3.1 Hình ảnh quang học TiO2 TiN nhiệt độ khác 27 3.2 Ảnh SEM mẫu chế tạo 31 3.2.1 Ảnh SEM mẫu TiO2 TiN có cấu trúc hạt 31 3.2.2 Ảnh SEM dây TiO2 tổng hợp mẫu sau nung có cấu trúc dây 32 3.3 Phổ XRD mẫu chế tạo 33 3.4 Phổ XPS hạt nano TiN 37 3.5 Phổ UV-Vis hạt nano TiN 40 3.6 Khảo sát hóa nước phân tán vật liệu TiN 43 3.6.1 Thí nghiệm 43 3.6.2 Kết thí nghiệm 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CMOS CVD Complementary Metal-Oxide- Cơng nghệ vi mạch tích Semiconductor hợp Chemical Vapor Depositio Phương pháp lắng đọng hóa học IR Infrared rays Phổ hồng ngoại LSPs Local surface plasmon Sự cộng hưởng plasmonic bề mặt NaCl Natri clorua NaN3 Natri azua NaNH2 Natri amide NaNH3 Natri tetraamide NH3 Khí amoniac NIR Bức từ vùng cực tím đến hồng ngoại PVD Physical Vapor Depotion Phương pháp lắng đọng vật lý PVP Poly (vinylpyrrolidone) SEM Scanning Electron Microscopy Kính hiển vi điện tử quét SHS Tự tổng hợp nhiệt độ cao SSM Đường trạng thái rắn-hơi TiCl4 Titan tetraclorua TiO2 Titanium oxide TiN Titanium nitride UHV Chân không siêu cao UV Ultraviolet Bức xạ vùng tử ngoại UV-Vis Ultraviolet – Visible Phổ hấp thụ quang học WC Vonfram cacbua Vật liệu Vonfram Cacbua XPS X-ray Photoelectron Phổ quang điện tử tia X Spectroscopy XRD X-Ray Diffraction Nhiễu xạ tia X DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Màu sắc vật liệu TiN dạng khối (a) dạng nano (b) Hình 1.2 Cấu trúc mạng tinh thể TiN Hình 1.4 Sự thay đổi nhiệt độ khối lượng đốt cháy Ti Nitơ Hình 1.6 Sơ đồ lò phản ứng plasma nhiệt Hình 1.7 Dụng cụ phủ lớp TiN tăng độ bền chống ăn mịn 11 Hình 1.8 Dụng cụ y tế dụng cụ ăn uống phủ lớp mỏng TiN 12 Hình 2.1 Sơ đồ hệ chế tạo TiO2 phương pháp phun tĩnh điện 19 Hình 2.2 Sơ đồ hệ chế tạo TiO2 phương pháp phun tĩnh điện 20 Hình 2.3 Sơ đồ lò ống LTF dùng để chế tạo TiN 21 Hình 2.4 Các thơng số điều kiện chế tạo TiN 22 Hình 2.5 Sơ đồ ngun lý kính hiển vi điện tử quét 23 Hình 2.6 Sự phản xạ bề mặt tinh thể 24 Hình 2.7 Quá trình phát quang điện tử 25 Hình 3.1 Các dây nano TiO2 nhiệt độ nung TiN thương mại 28 Hình 3.2 Các hạt nano TiO2 (kích thước 200 nm) nhiệt độ nung TiN thương mại 28 Hình 3.3 Các hạt nano TiO2 (kích thước 20 nm) nhiệt độ nung 29 TiN thương mại 29 Hình 3.4 TiO2 nhiệt độ nung 700 oC với cấu trúc khác 30 Hình 3.5 TiO2 nhiệt độ nung 900oC với cấu trúc khác thương mại 30 Hình 3.6 Ảnh SEM hạt TiO2 (a) hạt TiN nhiệt độ nung 900 oC (b) 31 Hình 3.7 Ảnh SEM dây nano TiO2 32 Hình 3.8 Ảnh SEM mẫu dây TiO2 nung nhiệt độ 700oC (a) 900oC (b) 32 Hình 3.9 Phổ XRD dây TiO2 chế tạo phương pháp phun tĩnh điện 34 Hình 3.10 Phổ XRD mẫu dây nung nhiệt độ 900oC TiN thương mại 35 Hình 3.11 Phổ XRD dây TiO2 TiN nung nhiệt độ 700 oC, 900 oC 36 Hình 3.12 Phổ XPS quét rộng hạt TiN nhiệt độ nung 900 oC 37 Hình 3.13 Phổ XPS Ti 2p (TiN) 38 Hình 3.14 Phổ XPS N 1s (hình 3.14.a) O 1s (hình 3.14.b) 39 Hình 3.15 Phổ UV-Vis dây TiO2 dây TiN chế tạo kích thước 200 nm (a) dây TiO2 hạt TiN (b) 41 Hình 3.16 Phổ UV-Vis mẫu TiN nhiệt độ 900 oC 42 Hình 3.17 Thí nghiệm khảo sát hóa nước sử dụng TiN 44 Hình 3.18 Sơ đồ minh họa thí nghiệm khảo sát hóa nước sử dụng TiN 44 Hình 3.19 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc khối lượng nước bốc vào nồng độ TiN 46 Hình 3.20 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc khối lượng nước bốc vào cấu trúc vật liệu nhiệt độ 700oC (a) 900oC (b) 49 Hình 3.21 Hiệu suất hóa nước dây TiN (a), hạt TiN 20 nm (b), hạt TiN (200 nm), hạt TiN 200 TiN thương mại (d) 51 Hình 3.22 Sơ đồ minh họa chế hóa nước TiN 53 50 Kết từ bảng 3.3, 3.4 hình 3.20.b cho thấy, nhiệt độ chế tạo 700oC, TiN có cấu trúc hạt kích thước 200 nm cho hiệu suất hóa nước cao nhất, với khối lượng nước bốc 0,2705 g, gấp 1,27 lần nước thường, gấp 1,09 lần TiO2, gấp 1,03 lần cấu trúc dây gấp 1,02 lần hạt 20 nm Như vậy, điều kiện nhiệt độ nung 700oC, hiệu suất hóa nước cấu trúc khác không lớn Trong đó, nhiệt độ chế tạo 900oC, khổi lượng nước bốc hạt TiN 200 nm 0,3374 g gấp 1,58 lần nước thường, gấp 1,36 lần TiO2, gấp 1,11 lần cấu trúc dây gấp 1,09 lần hạt 20 nm Như vậy, điều kiện nhiệt độ nung 700oC, hiệu suất hóa nước cấu trúc có khác rõ rệt, hạt TiN 200 nm cho hiệu suất tốt Từ hai kết này, kết luận vật liệu TiN hạt TiN 200 nm làm hóa nước nhanh 3.6.2.3 Khảo sát khối lượng hóa nước phụ thuộc nhiệt độ chế tạo TiN Từ kết thí nghiệm bảng 3.3 3.4, so sánh khối lượng nước bốc TiN hình dạng kích thước có nhiệt độ chế tạo khác Kết so sánh thể hình 3.21, 3.21.a, 3.12.b, 3.21.c cho kết cấu trúc dây, hạt có kích thước 20 nm, hạt có kích thước 200 nm Đối với cấu trúc dây (hình 3.21.a), dây TiN nhiệt độ 900oC cho hiệu suất hóa nước gấp 1,15 lần dây TiN 700oC, cấu trúc hạt 20 nm 1,17 lần hạt TiN 200 nm gấp 1,25 lần Như vậy, hiệu suất hóa nước vật liệu nano TiN phụ thuộc vào nhiệt độ chế tạo vật liệu với nhiệt độ nung 900oC sẽ cho hiệu suất hóa nước tốt Khối lượng nước hóa (g) Khối lượng nước hóa (g) 51 Thời gian (phút) a) b) Khối lượng nước hóa (g) Khối lượng nước hóa (g) Thời gian (phút) Thời gian (phút) c) Thời gian (phút) d) Hình 3.21 Hiệu suất hóa nước dây TiN (a), hạt TiN 20 nm (b), hạt TiN (200 nm), hạt TiN 200 TiN thương mại (d) 3.6.2.4 Hiệu suất hóa nước TiN chế tạo TiN thương mại Sau làm thí nghiệm khảo sát khối lượng hóa nước theo điều kiện chế tạo, theo cấu trúc vật liệu, kết thí nghiệm cho thấy hạt nano TiN có kích thước 200 nm chế tạo phương pháp nitơ hóa mơi trường 52 NH3, nhiệt độ nung 900oC đạt hiệu suất hóa nước cao (gấp 1,58 nước thường) Chúng tiến hành so sánh kết hóa nước hạt TiN với TiN thương mại Kết so sánh hai chất thể bảng 3.5 Bảng 3.5 Khối lượng nước bốc với TiN chế tạo TiN thương mại Khối lượng nước bốc (g) Thời gian (phút) TiN chế tạo TiN thương mại 0 0,0294 0,0304 10 0,045 0,045 15 0,0619 0,0562 20 0,0844 0,0787 25 0,1072 0,1068 30 0,1406 0,1293 35 0,1631 0,1603 40 0,1912 0,1871 45 0,2193 0,2274 50 0,253 0,2543 55 0,2981 0,2904 60 0,3374 0,3191 Từ số liệu so sánh bảng 3.5, kết thể đồ thị hình 3.21.d Từ đồ thị ta thấy TiN chế tạo có kích thước cho hiệu suất hóa nước tốt TiN thương mại, nhiên chênh lệch không nhiều Cụ thể hiệu suất TiN chế tạo gấp 1,06 lần TiN thương mại 53 Điều giải thích TiN chế tạo kích thước 200 nm có cấu trúc lõi vỏ, điều minh chứng phổ UV-Vis trình bày bên trên, phổ UV-Vis vật liệu có đỉnh plasmon, đỉnh phần TiO2 bên nguyên tử Oxi chưa bị thay nguyên tử TiN đỉnh lại TiN lớp vỏ bên ngồi Hình 3.22 Sơ đồ minh họa chế hóa nước TiN Mặt khác, tượng hóa nước dựa hai chế, thứ ánh sáng có tác dụng làm nóng chất lỏng làm chất lỏng hóa hơi, chế hấp thụ nhiệt vật; thứ hai chế dựa hiệu ứng plasmonic, ánh sáng chiếu đến hạt nano có tính chất plasmonic (hình 3.22), tượng cộng hưởng plasmon bề mặt, điện trường cục bề mặt hạt nano khuếch đại lên đến 1000 ± 10000 lần Điện trường làm nóng cục lớp chất lỏng bao quanh bề mặt hạt nano làm hóa lớp chất lỏng Lớp bề mặt hạt nano sẽ lớn dần lên chất lỏng hóa nhiều tiếp tục chiếu sáng Các hạt nano gần sẽ liên kết 54 với tạo thành bong bóng hơi, bong bóng lớn dần lên di chuyển đến bề mặt chất lỏng Tại bề mặt chất lỏng, ngồi hạt nano TiN quay lại chất lỏng thực trình hố theo quy trình cũ, ngừng chiếu sáng Như chế thứ hai xảy chất lỏng chất lỏng có chứa vật liệu có tính chất plasmonic Do đó, TiN chế tạo kích thước 200 nm có hai đỉnh plasmonic cho hiệu suất hóa nước cao TiN thương mại 55 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận - Chúng chế tạo thành công dây nano TiO2 phương pháp phun tĩnh điện dùng hệ electrospinning Minh chứng thể giản đồ nhiễu xạ tia X XRD phổ hấp thụ UV-Vis rắn - Chế tạo thành cơng vật liệu nano TiN phương pháp nitơ hóa mơi trường khí NH3 nhiệt độ nung 900oC Các kết từ hình ảnh quang học, ảnh SEM, phổ XRD, phổ XPS phổ UV-Vis thể điều - Chế tạo thành cơng vật liệu có cấu trúc lõi vỏ, với phần lõi TiO2 tiền chất TiN phần vỏ tạo thành tthay nguyên tố Oxi TiO2 TiN - Khảo sát hiệu suất hóa nước sử dụng vật liệu nano TiN với cấu trúc khác nhau, điều kiện chế tạo khác Kết cho thấy, hạt nano TiN có cấu trúc lõi vỏ chế tạo nhiệt độ 900 oC cho hiệu suất hóa nước cao vật liệu khảo sát gấp 1,58 nước thường - Khảo sát hiệu suất hóa nước TiN chế tạo có cấu trúc lõi vỏ TiN thương mại cho kết TiN chế tạo cho hiệu suất tốt TiN thương mại - Ngồi kết khảo sát hiệu suất hóa nước, cũng khảo sát hiệu ứng quang xúc tác vật liệu nano TiN chế tạo với dung dịch xanh metylen, nhiên hoạt tính quang xúc tác TiN khơng tốt Kiến nghị Trên sở kết mà đề tài nghiên cứu được, chúng tơi có số kiến nghị sau: 56 - Tiếp tục khảo sát cấu trúc tinh thể vật liệu phụ thuộc vào nhiệt độ tổng hợp, tốc độ gia nhiệt, thời gian phản ứng để tạo số cấu trúc lõi vỏ TiN@TiO2 cấu trúc TiOxNy ảnh hưởng cấu trúc lên tính cộng hưởng plasmon hiệu suất hóa nước - Có thể khảo sát số ứng dụng khác hạt/dây nano TiN, ví dụ khảo sát hiệu ứng làm khô nước gắn lên bề mặt gạch đá sàn nhà nhằm làm khô nhanh diệt khuẩn; phủ bề mặt bạt phơi lúa để đẩy nhanh q trình làm khơ nông sản, bạt phơi muối nhằm rút ngắn thời gian bốc nước để làm muối, điều giúp tăng sản lượng muối rút ngắn thời gian sẽ giúp tránh mưa làm hỏng muối - Tìm hiểu chế giải thích tượng hóa nước dựa vật liệu plasmonic Hiện chế chưa giải thích rõ ràng thuyết phục 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] K Vandierendonck and M Van Stappen, “Study of the performance of PVD and PCVD coated cermets for di ff erent cutting applications”, Surface and Coatings Technology, vol 97, pp 218–223, 1997 [2] Y Zhong, X Xia, F Shi, J Zhan, J Tu, and H J Fan, “Transition Metal Carbides and Nitrides in Energy Storage and Conversion”, Advanced Science, 3, 1500286, 2016 [3] A Wisbey and P J Gregson, “Application of PVD TiN coating to COCr-Mo based surgical implants”, Biomaterials, vol 8, pp 477–480, 1987 [4] I Introduction, “Solid State Metathesis Reaction For Metal Borides, Silicides, Pnictides and Chalcogenides: Ionic or Elemental Pathways”, ChemInform, 2010 [5] G K Hyde, “Atomic layer deposition and biocompatibility of titanium nitride nano-coatings on cellulose fiber substrates”, Biomed Mater vol 025001, 2009 [6] I E Wachs, B M Weckhuysen (1997), “Structure and Reactivity of Surface Vanadium Oxide Species on Oxide Supports”, Appl Catal A: Gen, 157:67-90 [7] H Pierson, “Handbook of Refractory carbides and Nitrides: Processing and Applications”, Noyes Publications, US, 1996 [8] A Javier, M De Oca, A Javier, M De Oca, and V Elaboration, “Elaboration du carbure et du nitrure de titane par ds procédés chimiques et physiques en phase vapeur : caractérisation de la microstructure To cite 58 this version”, 2004 [9] J P Dekker, P J Van Der Put, H J Veringab, and J Schoonmana, “Vapour-phase Synthesis of Titanium Nitride Powder”, Chemical Engineering, vol 4, pp 689–694, 1994 [10] D Carole, N Fr, S Etienne-calas, C Merlet, and R Marin-ayral, “Microstructural and mechanical characterization of titanium nitride produced by SHS”, Materials Science and Engineering A, vol 419, pp 365–371, 2006 [11] R Aghababazadeh, A Reza, B Rand, and S Banijamali, “Synthesis and characterization of nanocrystalline titanium nitride powder from rutile and anatase as precursors”, Surface Science, vol 601, pp 2881–2885, 2007 [12] S M Kumar, K Murugan, S B Chandrasekhar, and N Hebalkar, “Synthesis and characterization of nano silicon and titanium nitride powders using atmospheric microwave plasma technique”, Journal of Chemical Sciences, vol 124, no 3, pp 557–563, 2012 [13] P V Ananthapadmanabhan, P R Taylor, and W Zhu, “Synthesis of titanium nitride in a thermal plasma reactor”, Journal of Alloys and Compounds, vol 287, pp 126–129, 1999 [14] L Zhu, M Ohashi, and S Yamanaka, “Novel synthesis of TiN fine powders by nitridation with ammonium chloride”, Material Reseach Bullentin, vol 37, pp 475–483, 2002 [15] G W Elger, D E Traut, G J Slavens, and S J Gerdemann, “Preparation of Submicron Titanium Nitride Powder by Vapor-Phase Reactions”, 59 Metallurgical Transactions B, vol 20, no August, pp 493–497, 1989 [16] J Li, L Gao, J Sun, Q Zhang, J Guo, and D Yan, “Synthesis of Nanocrystalline Titanium Nitride Powders by Direct Nitridation of Titanium Oxide”, Journal of the American Ceramic Society, vol 47, pp 3045–3047, 2001 [17] J Li, Y S Yin, X Y Tan, and J De Zhang, “A ZrO2 (3Y) matrix composite toughened with Fe3AI intermetallic,” J Am Ceram Soc., vol 88, no 1, pp 235–238, 2005 [18] X Yang, C Li, L Yang, Y Yan, and Y Qian, “Reduction-nitridation synthesis of titanium nitride nanocrystals,” J Am Ceram Soc., vol 86, no 1, pp 206–208, 2003 [19] N T T S K Sasaki, “Synthesis of crystalline TiN and Si particles by laser ablation in liquid nitrogen”, Applied Physics A, pp 833–836, 2008 [20] S J Campbell, M Hofmann, and A Calka, “The Synthesis of TiN by Ball-Milling—A Neutron Diffraction Study”, Physica B Condensed Matter, vol 278, pp 899–900, 2000 [21] N Ramanuja, R A Levy, S N Dharmadhikari, E Ramos, and C W Pearce, “Synthesis and characterization of low pressure chemically vapor deposited titanium nitride films using TiCl4 and NH3”, Materials Letters ,vol 57, no December, pp 261–269, 2002 [22] J Moon, T Li, C A Randall, and J H Adair, “Low temperature synthesis of lead titanate by a hydrothermal method”, Journal of Materials Research ,pp 189–197, 1997 [23] Junqing Hu, Qingyi Lu, Kaibin Tang, Shuhong Yu, Yitai Qian, Guien 60 Zhou, Xianming Liu, “Low‐Temperature Synthesis of Nanocrystalline Titanium Nitride via a Benzene–Thermal Route,” J Am Ceram Soc., vol 83, no 2, pp 430–432, 2000 [24] J F Sun, M Z Wang, Y C Zhao, X P Li, and B Y Liang, “Synthesis of titanium nitride powders by reactive ball milling of titanium and urea”, Journal of Alloys and Compounds, vol 482, pp 29–31, 2009 [25] A Reinholdt et al., “Structural, compositional, optical and colorimetric characterization of TiN-nanoparticles”, The European Physical Journal D - Atomic, Molecular, Optical and Plasma Physics, vol 76, pp 69–76, 2004 [26] Y Huang, Y Gu, M Zheng, Z Xu, W Zeng, and Y Liu, “Synthesis of nanocrystalline titanium nitride by reacting titanium dioxide with sodium amide”, Materials Letters, vol 61, pp 1056–1059, 2007 [27] S Deevi and Z A Munir, “The mechanism of synthesis of titanium nitride by self-sustaining reactions,” J Mater Res., vol 5, no 10, pp 2177–2183, 1990 [28] W Li, F L Riley, and D Morphologie, “The Production of Titanium Nitride by the Carbothermal Nitridation of Titanium Dioxide Powder”, Journal of the European Ceramic Society, vol 8, pp 345–354, 1991 [29] C Growth, O F Titanium, N By, and C Vapor, “Crystal growth of titanium nitride by chemical vapor deposition”, Journal of Crystal Growth, vol 29, pp 55–60, 1975 [30] T G Dziura et al., “Measurement of high-k and metal film thickness on FinFET sidewalls using scatterometry”, Proceedings of SPIE - The 61 International Society for Optical Engineering, vol 6922, pp 1–8, 2008 [31] H Wakabayashi, Y Saito, K Takeuchi, and T Mogami, “A Dual-Metal Gate CMOS Technology using nitrogen-concentration-controlled TiNx film”, IEEE Transactions on Electron Devices, vol 48, no 10, pp 2363– 2369, 2001 [32] C Loo et al., “Nanoshell-Enabled Photonics-Based Imaging and Therapy of Cancer”, Technol Cancer Res Treat., vol 3, pp 33-49, 2015 [33] L Gao and J Li, “Preparation and properties of TiN – Si N composites”, Journal of the European Ceramic Society, no January 2004, 2015 [34] C Clavero, “Plasmon-induced hot-electron generation at nanoparticle/metal-oxide interfaces for photovoltaic and photocatalytic devices”, Nature Photonic, vol 8, no January, 2014 [35] A Calka, “Formation of titanium and zirconium nitrides by mechanical alloying of titanium and zirconium nitrides by mechanical alloying”, Applied Physics Letters, vol 1568, no 1991, pp 15–17, 2012 [36] S Metallurgica, M Vol, R July, and R October, “Synthesis of silicon nitride by mechanical alloying”, Scripta Metallurgica et Materialia, vol 27, no c, pp 1853–1857, 1992 [37] P P G Ỉ A Gedanken, Ỉ S B Makhlouf, and I G Ỉ A M Ỉ R Abu-mukh, “Synthesis and characterization of titanium nitride , niobium nitride , and tantalum nitride nanocrystals via the RAPET ( reaction under autogenic pressure at elevated temperature ) technique”, Journal of Nanoparticle Research, pp 995–1003, 2009 62 [38] A Tu, “Nghiên cứu chế tạo màng TiN phương pháp phún xạ magnetron DC số đế khác nhau,” pp 65–73, 2014 [39] J Kohlscheen, H Stock, and P Mayr, “Substoichiometric titanium nitride coatings as machinable surfaces in ultraprecision cutting”, Surface and Coatings Technology, vol 121, pp 740–745, 1999 [40] J Acero et al., “The behaviour of titanium as a biomaterial : microscopy study of plates and surrounding tissues in facial osteosynthesis Macroscopic findings”, J Craniomaxillofac Surg., pp 117–123, 1999 [41] J Verran, A Packer, P Kelly, and K A Whitehead, “International Journal of Food Microbiology Titanium-coating of stainless steel as an aid to improved cleanability,” Int J Food Microbiol., vol 141, pp S134– S139, 2010 [42] M H Islam et al., “Nanostructured TiN thin films suitable for medical applications”, Materials Forum, vol 32, pp 129–136, 2008 [43] E Peon, G Fuentes, J A Delgado, L Morejon, A Almirall, and R García, “Preparation and characterization of porous blocks of synthetic hydroxyapatite”, Latin American applied research Pesquisa aplicada latino americana, vol 228, pp 225–228, 2004 [44] A P Hibbins, J R Sambles, and C R Lawrence, “Surface plasmonpolariton study of the optical dielectric function of titanium nitride”, Journal of Modern Optics, no November 2014, pp 37–41 [45] H G Tompkins, R Gregory, and B Boeck, “Optical Properties of Titanium Nitride Thin Films”, Surface and Interface Analysis, vol 17, pp 22–24, 1991 63 [46] N C Chen et al., “Excitation of surface plasma wave at TiN / air interface in the Kretschmann geometry Excitation of surface plasma wave at TiN / air interface in the Kretschmann geometry”, Journal of Applied Physics , vol 043104, 2011 [47] D Steinm and R Kovacs, “Excitation of surface plasmons on titanium nitride films : determination of the dielectric function”, Thin Solid Films, vol 237, pp 277–281, 1994 [48] M Wittmer and M Wittmer, “Properties and microelectronic applications of thin films of refractory metal nitrides Properties and microelectronic applications of thin films of refractory metal nitrides”, Journal of Vacuum Science & Technology A, vol 1797, no 1985, 2014 [49] A M Goodman et al., “The Surprising in Vivo Instability of Near-IRAbsorbing Hollow Au À Ag Nanoshells”, ACS Nano, no 4, pp 3222– 3231, 2015 [50] S Ishii, R P Sugavaneshwar, and T Nagao, “Titanium Nitride Nanoparticles as Plasmonic Solar Heat Transducers,” J Phys Chem C, vol 120, no 4, pp 2343–2348, 2016 [51] P Huang et al., “Biodegradable Gold Nanovesicles with an Ultrastrong Plasmonic Coupling Effect for Photoacoustic Imaging and Photothermal Therapy”, Angew Chem Int Ed Engl., pp 13958–13964, 2013 [52] J L West, “Nanoshell-mediated near-infrared thermal therapy of tumors under magnetic resonance guidance”, Proc Natl Acad Sci U S A., vol 100, no 23, 2003 [53] B D Chithrani, A A Ghazani, and W C W Chan, “Determining the 64 Size and Shape Dependence of Gold Nanoparticle Uptake into Mammalian Cells”, Nano Lett., vol 6, pp 662-8, 2006 [54] G Baffou, J Polleux, H Rigneault, and S Monneret, “Super-heating and micro-bubble generation around plasmonic nanoparticles under cw illumination,” J Phys Chem C, vol 118, no 9, pp 4890–4898, 2014 ... với natri amit 10 1.3 Một số ứng dụng vật liệu TiN 11 1.3.1 Ứng dụng vật liệu khối TiN 11 1.3.2 Ứng dụng màng TiN 13 1.3.3 Ứng dụng vật liệu nano TiN 14 Chương... Sau sử dụng dây nano TiO2 với mẫu nano TiO2 cấu trúc khác để chế tạo vật liệu nano TiN Và cuối khảo sát hiệu suất hóa nước sử dụng vật liệu nano TiN vừa chế tạo Đối tượng phạm vi nghiên cứu -... hại TiN có màu nâu vàng dạng khối, có màu đen cấu trúc nano a) b) Hình 1.1 Màu sắc vật liệu TiN dạng khối (a) dạng nano (b) Vật liệu TiN cứng, so sánh với vật liệu corundum (vật liệu sử dụng chất