Chế tạo dõy nano Si:Er3+ bằng phƣơng phỏp đồng bốc bay nhiệt đƣợc tiến hành bằng cỏch bốc bay đồng thời hai vật liệu nguồn liờn quan đến Si và Er ở hai nhiệt độ khỏc nhau lờn trờn bề mặt đế Si phủ kim loại xỳc tỏc Pt.
89
Hỡnh 4.1. Sơ đồ chế tạo dõy nano Si:Er3+ bằng phƣơng phỏp đồng bốc bay nhiệt Hỡnh 4.1 là sơ đồ chế tạo dõy nano Si:Er3+ bằng phƣơng phỏp đồng bốc bay nhiệt. Hai vật liệu nguồn khỏc nhau liờn quan đến Si và Er đƣợc sử dụng là bột SiO và bột Er(tmhd)3. Hai vật liệu này đƣợc đặt ở hai vị trớ khỏc nhau trong buồng phản tƣơng ứng với hai nhiệt độ khỏc nhau. Bột SiO đƣợc đặt ở vị trớ cú nhiệt độ cao nhất của lũ (1300 oC) và bột Er(tmhd)3 đƣợc đặt ở vị trớ cú nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tõm lũ về phớa bề trỏi của bột SiO. Trong nghiờn cứu này, đế Si phủ Pt đƣợc sử dụng để mọc dõy nano Si:Er3+. Đế Si phủ Pt này đƣợc đặt ở vị trớ bờn phải bột SiO tại nơi cú nhiệt độ 950 oC. Khớ argon đƣợc thổi trong suốt quỏ trỡnh thớ nghiệm theo chiều từ bột Er(tmhd)3 sang bột SiO và đến đế Si phủ Pt. Ở nhiệt độ cao, cỏc nguyờn tử Si và Er bay hơi từ bột SiO và bột Er(thmd)3 đƣợc vận chuyển đến bề mặt đế Si phủ Pt nhờ khớ argon. Đối với phƣơng phỏp này, quỏ trỡnh mọc dõy nano Si và quỏ trỡnh pha tạp ion Er3+ xảy ra đồng thời cựng một lỳc. Quy trỡnh chế tạo dõy nano Si:Er3+ trong nghiờn cứu này là tƣơng tự nhƣ quy trỡnh chế tạo dõy nano Si đó đƣợc trỡnh bày trong mục 3.2.2 của chƣơng 3. Bằng cỏch thay đổi vị trớ đặt bột nguồn Er(tmhd)3 trong buồng phản ứng, nhiệt độ bốc bay cú thể đƣợc thay đổi từ 700 oC đến 1100 oC.
Trong nghiờn cứu này, kim loại xỳc tỏc là Pt đƣợc lựa chọn thay vỡ Au là do một số lý do nhƣ sau: i) Pt đƣợc xem nhƣ cú ảnh hƣởng khụng đỏng kể đến quỏ trỡnh truyền năng lƣợng từ cỏc nano tinh thể Si sang ion Er3+
, dẫn tới dõy nano Si:Er3+ mọc trờn đế Si phủ Pt cú cƣờng độ huỳnh quang của ion Er3+
mạnh hơn so dõy nano Si:Er3+ mọc trờn đế Si phủ Au [73]; ii) Cỏc nghiờn cứu trƣớc đõy cho thấy, khi khuếch tỏn vào trong mạng nền Si, kim loại Pt hỡnh thành nờn cỏc mức tõm nụng trong vựng cấm của vật liệu silic. Cỏc tõm này cú thể ớt ảnh hƣởng đến sự truyền năng lƣợng từ cỏc hạt tải trong dõy nano Si sang ion Er3+ [10]. Trong khi đú, tạp Au đƣợc biết hỡnh thành cỏc mức tõm sõu trong vựng cấm của vật liệu Si [87], cú thể ảnh hƣởng đỏng kể lờn quỏ trỡnh truyền năng lƣợng từ cỏc hạt tải trong dõy nano Si sang ion Er3+.
90