Thực nghiệm
Việc tổng hợp cỏc chất bỏn dẫn cú cấu trỳc nano như nanowires, nanorods và nanobelts đó thu hỳt nhiều sự quan tõm chỳ ý do hỡnh thỏi của chỳng tạo nờn cỏc đặc tớnh mới ứng dụng trong cỏc linh kiện kớch thước nano và lĩnh vực quang điện tử học. Oxớt bỏn dẫn ZnO là một hợp chất II-VI quan trọng với vựng cấm rộng (3.37 eV ở 300K), độ ổn định về mặt húa học tốt, ngưỡng phỏt laser thấp và năng lượng liờn kết exciton cao (60 meV). Việc tổng hợp ZnO cấu trỳc nano đó được nghiờn cứu rộng rói với kỹ thuật mọc khỏc nhau bao gồm lắng đọng pha hơi húa học và vật lý, phỳn xạ và laser cắt. Kết hợp bay hơi nhiệt và vận chuyển pha hơi là một phương phỏp được sử dụng thường xuyờn nhất do cú hiệu suất cao, dễ dàng thay đổi quy trỡnh và chi phớ ớt tốn kộm. ZnO đó được tổng hợp theo cỏch này cú nhiều hỡnh thỏi khỏc nhau làm thay đổi cỏc đặc tớnh quang, bỏn dẫn, và ỏp điện. Hơn nữa, vật liệu ZnO nano cú rất nhiều ứng dụng như biosensors, UV detectors, nanocantilever và nanoresonators. Cỏc cấu trỳc nano khỏc nhau của ZnO cú thể nhận được bằng cỏch thay đổi cỏc điều kiện lắng đọng tương đối dễ dàng. Tuy nhiờn việc điều khiển chớnh xỏc quỏ trỡnh tổng hợp ZnO với độ lặp lại cao và ổn định vẫn cũn là thỏch thức. Ở đõy chỳng tụi đưa ra kết quả tổng hợp ZnO nanowires và nanorods ở cỏc nhiệt độ khỏc nhau và cỏc đặc tớnh của chỳng.
2.1. TỔNG HỢP VẬT LIỆU VÀ NGHIấN CỨU CẤU TRÚC Từ cỏc tham khảo trong phần tổng quan về phương phỏp tổng hợp vật Từ cỏc tham khảo trong phần tổng quan về phương phỏp tổng hợp vật liệu cú cấu trỳc nano, luận ỏn này chọn phương phỏp bốc bay nhiệt để tiến hành tổng hợp ZnO cú cấu trỳc dạng dõy nano từ vật liệu ban đầu là bột
(ZnO+ C). Để điều chỉnh cỏc thụng số trong quỏ trỡnh tổng hợp cỏc mẫu được khảo sỏt hỡnh thỏi bề mặt bằng ảnh hiển vi điện tử quột (SEM) và khảo sỏt cấu trỳc bằng nhiễu xạ tia X, phổ Raman.
2.1.1. Tổng hợp vật liệu 2.1.1.1. Thiết bị và húa chất a) Thiết bị 1. Lũ nhiệt: Tờn lũ: GERO loại RO (hỡnh 2.1) Giới hạn nhiệt độ: 1100 0C
Chức năng: Điều khiển, hiển thị nhiệt độ và thời gian nõng, hạ nhiệt.
2. Bơm chõn khụng: bơm cơ học;
chõn khụng cao nhất cú thể đạt được là 10-3Torr.
3. Hệ điều khiển lưu lượng khớ:
- Điều khiển tốc độ hỳt khớ của bơm chõn khụng thụng qua cỏc van cơ học.
- Điều khiển lưu lượng O2 thụng qua van kim, van cơ học và đồng hồ đo lưu lượng khớ.
Hỡnh 2.1. Lũ nhiệt sử dụng trong thực nghiệm.