Các phép đo dựa trên hiệu ứng Hall đối với màng nco TiO2/SnO2 chế tạo với tỉ lệ 35 % mol SnCl4 trong hỗn hợp dung dịch ban đầu đƣợc xác định qua các phép đo trên máy đo hiệu ứng Hall: Hall Lakershore MODEL 665, U.S.A.
Phép đo điện trở suất bề mặt của màng thực hiện bằng các phép đo trên máy đo hiệu ứng Hall cho kết quả ~ 725 /, với độ dày của màng dƣới 0,5 m (bảng 3.1 mục 3.2.3.3), nếu qui ra độ dẫn thì giá trị độ dẫn này lớn hơn khoảng 11 – 12 bậc so với giá trị độ dẫn của màng nano TiO2 mà các tác giả trong công trình [136] xác định đƣợc là 10-10
(.cm)-1. Độ dẫn của màng nco TiO2/SnO2 nhƣ đã giải thích ở mục 4.1.2.1 chính là do pha SnO2 gây nên.
Các kết quả đo nồng độ hạt tải bề mặt của màng nco TiO2/SnO2 dựa trên số liệu của các phép đo điện trở suất và hiệu ứng Hall cho giá trị nồng độ hạt tải bề mặt trung bình ~ 1,4.1015
/cm2. Độ dày trung bình của màng đã chế tạo dƣới 1m. Nhƣ vậy, nồng độ hạt tải trung bình của màng nco TiO
Luận án Tiến sĩ Vật lý
---
1,4.1019 /cm3. Giá trị này nhỏ hơn 1 – 2 bậc so với màng SnO2:F của các tác giả [172] chế tạo bằng phƣơng pháp phun nhiệt phân.
Hình 4.9Sự phụ thuộc độ linh động hạt tải của màng nanocomposite
TiO2/SnO2vào từ trường.
Phép đo hiệu ứng Hall đối với độ linh động hạt tải theo cƣờng độ từ trƣờng đặt vào mẫu biểu diễn trên hình 4.9. Kết quả cho độ linh động electron μ ~ 7,5 cm2/V.s. Giá trị này ở cùng bậc nhƣng lớn hơn nhiều so với giá trị của các tác giả [38,136, 161] và nằm gần khoảng giá trị μ của màng SnO2:F chế tạo bằng phƣơng pháp phun nhiệt phân của các tác giả [172].
Độ linh động electron của màng nco TiO2/SnO2 đã chế tạo nằm trong khoảng trung gian giữa độ linh động của màng đa tinh thể TiO2 anatase là 0,1-4 cm2/V.s [158] và màng SnO2 có giá trị trung bình khoảng 16 cm2/V.s [172]. Hệ TiO2/SnO2 có cấu trúc dạng composite với các pha TiO2 và SnO2 xen kẽ. Độ linh động trong hệ là độ linh động hiệu dụng hd có thể đƣợc tính theo biểu thức [100]:
1/hd = 1/TiO2 + 1/SnO2 (4.1)
Giá trị về độ linh động hạt tải thu đƣợc của màng TiO2/SnO2 tuân theo quy luật này. Giá trị về nồng độ hạt tải bề mặt ở trên cũng có thể đƣợc giải thích bằng
Luận án Tiến sĩ Vật lý
---
quy luật tƣơng tự của điện trở song song. Các kết quả này cho phép kết luận rằng hệ vật liệu TiO2 và SnO2 chế tạo đồng thời bằng phƣơng pháp nhiệt phân là hệ composite với hai đặc điểm:
1- Pha SnO2 nằm xen kẽ các hạt TiO2.
2- TiO2 đƣợc hình thành với khuynh hƣớng chuyển pha anatase sang rutile khi có mặt của SnO2 ở nồng độ cao.
Ánh sáng tử ngoại kích hoạt TiO2 làm xuất hiện các hạt tải điện. Còn pha SnO2 bao quanh làm giảm hàng rào thế năng giữa các hạt nano TiO2. Các quang điện tử do vậy có thể chuyển động từ hạt này sang hạt khác tạo nên dòng quang điện trong hệ TiO2/SnO2.