TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH oOo TIỂU LUẬN MÔN: VẬT LIỆU ĐIỆN - ĐIỆN ĐỀ TÀI: VẬT LIỆU NANO ĐIỆN TỬ GVHD: PGS.TS Phạm Xuân Hổ SINH VIÊN THỰC HIỆN: Nhóm Lê Anh Đức Võ Hồng Kiệt Nguyễn Diên Tiến Đinh Trường Nam Phạm Thị Hương Giang TP Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 03 năm 2021 18161062 18161094 1816116 18161111 18161068 Ý KIẾN CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 14 tháng năm 2021 Chữ kí giáo viên hướng dẫn MỤC LỤC MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, Thế Giới nói chung đất nước Việt Nam ta nói riêng ngày phát triển đặc biệt lĩnh vực khoa học công nghệ đà phát triển mạnh mẽ Trong đó, bật nhấ cơng nghệ Nano Chính đời phát triển ngành công nghệ tạo bước ngoặt lớn trình phát triển lồi người Vậy Nano gì? Và cơng dụng công nghệ Nano hay sản phẩm mà người sử dụng hàng ngày tác động tới sức khỏe người? Chính để giải đáp thắc mắc chúng em thực tiểu luận “ Vật liệu Nano điện tử” để thực nghiên cứu tìm hiểu định vấn đề Qua để có nhìn mẻ lĩnh vực công nghệ Nano có định hướng hương phát triển danh cho ngành cơng nghiệp cịn mẻ Dù cố gắng nhiều giới hạn kiến thức sai sót q trình thực khơng thể tránh khỏi Chúng em mong nhận ý kiến đóng góp Thầy bạn để tiểu luận hoàn thiện * Kết cấu tiều luận: Chương 1: Giới thiệu tổng quan Chương 2: Tính chất điện vật liệu Nano Chương 3: Công nghệ chế tạo Ứng dụng vật liệu Nano Chương 4: Vật liệu công nghệ Nano phục vụ cho ngành điện điện từ ngày DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH SÁCH HÌNH ẢNH CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan lý thuyết vật liệu nano: 1.1.1 Khái niệm: Vật liệu nano vật liệu chiều có kích thước nano mét Về trạng thái vật liệu, người ta phân chia thành ba trạng thái: rắn, lỏng khí Vật liệu nano tập trung nghiên cứu chủ yếu chất rắn, sau đến chất lỏng chất khí Hình 1.1: Nano có kích thước nhỏ khoảng từ 1-100nm Tuy nhiên, ta coi “Vật liệu nano” thuật ngữ phổ biến có cách khác để phân tích sâu thuật ngữ phổ biến tìm hiểu hai khái niệm: khoa học nano (nano science) công nghệ nano (nano technology) Theo Viện hàn lâm hoàng gia Anh quốc thì: Khoa học nano ngành khoa học nghiên cứu tượng can thiệp vào vật liệu tạo quy mô nguyên từ, phân tử đại phân từ Tại quy mơ đó, tính chất vật liệu khắc hẳn với tính chất chúng quy mô lớn Công nghệ nano việc thiết kế, phân tích đặc trưng, chế tạo ứng dụng cấu trúc, thiết bị hệ thống điều khiển hình dáng kích thương quy mô nano mét 1.1.2 Phân loại vật liệu nano: Xét hình dáng vật liệu, người ta phân thành loại sau: - Vật liệu nano không chiều (cả ba chiều đề có kích thước nano) Ví dụ: đám nano, hạt nano,… - Vật liệu nano chiều vật liệu chiều có kích thước nano Ví dụ: dây nano, ống nano,… - Vật liệu nano hai chiều vật liệu hai chiều có kích thước nano Ví dụ: màng mỏng,… Ngồi cịn có vật liệu có cấu trúc nano hay nanocomposite có phần vật liệu có kích thước nm, cấu trúc có nano không chiều, chiều, hai chiều đan xen lẫn 1.2 Giới thiệu ống nano, lịch sử phát triển: 1.2.1 Khái niệm “Ống nano” Ống nano (tiếng And: nanotube) cấu trúc nano chiều dạng ống với đường kính ống cỡ nano Ống nano hình thành với số loại vật liệu khác nhau, tiếng ống nano carbon, ngồi có từ boron nitride, silic,… vật liệu hữu DNA Ống nano đơn vách cách vách Hiện này, người ta thành công việc chế tạo ống nano nhỏ đễn cỡ 0.4 nm Ống nano có tiềm lớn nhiều lĩnh vực khác điện tử, lượng sạch, xúc tác,… 1.2.2 Khái niệm “Ống nano carbon” Trong hầu hết lĩnh vực ơng nano carbon phổ biến ta đề cập phần Vậy ống nano carbon gì? Ống nano carbon đơn tường dạng hình thù carbon Một ống nano carbon đơn vách than chì độ dày ngun tử cuộn trịn thành trụ liền, với đường kình cỡ nanomet khép kín đầu nửa phân tử Fullerenes Hình 1.2: Mơ hình 3D ống nano carbon đơn tường - SWCNT Ống nano carbon đa tường gồm nhiều ống đơn tường đường kình khác lồng vào đồng trục, khoảng cách lớp từ 0,34 nm đến 0,39 nm Hình 1.3: Mơ hình 3D ống carbon đa tường - MWCNT 1.2.3 Lịch sử phát triển: Trước năm 1985 người ta cho carbon tồn ba dạng hình thù: than (dạng phổ biến có màu đen gỗ cháy cịn lại), graphit (than chì), kim cương Đến năm 1985, nghiên cứu carbon Kroto đồng nghiệp khám phá tập hợp lớn nguyên tử carbon kết tinh dạng phân tử có hình cầu kích thước cỡ nanomet - dạng thù hình carbon gọi Fullerenes Fullerenes lồng phân tử khép kín với nguyên tử carbon xếp thành mặt cầu mặt elip Fullerenes biết đến đầu tiền C60, có dạng hình cầu gồm 60 nguyên tử carbon nằm định khối 32 mặt tạo 12 ngũ giác 20 lục giác Năm 1991, quan sát kính hiển vi điện tử truyền qua phân giải cao (HRTEM) sản phẩm tạo phóng điện hồ quang hai điện cực graphit, Iijima S phát tinh thể cực nhỏm dảm bám điện cực catot Đó ơng nano carbon đa tường MWCNT Hai năm sau, Iijima tiếp tục công bố kết tổng hợp ống nano carbon đơn tường SWCNT, ống rỗng có đường kính từ 1đến nanomet (nm) chiều dài cỡ vài micromet (um) Vỏ ống gồm nguyên từ carbon xếp đặn định hình lục giác Phát ống nano carbon tính chất đặc biệt thu hút nhiều quan tâm, nghiên cứu ứng dụng nhiều lĩnh vực khác Sự góp mặt ống nano carbon đánh dấu đời ngành khoa học vật liệu mới: vật liệu dựa sở carbon - vật liệu cho tương lai ... loại vật liệu nano: Xét hình dáng vật liệu, người ta phân thành loại sau: - Vật liệu nano khơng chiều (cả ba chiều đề có kích thước nano) Ví dụ: đám nano, hạt nano, … - Vật liệu nano chiều vật liệu. .. thước nano Ví dụ: dây nano, ống nano, … - Vật liệu nano hai chiều vật liệu hai chiều có kích thước nano Ví dụ: màng mỏng,… Ngồi cịn có vật liệu có cấu trúc nano hay nanocomposite có phần vật liệu. .. lý thuyết vật liệu nano: 1.1.1 Khái niệm: Vật liệu nano vật liệu chiều có kích thước nano mét Về trạng thái vật liệu, người ta phân chia thành ba trạng thái: rắn, lỏng khí Vật liệu nano tập trung