Trong nghiên cứu này, mạch điện dùng để đo đặc trưng J-V của màng mỏng BLT bao gồm một nguồn áp và một ampe kế có độ chính xác cao (có độ chính xác thấp tới 10-
13
A). Việc đo đạc này được kiểm soát từ máy tính qua cổng ghép nối GPIB. Để bắt đầu việc đo đạc, điện áp được tăng từ từ và dòng điện được ghi lại giá trị.
Chương 3
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Dung dịch tiền chất ZnO
Như chúng ta đã biết phương pháp sol-gel để chế tạo màng mỏng dựa trên cơ sở tổng hợp các hạt dạng huyền phù trong chất lỏng dạng keo thành một mạng lưới các phân tử bao gồm phân tử tự do và chuỗi polymer [28]. Trong nghiên cứu này, dung dịch để chế tạo màng mỏng zinc oxit, gọi tắt là tiền chất ZnO, bằng phương pháp hóa học. Kết quả nghiên cứu cho thấy đã pha chế thành công tiền chất này từ muối kẽm nitrate và axit citric.
3.1.1 Tối ưu quy trình chế tạo dung dịch tiền chất ZnO
Axit citric (viết tắt là CA) được chọn làm dung môi để tạo mạng liên kết của kẽm trong dung dịch. Axit citric có thể liên kết với Zn2+, Ba2+ tạo nên hệ mạng phân tử phức hợp trong tiền chất, giúp cho quá trình hình thành màng mỏng được dễ dàng. Trong tiền chất mong muốn (ví dụ: tiền chất ZnO), tỉ lệ CA trên kim loại hóa trị II (muối kẽm) là tham số quan trọng. Bằng mô phỏng tính toán, Ferreira và các cộng sự [31] cho thấy được tỷ lệ CA : Ba = 3 : 1 là tối ưu nhất cho liên kết mạng đa chiều, như quan sát trên Hình 3.1.
Hình 3.1: Cấu trúc tối ưu hóa cho hệ phức gồm 1 nguyên tử Ba và a) 1; b) 2; c) 3 phân
Trên cơ sở đó, trong nghiên cứu này, muối kẽm và axit citric được cân theo tỉ lệ mol 1 : 2, khuấy tan trong nước ở nhiệt độ phòng, rồi tiến hành khuấy sôi tại 150oC, 15 phút để tạo các hạt chất ZnO và mạng liên kết của nó. Hình 3.2 là hình ảnh trạng thái dung dịch muối từ dạng lỏng sang keo, có màu hơi vàng tươi, và được sử dụng làm tiền chất chế tạo màng mỏng ZnO bằng quy trình quay phủ và kết tinh nhiệt.