ĐỀ tài NCKH nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất quang của chấm lượng tử zns đồng pha tạp cu, mn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT QUANG CỦA CHẤM LƯỢNG TỬ ZnS ĐỒNG PHA TẠP Cu, Mn MÃ SỐ: T2020-91TĐ SKC007285 Tp Hồ Chí Minh, tháng 12/2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT QUANG CỦA CHẤM LƯỢNG TỬ ZnS ĐỒNG PHA TẠP Cu, Mn Mã số: T2020 – 91TĐ Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Thành Phương TP HCM, 12 – 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA IN & TRUYỀN THƠNG BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT QUANG CỦA CHẤM LƯỢNG TỬ ZnS ĐỒNG PHA TẠP Cu, Mn Mã số: T2020 – 91TĐ Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Thành Phương TP HCM, 12 – 2020 MỤC LỤC TỔNG QUAN CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CHẤM LƯỢNG TỬ ZnS VÀ ZnS PHA TẠP ION KIM LOẠI Mn, Cu 1.1 Giới thiệu 1.2 Tính chất quang chấm lượng tử ZnS 1.2.1 Phổ quang huỳnh quang (PL) ZnS 1.2.2 Các hạt nano ZnS pha tạp .6 1.3 Một số ứng dụng vật liệu ZnS 13 1.4 Hướng tiếp cận nghiên cứu đóng góp đề tài .15 CHƯƠNG CÁC KỸ THUẬT PHÂN TÍCH VẬT LIỆU 17 2.1 Giản đồ nhiễu xạ tia X 17 2.2 Phổ hấp thụ UV-Vis 18 2.3 Phổ quang huỳnh quang (PL) 19 2.4 Phổ kích thích huỳnh quang (PLE) 20 2.5 Phổ hồng ngoại FT-IR (Fourier Transform Infrared) .21 2.6 Phương pháp chụp ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) .23 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM CHẾ TẠO CHẤM LƯỢNG TỬ ZnS:(Mn-Cu) VÀ ZnS:Mn/ZnS LÕI VỎ 26 3.1 Quy trình thực nghiệm chế tạo ZnS:Mn2+ QDs phương pháp kết tủa hóa học 26 3.1.1 Hóa chất 26 3.2 Quy trình tổng hợp chấm lượng tử ZnS pha tạp Mn (ZnS:Mn) 26 3.3 Quy trình tổng hợp chấm lượng tử ZnS:Mn, Cu 28 3.4 Chấm lượng tử ZnS pha tạp mangan (ZnS:Mn) 29 3.4.1 Khảo sát giản đồ nhiễu xạ XRD 30 3.4.2 Khảo sát ảnh hiển vi điện tử truyền qua TEM 30 3.4.3 Khảo sát phổ hấp thụ UV – Vis 31 3.4.4 Khảo sát phổ hồng ngoại FTIR 32 3.5 3.5.1 Chấm lượng tử ZnS đồng pha tạp đồng mangan (ZnS:(Cu,Mn)) .33 Khảo sát giản đồ nhiễu xạ XRD 33 i 3.5.2 Khảo sát ảnh hiển vi điện tử truyền qua TEM 36 3.5.3 Khảo sát phổ hấp thụ UV – Vis 36 3.5.4 Khảo sát phổ hồng ngoại FTIR 38 3.6 Chấm lượng tử ZnS:Mn/ZnS lõi vỏ 39 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 51 ii CÁC CHỮ VIẾT TẮT CIE: Commission International I’Eclairage: Hội đồng chiếu sáng quốc tế EDX: Energy Dispersive X-ray Spectroscopy: Phổ tán xạ lượng tia X FT-IR: Fourier Transform Infra-Red: Hồng ngoại chuyển Fourier PVA: Polivinyl Alcohol: Polivinyl Alcohol PL: Photoluminescence: Quang huỳnh quang PLE: Photoluminescence Excitation: Kích thích huỳnh quang QDs: Quantum dots: Chấm lượng tử TGA: Thiolglycolic acid: Axit thiolglycolic TCSPC: Time correlated single photon counting: Hệ đếm đơn photon tương quan thời gian TEM: Transmission Electron Microscopy: Hiển vi điện tử truyền qua TFEL: Thin film electroluminescence: Màng mỏng điện phát quang UV-Vis: Ultraviolet - Visible: Tử ngoại – nhìn thấy VS: Sulfur vacancy states: Trạng thái khuyết lưu huỳnh XRD: X-ray Diffraction: Giản đồ nhiễu xạ tia X iii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 (a) Cấu trúc lập phương zince-blende (b) Cấu trúc hexagonal wurtzite ZnS, (c) Sự phụ thuộc cấu trúc ZnS vào nhiệt độ Hình 1.2 Phổ PL ZnS: (a) Cấu trúc Zincblend, (b) Cấu trúc Wurtzite, (c) pha tạp Mn với nồng độ khác nhau, (d) Sơ đồ mức lượng ZnS:Mn2+ Hình 1.3 Cấu trúc tinh thể nano ZnS pha tạp Mn Cu Hình 1.4 Phổ XRD nano ZnS:Cu Hình 1.5 Phổ XRD nano ZnS:Mn nhiệt khác 10 Hình 1.6 Phổ XRD ZnS nguyên chất, ZnS pha tạp Cu, Mn đồng pha tạp 11 Hình 1.7 Khảo sát đỉnh phổ phát quang ZnS pha tạp (Mn:Cu) tỉ lệ khác 12 Hình 1.8 (a) Phổ EL thiết bị điện phát quang ZnS NPs với điện áp vào khác nhau, (b) Tọa độ màu tương ứng với phổ EL, (c) Sự tương quan đỉnh EL áp vào 13 Hình 1.9 (a) Phổ PL với lượng kích thích khác nhau, (b) Các q trình kích thích liên quan đến sai hỏng, (c) Phổ PL nhiệt độ khác nhau, (d) Phổ EL với áp vào khác nhau, (e) Phổ PL ZnS với kích thước khác nhau, (f) Q trình kích thích liên quan đến vùng cấm khác 13 2+ Hình 1.10 (a) Cấu trúc pin mặt trời hạt nano ZnS:Mn , (b) Sơ đồ mức 2+ lượng thiết bị P3HT/ZnS:Mn chân không 14 2+ Hình 1.11 (a) Mực in ZnS:Mn đưa vào đầu phun mực Yellow, dung dịch S đưa vào đầu phun Magenta để in chi tiết đế Si, (b) Chi tiết in đế Si sau đặt ánh sáng thường ánh sáng UV 324nm 15 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý đo phổ hấp thụ UV-Vis 18 Hình 2.2 (a) Biểu đồ màu CIE (x, y), (b) Không gian màu CIE L*a*b* 25 Hình 3.1 Quy trình tổng hợp chấm lượng tử ZnS:Mn 27 Hình 3.2 Quy trình tổng hợp chấm lượng tử ZnS:Mn, Cu 28 Hình 3.3 Phổ nhiễu xạ XRD chấm lượng tử ZnS:Mn 30 Hình 3.4 Ảnh TEM chấm lượng tử ZnS:Mn 2% 31 iv Hình 3.5 Phổ UV – Vis khảo sát độ hấp thụ ZnS pha tạp Mn với nồng độ 5% với chất bao TGA Hình 3.6 Phổ FT – IR ZnS:Mn Hình 3.7 Phổ nhiễu xạ XRD chấm lượng tử Hình 3.8 Ảnh TEM chấm lượng tử ZnS:(Cu,Mn) 1% Hình 3.9 Phổ hấp thụ ZnS đồng pha tạp Mn:Cu với tỉ lệ 1:1 theo nồng độ tăng dần 1%, 2%, 3% Hình 3.10 Phổ FT – IR ZnS:Mn,Cu Hình 3.11 Giản đồ XRD (a) ZnS ZnS:Mn2+QDs, (b) ZnS:Mn2+và ZnS:Mn2+/ZnS QDs Hình 3.12 (a) Phổ UV-vis ZnS ZnS:(4.5%) Mn2+QDs, (b) Vị trí vùng dẫn vùng hóa trị ZnS ZnS:(4.5%) Mn2+QDs Hình 3.13 (a) Phổ PLE ZnS ZnS:(4.5%)Mn2+QDs, (b) Sự tách mức ion Mn2+trong trường tinh thể Hình 3.14 (a) Phổ PL ZnS ZnS:(4.5%)Mn2+QDs, (b) Tọa độ màu CIE ZnS ZnS:Mn2+QDs Hình 3.15 (a) The overlap between the human eye sensitivity curve and the ZnS:Mn2+QDs spectral power, (b) PL emission spectra of the ZnS:Mn2+/ZnS coreshell QDs, (c) CIE chromaticity diagram of core-shell QDs, (d) Relationships of CCT versus S/P ratio and LER v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các thơng số số mạng, thể tích đơn vị kích thước hạt hạt nano ZnS đạt nhiệt độ nung khác Bảng 3.1 Nồng độ Mn2+pha tạp khác bên tinh thể mạng chủ ZnS 29 Bảng 3.2 Bước sóng cao nhất, lượng vùng cấm đường kính hạt ZnS:Mn2+ với chất bao TGA 32 Bảng 3.3 Nồng độ Mn2+, Cu2+ pha tạp khác bên tinh thể mạng chủ ZnS 33 Bảng 3.4 Tính kích thước tinh thể hai phương pháp Scherrer W – H phổ XRD ZnS đồng pha tạp Mn, Cu 34 Bảng 3.5 Bước sóng cao nhất, lượng vùng cấm đường kính hạt ZnS đồng pha tạp Mn, Cu 38 Bảng 3.6 Các thông số cấu trúc ZnS, ZnS:Mn2+, ZnS:Mn2+/ZnS QDs 41 Bảng 3.7 Độ rộng vùng cấm (Eg) vị trí vùng dẫn (ECB) vùng hóa trị (EVB) mẫu 43 Bảng 3.8 Tọa độ màu CIE (x, y), độ tinh khiết màu (CP), nhiệt độ màu tương quan (CCT), hiệu phát sáng xạ quang học (LER) tỷ lệ scotopic/photopic (S/P) ZnS, ZnS:Mn2+và ZnS:Mn2+/ZnS QDs 47 vi THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT QUANG CỦA CHẤM LƯỢNG TỬ ZnS ĐỒNG PHA TẠP Cu, Mn - Mã số: T2020 – 91TĐ - Chủ nhiệm: Nguyễn Thành Phương - Cơ quan chủ trì: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện: 12 tháng (từ tháng 01 năm 2020 đến tháng 12 năm 2020) Mục tiêu:  Xây dựng quy trình chế tạo chấm lượng tử ZnS (Cu, Mn) phương kết tủa hóa học  Khảo sát hình thái, cấu trúc vật chấm lượng tử (QDs) ZnS (Cu, Mn)  Nghiên cứu tính chất quang chấm lượng tử ZnS (Cu, Mn) kỹ thuật phân tích đại Tính sáng tạo: - Chế tạo ZnS pha tạp có khả phát ánh sáng trắng Kết nghiên cứu:  Đã chế tạo thành công chấm lượng tử ZnS đồng pha tạp Mn, Cu (ZnS:Cu-Mn o NPs) phương pháp kết tủa hóa học nhiệt độ 80 C, mơi trường khí  Các chấm lượng tử ZnS:Cu-Mn có cấu trúc lập phương zinc-blend với kích thước hạt khoảng 7,5 nm  Các QDs ứng dụng làm lớp phát ánh sáng trắng thiết bị chiếu sáng Sản phẩm: - Quy trình chế tạo vật liệu ZnS (Cu, Mn) QDs - Số liệu nghiên cứu, phân tích đánh giá - 01 báo đăng tạp chí Optical Materials, xếp hạng Q1 Trưởng Đơn vị (ký, họ tên, đóng dấu) Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) Nguyễn Thành Phương độ TGA-Zn 2+ khác (0,1 , 0,2, 0,3 0,5 M) Kết cho thấy phổ PL có hai đỉnh phát xạ khoảng 430 nm 590 nm tương ứng với dải phát xạ tương ứng 2+ mạng chủ ZnS dịch chuyển phát xạ T1 (G) - A1 (S) Mn Hơn nữa, đỉnh 2+ phát xạ mạng chủ ZnS tăng lên tăng nồng độ TGA-Zn , điều cho thấy có phần đóng góp phát xạ mạng chủ ZnS Tọa độ CIE (x, y) 2+ ZnS:Mn /ZnS QD vỏ lõi hiển thị hình 3.15 (c) cho thấy tọa độ màu (x, y) dịch chuyển phía vùng phát xạ ánh sáng trắng phần hình 3.16 (b) cho 2+ thấy phát xạ màng ZnS:Mn /ZnS (0,1 M) đế thủy tinh kích thích ánh sáng UV (λ ≈ 325 nm) Các giá trị tọa độ (x, y), CCT tỷ lệ S/P mẫu (0,33; 0,29), 5647 K 1,33 Ngoài ra, giá trị CP (≈ 14,63%, Bảng 3) 2+ ZnS:Mn /ZnS (0,1 M) có màu phát xạ bão hịa loại khác Ngồi ra, tỷ lệ S/P nguồn ánh sáng trắng phổ biến từ 0,8 đến 2,5 [41], cho thấy QDs 2+ ZnS:Mn /ZnS (0,1 M) ZnS:Mn 2+ 2+ ZnS:Mn /ZnS QDs có tiềm ứng dụng lớp phát sáng trắng từ thiết bị quang điện tử ZnS:Mn 2+ Kết nghiên cứu cho thấy hiệu phát sáng xạ quang học (LER) QDs tỷ lệ thuận với tốc độ truyền lượng từ mạng chủ ZnS sang ion Mn2+ (Bảng 3/8) Kết chồng lấn công suất phổ ZnS:Mn2+ QDs phổ độ nhạy mắt người tăng cường đáng kể với trình truyền lượng hiệu Hơn nữa, tỷ lệ S/P cao dự đoán mang lại độ sáng cảm nhận tốt [36, 38], điều phù hợp tốt với kết cơng trình nghiên cứu Mối quan hệ tỷ lệ S/P LER so với giá trị CCT thể Hình 3.15 (d) Kết cho thấy tỷ lệ S/P LER tỷ lệ thuận với giá trị CCT Tỷ lệ S/P cao cung cấp giá trị CCT cao [41, 42] Các giá trị CCT Bảng 3.8 cho thấy giá trị 2+ lớn 4000 K mẫu ZnS:Mn /ZnS QDs thường coi nguồn sáng lạnh giá trị CCT 3200 K mẫu ZnS:Mn 2+ QDs 49 thường coi nguồn sáng ấm [36] Do đó, QDs ZnS:Mn 2+ 2+ ZnS:Mn /ZnS phù hợp để phát triển thành phần màu điều chỉnh đèn LED trắng cho ứng dụng chiếu sáng (a) CIE (x, y): (0.33; 0.29) CCT: 5647 K S/P: 1.33 (c) (d) 2+ Hình 3.15 (a) The overlap between the human eye sensitivity curve and the ZnS:Mn 2+ QDs spectral power, (b) PL emission spectra of the ZnS:Mn /ZnS core-shell QDs, (c) CIE chromaticity diagram of core-shell QDs, (d) Relationships of CCT versus S/P ratio and LER 50 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Kết luận Đã chế tạo thành công QDs ZnS đồng pha tạp Cu, Mn phương o pháp kết tủa hóa học nhiệt độ 80 C, mơi trường khí Các QDs ZnS, ZnS:Mn 2+ 2+ ZnS:Mn /ZnS điều chế cách sử o dụng TGA làm chất ổn định 80 C dung dịch nước Các QD có cấu trúc lập phương màu sắc phát xạ điều chỉnh cách bao bọc lớp vỏ ZnS Hiệu phát sáng xạ quang học (LER), tỷ lệ scotopic/photopic (S/P) nhiệt độ tương quan màu (CCT) ZnS:Mn Sự chồng lấn công suất phổ ZnS:Mn 2+ 2+ QDs tính tốn chi tiết QDs phổ độ nhạy mắt người tăng cường đáng kể với trình truyền lượng hiệu quả, tỷ lệ S/P LER tỷ lệ với giá trị CCT 2+ 2+ Các QDs vỏ lõi ZnS:Mn ZnS:Mn /ZnS thích hợp để phát triển thành phần màu điều chỉnh thiết bị điện phát quang màng mỏng màu trắng (TFEL) đèn LED cho ứng dụng chiếu sáng trạng thái rắn Hướng phát triển đề tài  2+ Xây dựng công thức mực in hạt nano ZnS:Mn NPs/PVA để chế tạo loại màng mỏng phát kỹ thuật in lụa công nghệ in phun  Điều chỉnh màu sắc phát xạ với tỷ lệ ion kim loại pha tạp Cu, Mn vào mạng chủ ZnS nhằm ứng dụng mực in phát huỳnh quang với nhiều màu sắc khác 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Xiaosheng Fang, Tianyou Zhai, Ujjal K Gautam, Liang Li, Limin Wu, Yoshio Bando, Dmitri Golberg 2011 ZnS nanostructures: From synthesis to applications Progress in Materials Science 56 175 [2] F A La Porta, J Andre´s, M S Li, J R Sambrano, J A Varela and E Longo 2014 Zinc blende versus wurtzite ZnS nanoparticles: control of the phase and optical properties by tetrabutylammonium hydroxide Phys Chem Chem Phys 16 20127 [3] Adrian H Kitai 2008 Thin Film Electroluminescence Luminescent Materials and Applications 223 [4] A K Kole, C S Tiwary, P Kumbhakar 2013 Room temperature synthesis of 2+ Mn doped ZnS d-dots and observation of tunable dual emission: Effects of doping concentration, temperature, and ultraviolet light illumination Journal of Applied Physics 113 114308 [5] R N Bhargava, and D Gallagher 1994 Optical Properties of ManganeseDoped Nanocrystals of ZnS Physical Review letters 72 416 [6] A A Bol and A Meijerink 1998 Long-lived Mn emission in nanocrystalline 2+ ZnS:Mn Physical Review B 58 997 2+ [7] Brian A Smith and Jin Z Zhang 2000 Luminescence decay kinetics of Mn doped ZnS nanoclusters grown in reverse micelles Physical Review B 62 2021 [8] Wei Chen, Vadim F Aguekiana, Nikolai Vassilieva, A Yu Serov, and N G Filosofov 2005 New observations on the luminescence decay lifetime of Mn2+ in ZnS:Mn2+ nanoparticles The Journal of Chemical Physics 123 124707 [9] Suranjan Sen, Chetan Singh Solanki, Pratibha Sharma 2014 Parametric optimisation of core–shell ZnS:Mn/ZnS nanoparticles prepared by ultrasoundcontrolled wet chemical route, Journal of Luminescence 145 669 [10] K Manzoor, S.R Vadera, N Kumar, T.R.N Kutty 2004 Energy transfer from organic surface adsorbate-polyvinyl pyrrolidone molecules to luminescent centers in ZnS nanocrystals Solid State Communications 129 469 [11] Abdul Kareem Thottoli and Anu Kaliani Achuthanunni 2013 Effect of polyvinyl alcohol concentration on the ZnS nanoparticles and wet chemical synthesis of wurtzite ZnS nanoparticles Journal of Nanostructure in Chemistry [12] Dang Van Thai, Pham Van Ben, Tran Minh Thi, Nguyen Van Truong and Hoa Huu Thu 2016 The photoluminescence enhancement of Mn2+ ions and the crystal field in ZnS:Mn nanoparticles covered by polyvinyl alcohol Opt Quant Electron 48 362 [13] R Viswanath, H.S Bhojya Naika, G.S Yashavanth Kumar, P.N Prashanth Kumar, K.N Harisha, M.C Prabhakara, R Praveen 2014 Synthesis and 2+ photoluminescence enhancement of PVA capped Mn doped ZnS nanoparticles and observation of tunable dual emission: A new approach, Applied Surface Science 301 126 [14] Tran Thi Quynh Hoa, Le Thi Thanh Binh, Le Van Vu, Nguyen Ngoc Long, Vu Thi Hong Hanh, Vu Duc Chinh, Pham Thu Nga 2012 Luminescent 52 ZnS:Mn/thioglycerol and ZnS:Mn/ZnS core/shell nanocrystals: Synthesis and characterization Optical Materials 35 136 [15] J.C Ferrer, A Salinas-Castillo, J.L Alonso, S Fernández de Ávila, R Mallavia 2009 Synthesis and characterization of CdS nanocrystals stabilized in polyvinyl alcohol–sodium polyphosphate Materials Letters 63 638 [16] Xi Yuan, Jinju Zheng, Ruosheng Zeng, Pengtao Jing, Wenyu Ji, Jialong Zhao, Weiyou Yang and Haibo Li 2014 Thermal stability of Mn2+ ion luminescence in Mn-doped core–shell quantum dots Nanoscale 300 [17] Rong-Wei Xuan, Jian-Ping Xu, Xiao-Song Zhang, Ping Li, Cheng-Yuan Luo, Yan-Yu Wu, and Lan Li 2011 Continuously voltage-tunable electroluminescence from a monolayer of ZnS quantum dots Applied physics letters 98, 041907 [18] Arup K Rath, Saikat Bhaumik, and Amlan J Pal 2010 Mn-doped nanocrystals in light-emitting diodes: Energy-transfer to obtain electroluminescence from quantum dots, Applied Physics Letters 97 113502 [19] Daisuke Adachi, Shigeki Hasui, Toshihiko Toyama, and Hiroaki Okamoto 2000 Structural and luminescence properties of nanostructured ZnS:Mn, Applied Physics Letters 77 1301 [20] Heesun Yang, Paul H Holloway, and Banahalli B Ratna 2002 Photoluminescent and electroluminescent properties of Mn-doped ZnS nanocrystals, Applied Physics Letters 93 586 [21] S.R Chalana, V.S Kavitha, R Reshmi Krishnan, V.P Mahadevan Pillai 2019 Tailoring the visible emissions in ZnS:Mn films for white light generation Journal of Alloys and Compounds 771 721 [22] Alessia Le Donne, Sourav Kanti Jana, Sangam Banerjee, Sukumar Basu, and Simona Binetti 2013 Optimized luminescence properties of Mn doped ZnS nanoparticles for photovoltaic applications”, Journal of Applied Physics 113 [23] S Horoz, Q Dai, F S Maloney, B Yakami, J M Pikal, X Zhang, J Wang, W Wang, and J Tang 2015 Absorption Induced by Mn Doping of ZnS for Improved Sensitized Quantum-Dot Solar Cells Physical Review Applied 024011 [24] Vadiraj K.T, Shiddappa L 2018 Synthesis and characterization of Belagali Mn:ZnS quantum dots for applications Nano-Structures & Nanophotovoltaic Objects 14 118 [25] Fatemeh Esmaeili, Mehdi Ghahari , Mahdi Shafiee Afarani, Atasheh Soleiman 2018 Synthesis of ZnS–Mn nano-luminescent pigment for ink applications J Coat Technol Res [26] Hongki Cha, Sung Il Ahn, Kyung Cheol Choi 2010 An inkjet printing method: Drop and Synthesis (DAS) Application to the synthesis of ZnS:Mn nanophosphor with a pattern Current Applied Physics 10 e109 [27] Peter D Angelo, Rosanna Kronfli, Ramin R Farnood 2013 Synthesis and inkjet printing of aqueous ZnS:Mn nanoparticles Journal of Luminescence 136 100 [28] Hamid Reza Pouretedal, Abbas Norozi, Mohammad Hossein Keshavarz, Abolfazl Semnani 2009 Nanoparticles of zinc sulfide doped with manganese, nickel and copper as nanophotocatalyst in the degradation of organic dyes Journal of Hazardous Materials 162 674 53 Hamid Reza Rajabi, Mohammad Farsi 2015 Effect of transition metal ion doping on the photocatalytic activity of ZnS quantum dots: Synthesis, characterization, and application for dye decolorization Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 399 53 [30] Neelam Verma, Ashish Kumar Singh, Nancy Saini 2017 Synthesis and characterization of ZnS quantum dots and application for development of arginine biosensor Sensing and Bio-Sensing Research 15 41 [31] Oleksii Kolmykov, JoëlCoulon, Jacques Lalevée, Halima Alem, Ghouti Medjahdi, Raphaël Schneider 2014 Aqueous synthesis of highly luminescent glutathione-capped Mn2+ -doped ZnS quantum dots Materials Science and Engineering C 44 17 [32] William M Yen, Shigeo Shionoya (Deceased), Hajime Yamamoto 2007 Fundamentals Of Phosphors CRC Press Chapter 157 [33] (70) N.T Tuan, D.Q Trung, N.V Quang, N.D Hung, N.T Khoi, P.T Huy, Philippe F Smet, Katrien W Meert, Dirk Poelman 2018 Excitation energy dependence of the life time of orange emission from Mndoped ZnS nanocrystals Journal of Luminescence 199 39 [34] R.M Krsmanović Whiffena, D.J Jovanović, Ž Antić, B Bártová, D Milivojević, M.D Dramićanin, M.G Brik 2014 Structural, optical and crystalfield 2+ analyses of undoped and Mn -doped ZnS nanoparticles synthesized via reverse micelle route Journal of Luminescence 146 133 [35] T.W Kang, K.W Park, G Deressa, J.S Kim 2018 Drastic enhancement of blue-to-orange color conversion efficiency in heavily-doped ZnS:Mn2+ phosphor and its application in white LEDs Journal of Luminescence 194 551 [36] Arzu Cosgun, Renli Fu, Weina Jiang, Jianhai Li, Jizhong Song, Xiufeng Song and Haibo Zeng 2015 Flexible quantum dot–PVA composites for white LEDs J Mater Chem C 257 [37] Nikodem Tomczak, Dominik Ja´ nczewski, Mingyong Han, G Julius Vancso 2009 Designer polymer–quantum dot architectures Progress in Polymer Science 34 393 [38] Baoting Suo, Xin Su, JiWu, Daniel Chen, Andrew Wang, Zhanhu Guo 2010 Poly (vinyl alcohol) thin film filled with CdSe–ZnS quantum dots: Fabrication, characterization and optical properties Materials Chemistry and Physics 119 237 [39] G Murugadoss 2011 Synthesis, optical, structural and thermal characterization of Mn2+ doped ZnS nanoparticles using reverse micelle method Journal of Luminescence 131 2216 [40] J F Suyver, S F Wuister, J J Kelly, and A Meijerink 2001 Synthesis 2+ and Photoluminescence of Nanocrystalline ZnS:Mn Nano Letters 429 [41] S Joicy, R Saravanan, D Prabhu, N Ponpandian and P Thangadurai 2014 Mn2+ ion influenced optical and photocatalytic behaviour of Mn–ZnS quantum dots prepared by a microwave assisted technique The Royal Society of Chemistry 44592 [29] 54 [42] VD Mote, Y Purushotham and BN Dole 2012 Williamson-Hall analysis in estimation of lattice strain in nanometer-sized ZnO particles, Journal of Theoretical and Applied Physics [43] Kelly Sooklal, Brian S Cullum, S Michael Angel, and Catherine J Murphy 1996 Photophysical Properties of ZnS Nanoclusters with Spatially 2+ Localized Mn J Phys Chem.100 4551 [44] Manoj Sharma, Sunil Kumar, O P Pandey 2010 Study of energy transfer from capping agents to intrinsic vacancies/defects in passivated ZnS nanoparticles J Nanopart Res 12 2655 [45] Yongbo Wanga, Xuhua Liang, Xuan Maa, Yahong Hua, Xiaoyun Hub, Xinghua Li, Jun Fan 2014 Simple and greener synthesis of highly photoluminescence Mn2+ -doped ZnS quantum dots and its surface passivation mechanism Applied Surface Science 316 54 [46] M F Bulanyi, B A PolezhaevT A Prokof’ev, I M Chernenko 2000 Excitation spectra and structure of luminescence centers of manganese ions in single crystals of zinc sulfide J Appl Spectrosc 67 282 [47] W Park, T C Jones, W Tong, S Schön, M Chaichimansour, B K Wagner, and C J Summers 1998 Luminescence decay kinetics in homogeneously and delta-doped ZnS:Mn J Appl Phys 84 6852 [48] M F Bulanyi, A V Kovalenko, and B A Polezhaev 2002 Spectra of manganese emission centers in zinc sulfide Journal of Applied Spectroscopy 69 747 [49] S V Nistor, D Ghica, L C Nistor, M Stefan, and C D Mateescu 2011 2+ Local Structure at Mn Ions in Vacuum Annealed Small Cubic ZnS Nanocrystals Self-Assembled Into a Mesoporous Structure J Nanosci Nanotechnol.11 9296 [50] K K Stavrev and K D Kynev 1990 Geometry Optimization of Zn1xMnxS Structures by SCF CNDO and INDO methods J Crystal Growth 101 376 [51] Y H Lee, D H Kim, B K Ju, M H Song, T S Hahn, S H Choh, and 2+ M H Oh 1995 Decrease of the number of the isolated emission center Mn in an aged ZnS:Mn electroluminescent device J Appl Phys 78 4253 [52] H S Bhatti; Rajesh Sharma; N K Verma 2006 Fast photoluminescence decay processes of doped ZnS phosphors at low temperature Physica B 382 38 [53] Yongan Yang, Ou Chen, Alexander Angerhofer and Y Charles Cao 2009 Radial‐Position‐Controlled Doping of CdS/ZnS Core/Shell Nanocrystals: Surface Effects and Position ‐Dependent Properties Chem Eur J 15 3186 [54] Dae-Ryong Jung, Dongyeon Son, Jongmin Kim, Chunjoong Kim, and Byungwoo Park 2008 Highly luminescent surface-passivated ZnS:Mn nanoparticles by a simple one-step synthesis Appl Phys Lett 93 163118 [55] A P Alivisatos 1996 Semiconductor Clusters, Nanocrystals, and Quantum Dots Science 271 933 [56] Steven C Erwin, Lijun Zu, Michael I Haftel, Alexander L Efros, Thomas A Kennedy & David J Norris 2005 Doping semiconductor nanocrystals Nature 436 91 55 [57] Chenli Gan, Yanpeng Zhang, David Battaglia, Xiaogang Peng and Min Xiao 2008 Fluorescence of Mn-doped ZnSe quantum dots with size dependence Applied physics letters 92 241111 [58] A D Dinsmore, D S Hsu, S B Qadri, J O Cross, T A Kennedy 2000 Structure and luminescence of annealed nanoparticles of ZnS:Mn Journal of Applied physics 88 4985 [59] Arup Kanti Kole, Chandra Sekhar Tiwary, Pathik Kumbhakar 2014 Effect of thermal annealing on dual photoluminescence emission characteristics of 2+ chemically synthesized uncapped Mn doped ZnS quantum dots Journal of Luminescence 155 359 [60] D R Lide, in CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, Boca Raton, FL, 75th edn., 1995, 4-46 [61] Kei Murakoshi, Hiroji Hosokawa, Naoko Tanaka, Miwa Saito, Yuji Wada, Takao Sakata, Hirotaro Morib and Shozo Yanagida 1998 Phase transition of ZnS nanocrystallites induced by surface modification at ambient temperature and pressure confirmed by electron diffraction Chem Commun 3, 321 [62] Gang-Juan Lee, Sambandam Anandan, Susan J Masten, and Jerry J Wu 2014 Sonochemical Synthesis of Hollow Copper Doped Zinc Sulfide Nanostructures: Optical and Catalytic Properties for Visible Light Assisted Photosplitting of Water Ind Eng Chem Res 53 8766 [63] Raju Kumar Chandrakar, R.N Baghel, V.K Chandra, B.P Chandra 2015 Synthesis, characterization and photoluminescence studies of Mn doped ZnS nanoparticles Superlattices and Microstructures 86 256 [64] Bao-Hua Zhang, Fang-Ying Wu, Yu-Mei Wu, Xun-Shou Zhan 2010 Fluorescent Method for the Determination of Sulfide Anion with ZnS:Mn Quantum Dots Journal of Fluorescence 20 243 2+ [65] Neetu Bansal, Girish C Mohanta, K Singh 2017 Effect of Mn and 2+ Cu co-doping on structural and luminescent properties of ZnS nanoparticles Ceramics International 43 7193 [66] Hendrik Visser, Christopher E Dubé, William H Armstrong, Kenneth Sauer, and Vittal K Yachandra 2002 FTIR Spectra and Normal-Mode Analysis of a Tetranuclear Manganese Adamantane-like Complex in Two Electrochemically Prepared Oxidation States: Relevance to the Oxygen-Evolving Complex of Photosystem II J Am Chem Soc 124 11008 [67] Pedro A Gonzalez Beermann, Bruce R McGarvey, Boris O Skadtchenko, Subra Muralidharan, and Raymond C.W Sung 2006 Cationic 2+ substitution sites in Mn -doped ZnS nanoparticles Journal of Nanoparticle Research 235 [68] Wei Chen, Ramaswami Sammynaiken, Yining Huang, Jan-Olle Malm, Reine Wallenberg, Jan-Olov Bovin, Valéry Zwiller, and Nicholas A Kotov 2001 2+ Crystal field, phonon coupling and emission shift of Mn in ZnS:Mn nanoparticles Journal of Applied Physics 89 1120 [69] Masanori Tanaka, Jifa Qi, Yasuaki Masumoto 2000 Comparison of energy 2+ levels of Mn in nanosized- and bulk-ZnS crystals Journal of Luminescence 87-89 472 56 [70] N Murase, R Jagannathan, Y Kanematsu, M Watanabe, A Kurita, K Hirata, 2+ T Yazawa, and T Kushida 1999 Fluorescence and EPR Characteristics of Mn Doped ZnS Nanocrystals Prepared by Aqueous Colloidal Method J Phys Chem B 103 754 [71] N Taghavinia, H Makino, and T Yao 2003 Enhancement of Mn luminescence in ZnS:Mn multi-quantum-well structures Applied physics letters 83 4616 [72] T Koda, S Shionoya, M Ichikawa, S Monomura 1966 Effect of pressure on the luminescence of zinc sulfide phosphors J Phys Chem Solids 27 1577 [73] Takashi Kushida, Yuichi Tanaka, and Yasuo Oka 1974 Absorption Spectra of Optically Pumped ZnS:Mn J Phys Soc Jpn 37 1341 [74] S B Qadri, J P Yang, E F Skelton, and B R Ratna 1997 Evidence of strain and lattice distortion in lead sulfide nanocrystallites Applied Physics Letters 70 1020 [75] S B Qadri, E F Skelton, D Hsu, A D Dinsmore, J Yang, H F Gray, and B R Ratna 1999 Size-induced transition-temperature reduction in nanoparticles of ZnS Physical Review B 60 9191 [76] E Mohagheghpour, M Rabiee, F Moztarzadeh, M Tahriri, M Jafarbeglou, D Bizari, H Eslami 2009 Controllable synthesis, characterization and optical properties of ZnS:Mn nanoparticles as a novel biosensor Materials Science and Engineering C 29 1842 [77] Shuhui Liang, Fei Teng, G Bulgan, Ruilong Zong, and Yongfa Zhu 2008 Effect of Phase Structure of MnO2 Nanorod Catalyst on the Activity for CO Oxidation J Phys Chem C 112 5037 [78] S Ummartyotin, N Bunnak, J Juntaro, M Sain, H Manuspiya 2012 Synthesis and luminescence properties of ZnS and metal (Mn, Cu)-doped-ZnS ceramic powder Solid State Sciences 14 299 [79] L.J Boucher, Karl Koeber, Dieter Tille 2013 Mn Manganese: Coordination Compounds Springer Science & Business Media 25 [80] Wei Chen, Gohau Li, Jan-Olle Malm, Yining Huang, Reine Wallenberg, Hexiang Han, Zhaoping Wang, Jan-Olov Bovin 2000 Pressure dependence of Mn2+ fuorescence in ZnS :Mn2+ nanoparticles Journal of Luminescence 91 139 [81] Houcine Labiadha, Tahar Ben Chaabanea, David Piatkowskib, Sebastian Mackowskib, Jacques Lalevéec, Jaafar Ghanbajad, Fadi Aldeeke, Raphaël Schneider 2013 Aqueous route to color-tunable Mn-doped ZnS quantum dots Materials Chemistry and Physics 140 674 [82] Jinju Zheng, Xi Yuan, Micho Ikezawa, Pengtao Jing, Xueyan Liu, Zhuhong Zheng, Xianggui Kong, Jialong Zhao and Yasuaki Masumoto 2009 Efficient Photoluminescence of Mn2+ Ions in MnS/ZnS Core/Shell Quantum Dots J Phys Chem C 113 16969 [83] Rita John, S Sasi Florence 2013 Effects of annealing temperature on structure/morphology and photoluminescence properties of Mn-doped ZnS nanoparticles Materials Letters 107 93 57 [84] Damian C.Onwudiwe, Tjaart P.J.Krüger, Oluwafemi S.Oluwatobi, Christien A.Strydom 2014 Nanosecond laser irradiation synthesis of CdS nanoparticles in a PVA system Applied Surface Science 30 18 [85] Shanker Ram, T.K Mandal 2004 Photoluminescence in small isotactic, atactic and syndiotactic PVA polymer molecules in water Chemical Physics 303 121 [86] V.I Fediv, G.Yu Rudko, A.I Savchuk, E.G Gule, A.G Voloshchuk 2012 Synthesis route and optical characterization of CdS:Mn/polyvinyl alcohol nanocomposite Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics 15 117 [87] ISO 12647-2 2004 Graphic technology — Process control for the production of half-tone colour separations, proof and production prints — Part 2: Offset lithographic processes [88] Nguyễn Thành Phương 2019, Tổng hợp nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến tính chất phát quang chấm lượng tử ZnS pha tạp Mn nhằm ứng dụng công nghệ in, Luận án tiến sĩ Vật lý, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP.HCM 58 ... đề tài “NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT QUANG CỦA CHẤM LƯỢNG TỬ ZnS ĐỒNG PHA TẠP Cu, Mn? ?? CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CHẤM LƯỢNG TỬ ZnS VÀ ZnS PHA TẠP ION KIM LOẠI Mn, Cu 1.1 Giới thiệu Các chấm. .. trình chế tạo chấm lượng tử ZnS (Cu, Mn) phương kết tủa hóa học  Khảo sát hình thái, cấu trúc vật chấm lượng tử (QDs) ZnS (Cu, Mn)  Nghiên cứu tính chất quang chấm lượng tử ZnS (Cu, Mn) kỹ... trình tổng hợp chấm lượng tử ZnS pha tạp Mn (ZnS: Mn) 26 3.3 Quy trình tổng hợp chấm lượng tử ZnS: Mn, Cu 28 3.4 Chấm lượng tử ZnS pha tạp mangan (ZnS: Mn) 29 3.4.1 Khảo sát giản đồ nhiễu