Việc xỏc định thời gian sống của vật liệu ở trạng thỏi kớch thớch cú ý nghĩa quan trọng Khi một vật liệu bị kớch thớch sẽ chuyển từ trạng thỏi cơ bản lờn trạng thỏi kớch thớch Hệ điện tử kớch thớch cú thời gian sống xỏc định, phụ thuộc vào bản chất của vật liệu và trạng thỏi mà ở đú điện tử/ lỗ trống bị kớch thớch tới Ghi nhận thời gian sống huỳnh quang ở một vựng phổ nào đú cho phộp đoỏn nhận về bản chất của chuyển dời phỏt quang, hay quỏ trỡnh tỏi hợp điện tử-lỗ trống phỏt quang Phương phỏp phổ biến nhất để đo thời gian sống của vật liệu là phương phỏp huỳnh quang phõn giải thời gian Hơn nữa, tập hợp những phổ huỳnh quang phõn giải thời gian cho thấy diễn biến cường độ của từng thành phần phổ theo những khoảng thời gian trễ sau thời điểm kớch thớch mẫu khỏc nhau Từ đú, cú thể phõn định được cỏc thành phần phổ riờng đặc trưng cho cỏc chuyển dời điện tử khỏc nhau nhưng che phủ nhau về vựng năng lượng phỏt xạ
Cỏc phộp đo phõn giải thời gian trong luận ỏn được thực hiện trờn hệ thiết bị đo gồm mỏy đơn sắc Jobin-Yvon HRD1 (độ phõn giải 13 Ao/ 1 mm khe mỏy đơn sắc), ống nhõn quang điện H733 (thời gian đỏp xung khoảng 0,7 ns), dao động ký LeCroy 9362 (tần số 1,5 GHz) Hỡnh 2 8 trỡnh bày sơ đồ khối của một hệ đo phõn giải thời gian tại Phũng Vật liệu quang điện tử
Hỡnh 2 8 Sơ đồ khối hệ huỳnh quang phõn giải thời gian
Trờn nguyờn tắc cơ bản, hệ đo huỳnh quang phõn giải thời gian cú cấu trỳc gần giống hệ đo huỳnh quang dừng Tuy nhiờn, để cú khả năng phõn giải thời gian thỡ hệ thiết bị cú một số đặc điểm riờng như sau:
+ Nguồn kớch thớch: laser xung phỏt vựng bước súng phự hợp với hấp thụ của mẫu cần nghiờn cứu, thời gian xung ngắn so với thời gian sống huỳnh quang ở trạng thỏi kớch thớch và độ lặp lại xung sao cho thời gian giữa hai xung liờn tiếp dài hơn nhiều thời gian sống huỳnh quang
+ Phần thu nhận quang-điện tử đảm bảo nhanh hơn, khụng gõy mộo dạng tớn hiệu Kỹ thuật trung bỡnh nhiều xung cho một điểm phổ được sử dụng để nõng cao tỉ số tớn hiệu trờn nhiễu
Kết luận Chương 2:
Chương này đó trỡnh bày cỏc phương phỏp thực nghiệm sử dụng trong luận ỏn:
- Phương phỏp phun núng, phương phỏp gia nhiệt sử dụng dung mụi hữu cơ cú nhiệt độ sụi cao và phương phỏp thủy nhiệt sử dụng nước làm mụi trường phản ứng để chế tạo vật liệu nanụ CuInS2, CuInS2/ZnS, CuIn(Zn)S2 và CuIn(Al)S2 đó được lựa chọn và trỡnh bày do cú những ưu điểm nổi trội là: cú
cú thể điều khiển kớch thước
- Cỏc phương phỏp nghiờn cứu vi hỡnh thỏi và cấu trỳc của vật liệu bao gồm phương phỏp ghi ảnh bằng kớnh hiển vi điờn tử quột (SEM), kớnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM), phương phỏp nhiễu xạ tia X và phổ tỏn xạ Raman đó được trỡnh bày
- Cỏc cụng cụ cho việc nghiờn cứu cỏc tớnh chất quang của vật liệu bao gồm cỏc phộp đo phổ hấp thụ, phổ huỳnh quang dừng và phổ huỳnh quang phõn giải thời gian đó được trỡnh bày chi tiết về nguyờn lý và sơ đồ khối của từng phộp đo
CHƯƠNG 3
CễNG NGHỆ CHẾ TẠO, VI HèNH THÁI VÀ CẤU TRÚC CỦA CHẤM LƯỢNG TỬ CuInS2, CuIn(Zn)S2 VÀ CuInS2/ZnS
Chương này trỡnh bày cỏc cụng nghệ chế tạo ba loại mẫu: (i) cỏc chấm lượng tử bỏn dẫn CuInS2 (CIS), lừi CIS/vỏ ZnS; (ii) chấm lượng tử bỏn dẫn hợp chất CuIn(Zn)S2 (CIZS), lừi CIZS/vỏ ZnS; (iii) chấm lượng tử hợp chất
CuIn(Al)S2 Vi hỡnh thỏi của mẫu được quan sỏt, phõn tớch bằng kớnh hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Electron Microscopy – TEM) và kớnh hiển vi điện tử truyền qua phõn giải cao (High-resolution Transmission Electron Microscopy – HR-TEM) Cấu trỳc của vật liệu được xỏc định bằng phương phỏp ghi giản đồ nhiễu xạ tia X (X-Ray Diffraction – XRD) và phổ tỏn xạ Raman (Raman Spectroscopy – RS)
3 1 Chấm lượng tử CuInS2 và CuInS2/ZnS cấu trỳc lừi/vỏ3 1 1 Chế tạo chấm lượng tử CuInS2 và lừi CuInS2/vỏ ZnS 3 1 1 Chế tạo chấm lượng tử CuInS2 và lừi CuInS2/vỏ ZnS