Mẫu ΔABS
DL 71 0.19
DL85 0.18 Bảng3.6: Độ phân huỷ MB tương ứng của các màng.
Phổ nhiễu xạ tia X và Độ phân hủy MB của hai màng đa lớp được trình bày trên
Hình 3.13 và bảng 3.6 cho thấy các màng đa lớp TiO2/TiN/TiO2 cụ thể là hai mẫu DL 71 và DL 85 cĩ tính quang xúc tác tốt như màng đơn lớp TiO2 (mẫu M47). Từ phổ
nhiễu xạ tia X của mẫu DL71 và DL85 được trình bày ở hình 3.13 cho thấy màng cĩ suất hiện pha anatase mặt (004). Sự xuất hiện điều này là do lớp TiO2 phát triển tốt trên màng tinh thể TiN. Lớp TiO2 ngồi phát triển trên lớp TiN tốt hơn là nĩ phát triển trên thủy tinh vì thủy tinh là vơ định hình. Vì vậy, màng đa lớp TiO2/TiN/TiO2 cĩ cấu trúc tinh thể tốt hơn so với màng đơn lớp TiO2 trên đế thủy tinh, điều này được biểu hiện rỏ
qua sự suất hiện mặt A(004) của hai màng đa lớp trên.
Trong hình (3.9) và (3.10), độ phản xạ của màng chỉ được vẽ tới bước sĩng 1395 nm, bởi vì chiết suất và hệ số tắt k được đo từ phương pháp Elippsomety với bước sĩng
λ giới hạn( 395 nm ≤λ ≤ 1395 nm), Vì vậy phổ phản xạ tính từ lý thuyết chỉ giới hạn
đến bước sĩng 1395 nm, nên để so sánh phổ lý thuyết và thực nghiệm, thì độ phản xạ
của màng chỉ được vẽ tới bước sĩng 1395 nm. Tuy nhiên hình (3.14) trình
Hình 3.13: Phổ nhiễu xạ tia X của màng đa lớp TiO2/TiN/TiO2
bày phổ phản xạ của mẫu DL85 được vẽ từ 1395 nm đến 25000 nm, từ đồ thị ta nhận thấy màng cĩ độ phản xạ trên 70 % trong vùng hồng ngoại. Trong vùng cĩ bước sĩng từ 800nm tới 1000nm màng DL85 cĩ độ phản xạ tương đối cao thể hiện ở hình 3.16
Đây là một điều rất tốt đối với màng gương nĩng truyền qua.
Hình 3.14: Độ phản xạ của màng đa lớp TiO2/TiN/TiO2
3.7 Một số màng đa lớp khác đã tạo.
Hình 3.17: Màng đa lớp DL66 được chế tạo từ thực nghiệm, được phỏng theo mẫu m3 mơ phỏng từ lý thuyết.
Hình 3.18: Màng đa lớp DL69 được chế
tạo từ thực nghiệm, được phỏng theo mẫu m3 mơ phỏng từ lý thuyết. Hình 3.16: Phổ phản xạ của màng DL85 ở bước sĩng 700nm tới 1100nm
Từ phổ phản xạ và truyền qua và độ phân hủy MB của một số màng đa lớp được trình bày trên Hình 3.17, Hình 3.18 và bảng 3.7 Cĩ thể thấy rằng các mẫu tạo được cĩ tính lặp lại cao về khả năng quang xúc tác cũng như sự phù hợp của phổ phản xạ và truyền qua của các màng đa lớp so với phổ lý thuyết.
Mẫu ΔABS
DL66 0.13 DL69 0.15
KẾT LUẬN
Qua bài tốn mơ phỏng độ truyền qua và phản xạ của màng đa lớp và thực nghiệm của đề tài, màng TiO2/TiN/TiO2 được chế tạo theo hướng mơ phỏng và cho một số kết quả sau:
9 Tìm được bề dày ngưỡng ~340nm của lớp TiO2 ngồi cĩ tính chất quang xúc tác tốt vừa thỏa mãn tính gương nĩng truyền qua.
9 Xây dựng được bài tốn lý thuyết ma trận đối với màng đa lớp, cụ thể là 3 lớp TiO2/TiN/TiO2 kết hợp với số liệu thực nghiệm về chiết suất n, hệ số
tắt k của từng lớp. Cũng từ lý thuyết ma trận, mơ phỏng dạng phổ truyền qua của gương nĩng TiO2/TiN/TiO2.
9 Phổ phản xạ và truyền qua của gương nĩng TiO2/TiN/TiO2 từ thực nghiệm, khá trùng khớp vĩi phổ mơ phỏng từ lý thuyết, và độ lập lại trong thí nghiệm khá cao.
9 Màng gương nĩng TiO2/TiN/TiO2 tạo được vừa đáp ứng được tính chất của màng gương nĩng truyền qua, cụ thể là truyền qua trên 40% trong
vùng ánh sáng khả kiến và phản xạ trên 70% trong vùng bước sĩng từ
800nm trở đi lại vừa cĩ tính chất quang xúc tác gần bằng với màng đơn lớp TiO2 đã nêu. Loại màng này được ứng dụng làm cửa kính cho các tịa nhà cao ốc ở vùng khí hậu nhiệt đới.
HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
Trong các đề tài sau, sẽ nghiên cứu thay thế màng TiN bằng màng ZrN để nâng
độ truyền qua ở vùng khả kiến và nâng độ phản xạ ở vùng hồng ngoại. Bởi vì màng ZrN cĩ tính chất quang, điện gần như giống với màng kim loại Ag nhưng hơn TiN. Thay lớp ngồi cùng TiO2 bàng lớp TiO2 pha tạp N2 để tăng tính quang xúc tác của màng ở vùng ánh sáng khả kiến.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Lê Khắc Bình, Nguyễn Nhật Khanh, (2002), Vật lý chất rắn, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh.
[2] Võ Trung Chánh, (2005), Giáo Trình Tinh Thể Học Đại Cương, Nxb Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh, TP. Hồ Chí Minh.
[3] Nguyễn Hữu Chí, (2003), Điện động lực, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh.
[4] Lê Văn Hiếu, (2005), Vật Lý Điện Tử, Nxb Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh, TP. Hồ Chí Minh.
[5] Phùng Hồ và Phan Quốc Phơ, (2001), Giáo Trình Vật Lý Bán Dẫn, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật, Hà Nội.
[6] Trương Quang Nghĩa, (1997), Giáo trình Vật Lý Tinh Thể, Tủ sách Đại Học Khoa Học Tự Nhiên TP. Hồ Chí Minh, TP. Hồ Chí Minh.
[7] Đồn Viên Duyên Oanh (2001), điều kiện tối ưu của “ Gương nĩng truyền qua” đa lớp: Điện mơi/kim loại/Điện mơi, Luận văn tốt nghiệp, GVHD GS-TS. Nguyễn Hữu Chí.
[8] Buhl R., Pulker H. K., and Moll E. (1981), Thin Solid films 80, 265.
[11] Cheng C.C., Erdemir A., Fenske G.R. (1989), Surf. and Coat. Technol., 139/40,
365.
[12] Chou W., Yu G., Huang J., (2000), Surf. and Coat. Technol., 140,206.
[13] Durusoy H.Z., Duyar O., Aydnl A. (2003), Ay F., Vacuum, 70, 21.
[9] Enoki H., Nakayama T., and Echigoya J. (1992), Physica Status Solidi A 129 (1),
181-191.
[10] Fujishima A., Rao N.T. and Tryk A.D, (2000), Titanium Dioxide Photocatalysis, Journal of Photochemistry and Photobiology, C: Photochemistry Reviews 1, pp. 1-21.
[16] Hans Bach, Dieter Krause, (1997), Thin films on glass, Springer - Verlag Berlin Heidelberg, page 137 – 161.
[15] Hatscheck R. L., Mach A.M., (1983), Special Report No. 752, pp. 129.
[17] Kaneko M. and Okura I. (Eds.) (2002), Photocatalysis Science and Technology, Kodansha Springer, Tokyo.
[35] Kazuhito Hashimoto, Hiroshi Irie and Akira Fujishima, (2005), TiO2 Photocatalysis: A
Historical Overview and Future Prospects, The Japan Society of Applied Physics.
[36] Kim N.Y., Son Y.B., Oh J.H., Hwangbo C.K., Park M.C. (2000), Surf. and Coat.
Technol., 128-129, 156.
[38] Leng J.M., Chen J., Fanton J., Senko M., Ritz K., Opsal J. (1998), Thin Solid
Films, 313-314, 308.
[18] Logothetidis S., Alexandrou I., Kokkou S. (1996), Surf. and Coat. Technol., 80,
66.
[19] Maheo D., Poitevin J.M. (1992), Thin Solid Films, 215, 8.
[31] Mardare D. and Rusu I.G. (1999), “On The Structure of Titanium Oxide Thin
Films”, An.Univ.Lasi, pp.201 – 208.
[32] Mattox D. M. (1963), J. Appl. Phys. 63, 2493.
[33] Meng L., Azevedo A., Santos M. P. (1995), Vacuum, 46 (3), 233.
[40] Ming- Show Wong, Hung Pang Chou, Tien- Syh Yang, (2006), Reactively
sputtered N-doped titanium oxide films as visible-light photocalyst, Department of Materials Science and Engineering, National Dong Hwa University, Hualien, Taiwan, ROC, Thin Solid Films 494, 244 – 249.
[39] Mills A. and Le Hunt S, (1997), An Overview of Semiconductor Photocatalysis, Journal of Photochemistry and Photobiology, A: Chemistry 108, pp. 1-35.
[37] Musil J. (2000), Surface and Coating Tech. 125, 341.
[20] Narayan J., Tiwari P., Singh J., Chowdhury R., and Zheleva T. (1992), Appl. Phys. Lett. 61, 1290.
[25] O.S.Heaven, Optical Properties of Thin Solid Films, London Butterworths
Scientific Publication, 1955,ch.4.
[26] Patsalas P., Charitidis C., Logothetidis S. (2000), Surf. and Coat. Technol., 125,
[29] Roquiny P., Mathot G., Tewagne G., Bodart F., and Van Den Brande P. (2000), Nuclear Instruments & Methods in Physics Research, Section B 161-163, 600.
[21] Shenhar A., Gotman I., Radin S., Ducheyne P., and Gutmanas E.Y. (2000), Surface and Coating Tech. 126, 210.
[22] Shuichi Kanamori (1986), Thin Solid Films, 136, 195-214
[28] S.K. Zheng, T.M. Wang, G. Xiang, C. Wang, (2001), Photocatalytic activity of
nanostructured TiO2 thin films prepared by dc magnetron sputtering method, Center of Material Physics and Chemistry, School of Science, Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 100083 Beijing, People’s Republic of China, Vacuum 62, 361–366. [23] S.M.A. Durrani, E.E. Khawaja, A.M. Al-Shukri, M.F. Al-Kuhaili, Dielectric/Ag/dielectric coated energy- efficient glass windows for warm climates,Energy and duildings 36 (2004)891-898.
[24] Spurr A.R. and Myers H. (1957), Quantitative Analysis of Anatase-Rutile Mixtures
With An X-Ray Diffractometer, Hughes Research Laboratories California, pp. 760-762. [30] Torok E. and Perry A. J., (1987), Thin solid films, 153, 37.
[34] Vershinin N., Filomov K., Straumal B., Gust W., Wiener I., Rabkin E., and
Kazakevich A. (2000), Surface and Coating Technol. 125, 229.
[37] Yavorsky and Detlaf A. (1975), Handbook of Physics, Mir Publishers, Moscow. [41] Y. Djaoued, M. Thibodeau, J. Robichaud, S. Balaji, S. Priya, N. Tchoukanova,
S.S. Bates, , (2008), Photocatalytic degradation of domoic acid using nanocrystalline
TiO2 thin films, Laboratoire de Micro-spectroscopies Raman et FTIR, Universit´e de
Moncton, Campus de Shippagan, Journal of Photochemistry and Photobiology A:
Chemistry 193 (2008) 271–283
[42] Wittmer M., Studer B., and Melchiar H. (1981), J. Appl. Phys. 52, 5722.