1. Tổng hợp thanh nano ZnO bằng phƣơng phỏp thủy nhiệt
1.6. Nghiờn cứu độ dẫn của vật liệu thanh nano ZnO
Sau khi nghiờn cứu cỏc yếu tố ảnh hƣởng đến hỡnh thỏi cấu trỳc của thanh nano ZnO, chỳng tụi đó đi xỏc định độ dẫn của thanh nano chế tạo đƣợc sử dụng mỏy phõn tớch đặc trƣng cỏc thụng số bỏn dẫn Keyleith 4200s tại Viện AIST. Để nghiờn cứu độ dẫn của thanh ZnO chỳng tụi thực hiện nhƣ sau: thanh nano ZnO đƣợc tổng hợp bằng phƣơng phỏp thủy nhiệt và đƣợc phõn tỏn trong ethanol. Sau quỏ trỡnh phõn tỏn, thanh nano ZnO sẽ đƣợc phủ lờn điện cực răng lƣợc và đƣợc để khụ trong khụng khớ. Tiếp theo, mỏy phõn tớch đặc trƣng cỏc thụng số bỏn dẫn Keyleith 4200s sẽ đƣợc sử dụng để xỏc định điện trở của thanh nano. Kết quả xỏc định điện trở của thanh nano ZnO đó tổng hợp bằng phƣơng phỏp thuỷ nhiệt ở thời gian khỏc nhau đƣợc mụ tả trờn hỡnh 3.8. Từ hỡnh 3.8 cú thể thấy rằng, khi tăng thời gian thuỷ nhiệt từ 3 giờ đến 6 giờ thỡ điện trở của thanh tăng lờn. Khi tiếp tục tăng thời gian thuỷ nhiệt từ 6 giờ đến 9 giờ thỡ điện trở của thanh nano cú xu hƣớng giảm. Tiếp tục tăng thời gian thủy nhiệt lờn đến 12 giờ thỡ điện trở của vật liệu lại tăng. Nhƣ vậy, cú thể thấy rằng, với thời gian thuỷ nhiệt là 3 giờ, kớch thƣớc thanh nano ZnO đồng đều hơn, thanh nano cú đƣờng kớnh nhỏ hơn so với cỏc thanh ZnO tổng hợp trong thời gian 6; 9 và 12 giờ (xem hỡnh 3.8) dẫn đến điện trở của vật liệu giảm hay độ dẫn tăng lờn. Khi tăng thời gian thuỷ nhiệt lờn đến 6 giờ, cấu trỳc thanh nano thay đổi, đƣờng kớnh của thanh nano tăng lờn, kớch thƣớc khụng đồng đều dẫn đến điện trở của vật liệu chế tạo tăng và độ dẫn sẽ giảm. Khi thời gian thuỷ nhiệt tăng lờn 9 giờ, kớch thƣớc của thanh nano cú tăng lờn, nhƣng đƣờng kớnh của cỏc thanh nano tƣơng đối đồng đều, dẫn đến tiếp xỳc giữa cỏc thanh là tốt hơn làm cho điện trở giảm. Với thời gian thuỷ nhiệt là 12 giờ, đƣờng kớnh cỏc thanh nano lớn và khụng đồng đều dẫn đến sự tiếp xỳc giữa cỏc thanh nano là khụng tốt làm cho điện trở của vật liệu lại tăng.
Vũ Y Doón 2016
50
Hỡnh 3. 8 Điện trở của vật liệu ZnO chế tạo bằng phương phỏp thủy nhiệt với thời gian 3h; 6h; 9h và 12h
Nhƣ vậy, với kết quả xỏc định điện trở của thanh nano phủ trờn điện cực cú thể thấy, với thời gian thuỷ nhiệt là 3 giờ, cho kết quả cỏc thanh nano cú đƣờng kớnh nhỏ và tƣơng đối đồng đều nờn điện trở của cỏc thanh nano giảm và độ dẫn tăng lờn. Đối với cỏc trƣờng hợp cũn lại (thời gian thuỷ nhiệt là 6, 9, 12 giờ), đƣờng kớnh cỏc thanh nano là khụng đồng đều dẫn đến quỏ trỡnh tiếp xỳc giữa cỏc thanh nano là khụng tốt làm cho điện trở của thanh tăng lờn và độ dẫn giảm. Kết quả này tiếp tục khẳng định cho quy trỡnh tổng hợp thanh nano ở thời gian 3 giờ là phự hợp cho việc chế tạo cảm biến miễn dịch sẽ đƣợc trỡnh bày trong phần tiếp theo.
Qua quỏ trỡnh khảo sỏt cỏc yếu tố ảnh hƣởng đến quỏ trỡnh tổng hợp thanh nano ZnO bằng phƣơng phỏp thuỷ nhiệt chỳng tụi nhận thấy, cỏc thụng số tối ƣu để tổng hợp thanh nano ZnO tại điều kiện hiện cú Viện AIST là nồng độ Zn2+ 0,025M, nhiệt độ
Vũ Y Doón 2016
51
thủy nhiệt 1500C, 1 lớp mầm và thời gian thủy nhiệt là 3h. Với cỏc điều kiện này thỡ thanh nano ZnO chế tạo đƣợc cú kớnh thƣớc đƣờng kớnh khoảng 50 ữ 100 nm, độ dài của thanh ~ 1àm.