7. Bố cục của luận án
5.4. Kết luận chương 5
1. Chế tạo thành công Ge-NCs trên nền vô định hình SiO2 bằng phương pháp đồng phún xạ ca tốt:
+ Kết tinh cấu trúc nano: 800 oC, 1000 oC + Thời gian ủ: 30 phút/ khí trơ N2
2. Hình thái, cấu trúc:
+ Kích thước Ge-NCs: 5 nm ÷ 10 nm, tăng theo nhiệt độ ủ và thành phần Ge + Tinh thể Ge đơn pha FCC.
112
+ Phổ tán xạ Raman bất đối xứng do chồng chập của liên kết Ge-Ge tinh thể (300 cm-1) và vô định hình (286 cm-1).
+ Hệ số dịch đỉnh phổ Raman theo thông lượng quang học của vật liệu là một hằng số:
K Ge = ∆𝑅𝑠
𝑎 × 𝛷 = − 1,4 × 10
−9 ± 25% (cm2 × W−1).
* Các kết quả nghiên cứu này đã được đăng trong Tạp chí Physica B: “Photon absorption and scattering of Ge nanocrystals embedded in SiO2 prepared by co-sputtering”, Physica B (2021), Vol. 600, 412520, (IF2020 = 1.902).
113
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Luận án đã tổng quan khối lượng kiến thức về quang tử nano Si và Ge, đồng thời tiến hành nghiên cứu chế tạo và khảo sát được một số tính chất quang của cấu trúc dây nano Si. Các kiến thức cơ bản của vật liệu đã được cập nhật trên cơ sở đó xây dựng được những thực nghiệm nhằm nắm bắt những kiến thức mới nhất cũng như khả năng ứng dụng của loại vật liệu này. Chúng tôi chỉ ra rằng đối với loại vật liệu bán dẫn vùng cấm xiên thuần điển hình Si và Ge, huỳnh quang xuất phát từ tái hợp điện tử lỗ trống chỉ xuất hiện ở cấu trúc nano. Độ rộng vùng cấm và tính chất của loại vật liệu này thay đổi theo hình thái cấu trúc của chúng. Kết quả của nghiên cứu đã góp phần tăng cường sự hiểu biết thêm về loại vật liệu Si và Ge và công nghệ chế tạo VLS, phún xạ ca tốt, MACE. Sự hiểu biết của loại vật liệu và công nghệ được thể hiện thông qua các công trình đã công bố trong tạp chí chuyên ngành. Đồng thời, kiến thức và kinh nghiệm có được của bản thân và nhóm nghiên cứu từ quá trình chế tạo vật liệu và nghiên cứu các tính chất vật lý là cơ sở cho việc học tập, nâng cao trình độ một cách trực quan và thực tế. Các kết quả chính của luận án bao gồm:
Đối với dây nano Si chế tạo bằng phương pháp bốc bay nhiệt:
- Chế tạo thành công các cấu trúc dây Si-NWs có các cấu trúc nano Si và SiOx (x < 2) trên bề mặt bằng phương pháp bốc bay nhiệt bằng phương pháp bốc bay nhiệt trên cơ sở lắng đọng pha hơn - lỏng - rắn (VLS);
- Thu nhận được dải phát huỳnh quang yếu vùng hồng ngoại (600 nm ÷ 900 nm), liên hệ với các cấu trúc tinh thể nano Si kích thước 2 nm ÷ 6 nm tồn tại trong cấu trúc dây;
Đối với dây nano Si chế tạo bằng phương pháp ăn mòn hóa học:
- Chế tạo thành công các dây Si-NWs của 2 loại Si (p và n), định hướng (100), bằng phương pháp MACE với nồng độ AgNO3 từ 10 mM ÷ 35 mM;