5. Ý nghĩa khoa học
3.1.3. Cấu trúc tinh thể và hình thái học bề mặt
Cấu trúc tinh thể và thành phần pha của các vật liệu Cu/ITO được khảo sát bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (Hình 3.2). Kết quả thu được cho thấy, ngoài các đỉnh đặc trưng cho vật liệu đế ITO (dấu sao), cả bốn vật liệu đều xuất hiện các đỉnh nhiễu xạ tại 37,50, 430 và 510. Hai đỉnh nhiễu xạ đầu tiên đặc trưng cho mặt mạng (111), còn đỉnh cuối cùng cho thấy sự xuất hiện của mặt mạng (200) [21][22]. Như vậy, có thể kết luận sơ bộ rằng các hạt nano đồng đã được lắng đọng thành công trên bề mặt điện cực ITO hình thành nên cấu trúc đa tinh thể, trong đó mặt mạng (200) chiếm ưu thế.
Hình 3.2. Giản đồ nhiễu xạ tia X của các vật liệu 60Cu/ITO, 120Cu/ITO, 240Cu/ITO và 480Cu/ITO
Hình thái học bề mặt của vật liệu Cu/ITO được khảo sát bằng phương pháp SEM (Hình 3.3). Kết quả thu được cho thấy, bề mặt của điện cực ITO được bao phủ bởi hai cấu trúc chủ đạo là các hạt nano đồng dạng lập phương (nanocuboid) và dạng nhánh cây (dendritics) [17][29]. Tỷ lệ và mật độ của các hợp phần hình thành trên bề mặt điện cực ITO phụ thuộc vào thời gian lắng đọng. Với thời gian 60s, mật độ của cả hai hợp phần khá thấp, đặc biệt là các hạt nano đồng dạng nhánh cây (Hình 3.3.A-B). Mật độ của hai hợp phần tăng lên với thời gian lắng đọng (Hình 3.3.C-H). Nghiên cứu kỹ hơn về tỷ lên các hợp phần, chúng tôi thấy rằng với thời gian t = 240s, các hạt nanocuboid chiếm ưu thế (Hình 3.3.E-F), trong khi đó hợp phần dendritics lại chiếm ưu thế khi tăng thời gian lắng đọng lên 480s (Hình 3.3.G-H). Điều này được cho là sẽ ảnh hưởng tới đặc trưng xúc tác của các vật liệu vì sự khác nhau về số lượng mặt mạng (111) và (100) trên các vật liệu này.
Hình 3.3. Hình ảnh SEM mô tả hình thái học bề mặt của các vật liệu 60Cu/ITO, 120Cu/ITO, 240Cu/ITO và 480Cu/ITO