Các phức chất tổng hợp được đều được tiến hành khảo sát khả năng thăng hoa
trong các điều kiện đã nêu trong phần 2.3.2. Kết quả thăng hoa được đưa ra trong
bảng 3.4.
Quan sát sản phẩm thăng hoa của các phức chất chúng tôi thấy:
Phần thăng hoa của Cu(acac)2và Cu(Piv)2ở dạng tinh thể hình kim màu xanh thẫm, phần cặn có màu xanh của phức chất ban đầu.
Phần thăng hoa của Zn(acac)2.H2O và Zn(Piv)2ở dạng tinh thể
hình kim màu trắng, phần cặn có màu trắng đục.
Bảng 3.6: Kết quả khảo sát khả năng thăng hoa của các phức chất
STT Phức của kim loại M Nhiệt độ thăng hoa oC Phần thăng hoa Phần cặn %Kim loại đã thăng hoa mth (%) (%) Cth (%) mc (%) Cc 1 Cu(acac)2 165±5 98.89 23,04 1,11 - 95,60 2 Cu(Piv)2 175±5 61.12 20.08 38.88 43.76 41.9 3 Zn(acac)2.H2O 120±5 60,19 19,40 39,81 34,48 45,97 4 Zn(Piv)2 200±5 95 93,6 5 6,4 93,6
Ghi chú: mth và mc (%) : Phần trăm khối lượng của phần thăng hoa và phần cặn so với khối lượng phức chất đem thăng hoa:
m % = m
m ∙ 100%
Cth và Cc (%): Hàm lượng kim loại có trong phần thăng hoa và phần cặn:
C % =m!
m ∙ 100%
%M: phần trăm kim loại đã thăng hoa:
%M =m!
m!∙ 100%
Trong đó: m: khối lượng của mỗi phần (thăng hoa hoặc cặn) (g).
mo: khối lượng mẫu chất lấy để thăng hoa (g).
mM: khối lượng kim loại trong mỗi phần (thăng hoa hoặc cặn)(g).
m!:khối lượng kim loại trong mẫu chất lấy để thăng hoa(g).
Đối với phức kẽm axetylaxetonat và phức đồng (II) pivalat, phần thăng hoa
chiếm khối lượng lớn hơn so với phần cặn nhưng lại có phần trăm theo khối lượng kim loại nhỏ hơn. Điều đó chứng tỏ khi bị đốt nóng phức chất đã phân hủy, sau đó thăng hoa một phần. Kết quả thăng hoa phù hợp với kết quả phân tích nhiệt. Kẽm(II) axetylaxetonat thăng hoa kém hơn kẽm(II) pivalat có thế là do nó tồn tại ở dạng hidrat.
Trong khi với phức chất đồng(II) axetylaxetonat và kẽm pivalat, hàm lượng kim loại trong phần thăng hoa và phần cặn ít bị thay đổi so với phức chất ban đầu, nên chúng tôi giả thiết rằng giả thiết rằng trong điều kiện áp suất thấp, các phức chấthoa không phân hủy. Dựa vào khả năng thăng hoa của các phức chất, chúng tôi lựa chọn các phức chất đồng (II) axetylaxetonat, kẽm axetylaxetonat và kẽm pivalat làm tiền chất để chế tạo màng mỏng đồng (I) oxit và kẽm oxit bằng phương pháp CVD.
Luận văn cao học Bộ mơn Hóa vơ cơ
3.3.5.Chế tạo màng mỏng đồng (I) oxit từ đồng (II) axetylaxetonat và kẽm oxit từ kẽm axetylaxetonat và kẽm pivalat bằng phương pháp CVD
3.3.5.1.Quy trình chế tạo màng mỏng oxit bằng phương pháp CVD Sơ đồ thiết bị Sơ đồ thiết bị
Các màng mỏng được chế tạo bằng phương pháp CVD ở áp suất thấp dựa trên sự thăng hoa của các phức chất. Tiền chất được dùng trong phương pháp CVD là chất có khả năng thăng hoa tương đối tốt và có nhiệt độ phân huỷ khơng cao. Q trình tạo màng mỏng được thực hiện trên thiết bị mô tả ở hình 3.11:
Hình 3.11:Sơ đồ thiết bị chế tạo màng mỏng bằng phương pháp CVD
1: Dịng khí N2 2: Lò thăng hoa
3: Thuyền đựng chất 4: Dịng khí mang và tác nhân phản ứng 5: Lị nung 6: Đế
7: Ống thạch anh 8: Dịng khí ra, nối với hệ thống hút chân không
Xử lý đế thủy tinh:
Đế thủy tinh (kích thước 2cm x 1cm) được ngâm trong dung dịch hỗn hợp
H2SO4 đặc (98%) và H2O2 đặc (30%), nóng khoảng 1 giờ. Sau đó rửa bằng dung
dịch NH3 đặc và rửa bằng nước cất 2 – 3 lần. Cuối cùng ngâm trong isopropanol.
Cách tiến hành:
Cân một lượng khoảng 80mg phức chất vào thuyền, đưa thuyền vào ống thạch
anh, đặt tại trung tâm lò thăng hoa. Đế thạch anh sau khi đã được xử lý sạch được
đặt ở tâm vùng lắng đọng trong lị nung đế. Lắp hệ thống như hình vẽ và tiến hành
hút chân khơng. Nâng nhiệt độ lị thăng hoa từ nhiệt độ phòng đến nhiệt độ thăng hoa với tốc độ gia nhiệt 2oC.phút-1, theo dõi nhiệt độ của thuyền đựng chất. Duy trì
nhiệt độ lị thăng hoa cao hơn nhiệt độ thăng hoa của phức chất khoảng 5 – 10oC. Phức chất thăng hoa được dịng khí N2 cuốn vào vùng trung tâm của lị và có thể
điều chỉnh được lượng phức chất thăng hoa vào trung tâm lò bằng việc thay đổi tốc
độ dịng khí N2. Dịng khí mang và tác nhân phản ứng được đưa vào gần trung tâm
lò qua một ống dẫn khác, để tránh các tác nhân phản ứng tác dụng với phức chất chưa kịp thăng hoa ở trên thuyền. Tại vùng trung tâm của lò (nơi đặt đế) nhiệt độ
được duy trì ở nhiệt độ phân huỷ tạo ra sản phẩm mong muốn.
Thành phần màng phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như: tiền chất, nhiệt độ tạo màng, thành phần khí mang, tác nhân phản ứng, áp suất của hệ, tốc độ dịng khí... Với mục đích nghiên cứu ảnh hưởng của: tiền chất, nhiệt độ và tác nhân phản
ứng lên tính chất của màng nên chúng tôi cố định các điều kiện khác trong quá trình
khảo sát. Trên cơ sở kết quả phân tích nhiệt và kết quả thăng hoa, chúng tôi chọn các điều kiện như sau:
- Khí mang: N2.
-Tốc độ dịng khí mang (N2): 3,86 l/giờ ; tốc độ dịng hơi tác nhân phản ứng: 1,3 l/giờ.
- Áp suất hệ thống: 160mmHg.
- Thời gian tạo màng: 45phút –1 giờ
- Tác nhân phản ứng: H2O
Các màng thu được được nghiên cứu bằng các phương pháp sau: XRD, SEM,
phổ truyền qua, phổ phát quang.