3.2. Tính chất quang của vật liệu nano ZnSe
3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ lên tính chất
a) Khảo sát theo tỉ lệ Zn:Se
420 440 460 480 500 520 540
0 5000 10000 15000 20000
C-ờng độ (đvtc)
B-íc sãng (nm)
Tỉ lệ Zn:Se 0.75 : 1 1 : 1 1.25 : 1 1.5 : 1 1.75 : 1
Hình 3.9. Phổ huỳnh quang của ZnSe có tỉ lệ tiền chất Zn:Se thay đổi
0.75 1.00 1.25 1.50 1.75
C-ờng độ huỳnh quang (đvtc)
Tỉ lệ Zn:Se (mol/mol)
Hình 3.9a Cường độ huỳnh quang phụ thuộc theo tỉ lệ Zn:Se
0.75 1.00 1.25 1.50 1.75
462 464 466 468 470 472
B-íc sãng huúnh quang (nm)
Tỉ lệ Zn:Se (mol/mol)
Hình 3.9b Đỉnh huỳnh quang phụ thuộc theo tỉ lệ Zn:Se
Hình 3.9 là cường độ huỳnh quang của ZnSe với các tỉ lệ Zn:Se khác nhau dưới kích thích của laser 355 nm. Các mẫu đều phát huỳnh quang mạnh ánh sáng màu xanh da trời, bước sóng huỳnh quang khoảng 467 nm. Hình 3.9a
và 3.9b là cường độ đỉnh huỳnh quang và sự dịch đỉnh huỳnh quang theo tỉ lệ Zn:Se khác nhau. Kết quả cho thấy đỉnh huỳnh quang dịch chuyển không nhiều, xoay xung quanh 466nm - 468 nm, cường độ huỳnh quang của mẫu có tỉ lệ Zn:Se=1,5:1 cho huỳnh quang tốt hơn cả nên tỉ lệ này sẽ được chọn làm tỉ lệ tối ưu và được sử dụng để tiếp tục khảo sát các điều kiện khác.
b) Khảo sát theo nồng độ mol dung dịch NaOH
420 440 460 480 500 520 540
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000
C-ờng độ (đktc)
B-íc sãng (nm)
NaOH 2M 3M 4M 5M 6M
Hình 3.10. Phổ huỳnh quang của các mẫu ZnSe có nồng độ NaOH thay đổi
2 3 4 5 6
C-ờng độ huỳnh quang (đvtc)
Nồng độ NaOH (M)
Hình 3.10a Cường độ huỳnh quang phụ thuộc theo nồng độ NaOH
2 3 4 5 6
462 464 466 468 470 472
B-íc sãng huúnh quang (nm)
Nồng độ NaOH (M)
Hình 3.10b Đỉnh huỳnh quang phụ thuộc theo nồng độ NaOH
Hình 3.10 là cường độ huỳnh quang của ZnSe với nồng độ NaOH khác nhau dưới kích thích của laser 355 nm. Các mẫu đều phát huỳnh quang mạnh ánh sáng màu xanh da trời, bước sóng huỳnh quang khoảng 467 nm. Hình 3.10a và 3.10b là cường độ đỉnh huỳnh quang và sự dịch đỉnh huỳnh quang theo nồng độ NaoH. Kết quả cho thấy đỉnh huỳnh quang dịch chuyển không nhiều, xoay xung quanh 466 nm - 468 nm, mẫu có nồng độ NaOH 4M cho cường độ huỳnh quang tốt nhất nên nồng độ này sẽ được chọn làm tỉ lệ tối ưu và được sử dụng để tiếp tục khảo sát các điều kiện khác.
c) Khảo sát theo nhiệt độ thủy nhiệt
420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 0
10000 20000 30000 40000 50000 60000
C-êng ®é (®vtc)
B-íc sãng (nm)
Nhiệt độ 1500C 1700C 1900C
Hình 3.11. Phổ huỳnh quang của các mẫu ZnSe có nhiệt độ thủy nhiệt thay đổi
Hình 3.11 Phổ huỳnh quang của các mẫu ZnSe có nhiệt độ thủy nhiệt thay đổi dưới kích thích của laser 355 nm. Các mẫu chế tạo tại các nhiệt độ thủy nhiệt khác nhau đều phát huỳnh quang ánh sáng màu xanh da trời tại bước sóng cỡ 466nm - 468 nm, đỉnh huỳnh quang dịch về phía bước sóng lớn hơn khi nhiệt độ thủy nhiệt tăng dần.
Về cường độ phát huỳnh quang (Hình 3.11a): mẫu 1500C và mẫu 1700C có cường độ huỳnh quang tương tự nhau, điều này có thể hiểu được vì chúng có kích thước và độ đồng đều tương tự nhau (kết quả ảnh SEM). Tuy có kích
thước khá lớn và không đồng đều nhưng mẫu 1900C lại có cường độ huỳnh quang tốt nhất nên 1900C được chọn là điều kiện tối ưu, được giữ lại để khảo sát các điều kiện khác.
150 160 170 180 190
10000 20000 30000 40000 50000 60000
PL intensity (nm)
Temperature (0C)
Hình 3.11a Cường độ huỳnh quang theo nhiệt độ
150 160 170 180 190
462 464 466 468 470 472
PL wavelength (nm)
Temperature (0C)
Hình 3.11b Đỉnh huỳnh quang theo nhiệt độ
d) Khảo sát theo thời gian thủy nhiệt
420 440 460 480 500 520 540
0 20000 40000 60000 80000 100000 120000
C-ờng độ (đvtc)
B-íc sãng (nm)
Thêi gian 5h 10h 15h 20h 25h 30h
Hình 3.12. Phổ huỳnh quang của các mẫu ZnSe có thời gian thủy nhiệt khác nhau
5 10 15 20 25 30
C-êng ®é huúnh quang (®vtc)
Thêi gian (giê)
Hình 3.12a Cường độ huỳnh quang theo thời gian thủy nhiệt
5 10 15 20 25 30
462 464 466 468 470 472 474
B-íc sãng huúnh quang (nm)
Thêi gian (giê)
Hình 3.12b Đỉnh huỳnh quang theo thời gian thủy nhiệt
Các mẫu đều phát huỳnh quang ánh sáng màu xanh da trời tại bước sóng cỡ 466 nm - 470 nm, đỉnh huỳnh quang dịch về phía bước sóng lớn hơn khi thời gian thủy nhiệt tăng dần (hình 3.12b).
Về cường độ phát huỳnh quang: Ban đầu, khi thời gian phản ứng tăng dần từ 5h tới 20h, cường độ huỳnh quang tăng nhanh. Với mẫu thủy nhiệt trong 25h, cường độ huỳnh quang gần như không thay đổi. Tuy nhiên mẫu thủy nhiệt trong 30h, cường độ huỳnh quang tăng vọt. Có thể do ảnh hưởng của kích thước hạt lớn của mẫu (kết quả từ ảnh SEM). Mặc dù huỳnh quang tốt nhưng kích thước hạt vượt qua kích thước nano mét, không phù hợp với mục đích của thí nghiệm nên mẫu 20h có kích thước và chất lượng quang tốt sẽ được chọn và thời gian thủy nhiệt 20h được chọn là điều kiện tối ưu của thí nghiệm khảo sát này.