T ỔNG QUAN VỀ VẬ LIỆU NANễ
CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM S Ử DỤNG TRONG LUẬN ÁN
2.1. Phương phỏp chế tạo chấm lượng tử
Phương phỏp chế tạo vật liệu cú thể chia thành hai hướng: phương phỏp vật lý, sử dụng cỏc thiết bị bốc bay bằng chựm điện tử (e-beam evaporation), bằng laser cụng suất cao (laser ablation), bằng lắng đọng pha hơi cỏc hợp chất cơ kim (MOCVD) hay bốc bay chựm phõn tử (MBE) và phương phỏp húa học, sử dụng cỏc phản ứng của tiền chất, phức của tiền chất trong cỏc bỡnh/hệ thống phản ứng hay phương phỏp ăn mũn điện hoỏ. Cỏc phương phỏp vật lý thường yờu cầu thiết bị phức tạp, cần cú sự đầu tư lớn, khụng phự hợp với hoàn cảnh thực tế của một nước đang phỏt triển. Trong khi đú, cỏc phương phỏp hoỏ học với đầu tư trang thiết bị khụng lớn, dễ triển khai, cú thể cho sản phẩm với giỏ thành hạ, thớch hợp trong điều kiện nghiờn cứu khoa học và phỏt triển cụng nghệ ở Việt Nam. Hơn nữa, tổng hợp hoỏ học cho phộp thực hiện được ở mức độ phõn tử để chế tạo vật liệu bỏn dẫn, phổ biến nhất là chế tạo cỏc nanụ tinh thể huyền phự (colloidal). Việc khống chế hỡnh dạng, kớch thước hạt và sự phõn bố kớch thước cú thể được thực hiện ngay trong quỏ trỡnh chế tạo. Do đú, chỳng tụi lựa chọn phương phỏp hoỏ học để chế tạo cỏc chấm lượng tử CuInS2, CuInS2/ZnS. Cỏc chấm lượng tử CuInS2, CuInS2/ZnS được chế tạo bằng phương phỏp gia nhiệt nhanh trong dung mụi hữu cơ cú nhiệt độ sụi cao và phương phỏp thủy nhiệt trong mụi trường nước [4, 5, 7, 67].
Cỏc chấm lượng tử CuInS2, CuInS2/ZnS dạng dung dịch keo cú kớch thước đồng nhất được chế tạo bằng phương phỏp hoỏ học, sử dụng dung mụi nhiệt độ sụi cao và mụi trường nước. Để hỡnh dung rừ hơn quỏ trỡnh mọc mầm và phỏt triển tinh thể thỡ việc nghiờn cứu động học sự hỡnh thành và phỏt triển
cỏc nanụ tinh thể là hết sức cần thiết. Hơn nữa, hiểu rừ động học của quỏ trỡnh hỡnh thành cũn cho phộp xõy dựng những quy trỡnh cụng nghệ để cú thể chế tạo được những vật liệu cú cấu trỳc nanụ/chấm lượng tử bỏn dẫn chất lượng cao. Động học của quỏ trỡnh chế tạo cỏc nanụ tinh thể được chia thành hai giai đoạn: giai đoạn tạo mầm và giai đoạn phỏt triển tinh thể. Mặc dự cỏc quỏ trỡnh tạo mầm và phỏt triển tinh thể là liờn quan mật thiết với nhau, nhưng để đơn giản, hai quỏ trỡnh này được nghiờn cứu riờng biệt [ 2, 68, 73, 84].