Kết quả đạt được
Sau một thời gian triển khai nghiên cứu đề tài, luận văn đã hoàn thành và đã đạt được một số kết quả như sau:
1. Tìm hiểu được bản chất, cách thức tạo ảnh điện tử, cách tăng cường chất lượng ảnh SEM cũng như phương pháp chụp SEM với phân giải và độ sâu trường nhìn DOF tối ưu.
2. Đã nghiên cứu, xây dựng và phát triển thành công phương pháp chụp 3D trên thiết bị SEM, trên cơ sở đó phương pháp đo độ sâu dựa trên kỹ thuật chụp và hiển thị 3D cũng đã được đề xuất.
3. Sử dụng các phương pháp chụp và hiển thị khác nhau, một số ảnh 3D SEM chất lượng cao chụp các mẫu thử nghiệm cũng đã được chế tạo thành công.
4. Bằng phương pháp bốc bay nhiệt vận chuyển pha hơi với sự tham gia của xúc tác Au, đã chế tạo thành công các nanô tinh thể ZnO trên đế Si có hình thái khác nhau tùy thuộc vào điều kiện thực nghiệm. Cấu trúc tinh thể và các tính chất điển hình của nanô tinh thể ZnO cũng đã được khảo sát, đồng thời cũng thấy được các ảnh hưởng của nhiệt độ tổng hợp, xúc tác lên hình thái của vật liệu.
5. Cấu trúc nanô tinh thể ZnO thấp chiều đã được chụp và hiển thị bằng các phương pháp chụp và hiển thị ảnh nổi 3D dùng kính và không dùng kính. Qua đó, hình thái học và vi cấu trúc của các nanô tinh thể ZnO đã được khảo sát khá đầy đủ.
Kết luận
Từ kết quả nghiên cứu và các kết đạt được của luận văn, có thể rút ra một số kết luận như sau:
1. Bản chất của ảnh SEM là ảnh điện tử thứ cấp. Chất lượng cũng như tính trung thực của ảnh SEM chịu ảnh hưởng rất lớn bởi nhiều yếu tố có liên quan tới nhau như nguồn phát xạ điện tử, cơ chế phát sinh điện tử thứ cấp, tính dẫn điện của mẫu, kích thước và mật độ dòng của chùm điện tử hội tụ, điện thế gia tốc, độ tương phản... Khi chụp, cần điều chỉnh phối hợp các tham số của thiết bị một cách hợp lý để có được ảnh nguồn đạt chất lượng tối ưu.
2. Trong kỹ thuật chụp 3D SEM, ngoài các yêu cầu khắt khe về ảnh hưởng của các yếu tố trên, còn tính đến các yếu tố khác như góc lệch giữa các
ảnh, độ sâu trường nhìn, độ phân giải tối ưu. Các yếu tố này có ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng cũng như hiệu ứng nổi của ảnh 3D SEM.
3. Do bản chất là ảnh điện tử, không phải ảnh quang học, ảnh SEM không thể hiện được các màu sắc khác nhau, các chi tiết của đối tượng chỉ thể hiện được theo thang độ xám. Với lí do này, có thể xử lí và hiển thị ảnh bằng các phương pháp hiển thị 3D khác nhau, không cần quan tâm đến màu sắc mà vẫn đảm bảo tính trung thực của ảnh.
4. Các nanô tinh thể ZnO có các hình thái khác nhau có thể dễ dàng tổng hợp được bằng phương pháp bốc bay nhiệt vận chuyển pha hơi trên đế Si có điều khiển nhiệt độ và có sự tham gia của xúc tác Au, Pt. Các mẫu nhận được kết tinh khá hoàn hảo và có tính chất quang tốt, có tiềm năng ứng dụng trong các linh kiện quang học ở vùng ánh sáng khả kiến và tử ngoại gần.
5. Kỹ thuật ảnh nổi 3D có thể ứng dụng được trong việc chụp, hiển thị ảnh SEM các vi cấu trúc, nghiên cứu hình thái và cấu trúc không gian của các vật liệu, linh kiện có kích thước micrômét và nanômét. So với ảnh SEM truyền thống, ảnh 3D SEM mang lại cái nhìn trực quan, khác hẳn về chất của thế giới vi mô trong việc khảo sát hình thái, đánh giá kiến trúc không gian.
Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo
Luận văn đã đạt được một số kết quả nhất định, tuy nhiên còn một số vấn đề có liên quan mà trong khuôn khổ luận văn chưa giải quyết được. Những vấn đề này cần nghiên cứu sâu và tỷ mỷ hơn, đây sẽ là những bước phát triển tiếp theo của đề tài. Dưới đây là một số đề xuất của tác giả.
1. Hoàn thiện và phát triển quy trình và cách đo độ sâu bằng phương pháp chụp 3D trên thiết bị SEM.
2. Nghiên cứu sâu hơn ảnh hưởng của các yếu tố ngoại vi như nhiệt độ, áp suất, xúc tác và các yếu tố nội tại như cấu trúc tinh thể tới sự hình thành các dạng hình thái khác nhau của các nanô tinh thể ZnO.
3. Cần có sự hợp tác chặt chẽ với các nhóm nghiên cứu khác trong việc ứng dụng kỹ thuật 3D SEM nhằm thử nghiệm và kiểm chứng phương pháp.