B c bay nhi t trong chân không là k thu t t o màng m ng b ng cách bayố ệ ỹ ậ ạ ỏ ằ h i các v t li u c n t o trong môi trơ ậ ệ ầ ạ ường chân không cao và ng ng t trên đư ụ ế (được đ t nóng ho c không đ t nóng). K thu t này đôi khi còn đố ặ ố ỹ ậ ược g i là bayọ h i trong chân không nh ng ít dùng h n.ơ ư ơ
Nguyên lý c a h b c bay nhi t:ủ ệ ố ệ B ph n chính c a các thi t b bay b cộ ậ ủ ế ị ố nhi t là m t bu ng chân không đệ ộ ồ ược hút chân không cao nh các b m chân khôngờ ơ (b m khu ch tán ho c b m phân t ...). Ngơ ế ặ ơ ử ười ta dùng m t thuy n đi n trộ ề ệ ở thường làm b ng các v t li u ch u nhi t và ít tằ ậ ệ ị ệ ương tác v i v t li u, ví d nhớ ậ ệ ụ ư vonfram, b ch kim... đ t nóng ch y các v t li u ngu n, và sau đó ti p t c đ t saoạ ố ả ậ ệ ồ ế ụ ố cho v t li u bay h i đ t.ậ ệ ơ ố
Hình 1.15: S đ nguyên lý h b c bay nhi tơ ồ ệ ố ệ
V t li u bay h i s ng ng đ ng lên các đ đậ ệ ơ ẽ ư ọ ế ược g n vào giá phía trên. Đôiắ khi đ còn đế ược đ t nóng (tùy theo m c đích t o màng tinh th hay vô đ nhố ụ ạ ể ị hình...) đ đi u khi n các quá trình l ng đ ng c a v t li u trên màng. Chi u dàyể ề ể ắ ọ ủ ậ ệ ề c a màng thủ ường được xác đ nh tr c ti p trong quá trình ch t o b ng bi n tị ự ế ế ạ ằ ế ử th ch anh. Khi màng bay h i s bám lên bi n t đ t c nh đ , bi n thiên t n sạ ơ ẽ ế ử ặ ạ ế ế ầ ố dao đ ng c a bi n t s t l v i chi u dày c a màng bám vào bi n t ộ ủ ế ử ẽ ỉ ệ ớ ề ủ ế ử 3 .
1.3.2. Phương pháp g mố
C s c a phơ ở ủ ương pháp g m : Trong môi trố ường ch có khí nit ho c khíỉ ơ ặ agon dưới tác d ng c a nhi t đ cao c a các nguyên t t p ch t có th thay thụ ủ ệ ộ ủ ử ạ ấ ể ế
vào ch c a các nguyên t chính ho c n m l l ng gi a các nút m ng tinh th , vìỗ ủ ử ặ ằ ơ ử ữ ạ ể th mà xung quanh các nguyên t t p ch t này m ng tinh th b bi n d ng ế ử ạ ấ ạ ể ị ế ạ 8 .
Quy trình ch t o:ế ạ
+ S y khô m u trấ ẫ ước khi nghi n m u ề ẫ + Nghi n nh m u b ng c i mã nãoề ỏ ẫ ằ ố
+ Đ a thêm t p ch t (ch t kích ho t) vào ch t c b n dư ạ ấ ấ ạ ấ ơ ả ướ ại d ng b t ho cộ ặ dướ ại d ng dung d ch v i n ng đ xác đ nhị ớ ồ ộ ị
+ S y khô h n h p (g m ch t c b n và ch t kích ho t )ấ ỗ ợ ồ ấ ơ ả ấ ạ
+ Nung s b h n h p lò có kh ng ch nhi t đ trong môi trơ ộ ỗ ợ ở ố ế ệ ộ ường ch cóỉ khí nit ho c khí agon t vài trăm đ đ n vài nghìn đ ơ ặ ừ ộ ế ộ
+ Nghi n nh h n h p thu đề ỏ ỗ ợ ược b ng c i mã não trong ằ ố axeton + Nung thiêu k t h n h p nhi t đ caoế ỗ ợ ở ệ ộ
+ nhi t m u kho ng vài trăm đ đ t o nên c u trúc hoàn h o c aỦ ệ ẫ ả ộ ể ạ ấ ả ủ m ng tinh thạ ể.
Quy trình ch t o các b t phát quang b ng phế ạ ộ ằ ương pháp g m đố ược d n raẫ hình 1.16 sau đây :
ở
Hình 1.16: Quy trình ch t o b t phát quang ế ạ ộ b ng phằ ương pháp g mố
1.3.3. Phương pháp phún x catotạ
C s c a phơ ở ủ ương pháp này là d a vào hi n tự ệ ượng b n phá c a các h t cóắ ủ ạ năng lượng cao vào b m t c a v t r n làm bia (đề ặ ủ ậ ắ ược g n v i catầ ớ ot) làm b t raậ các nguyên t c a v t li u làm bia. Các nguyên t này đử ủ ậ ệ ử ược gia t c trong m tố ộ đi n trệ ường gi a bia và đ (đữ ế ược g n v i anắ ớ ot) bay đ n bám vào đ r i l ngế ế ồ ắ đ ng t o thành màng m ng ọ ạ ỏ 11 .
Các h t thạ ường dùng đ b n phá bia là khí tr nh agon ho c h n h p khíể ắ ơ ư ặ ỗ ợ agon v i khí kích ho t là oxi hay nit . Màng m ng đớ ạ ơ ỏ ược ch tế ạo b ng phằ ương pháp này có ch t lấ ượng r t t t nh : đ s ch, đ đ ng nh t, đ đ nh hấ ố ư ộ ạ ộ ồ ấ ộ ị ướng cao và có th đi u khi n để ề ể ược đ dày c a màng.ộ ủ
Hình 1.17: H t o màng m ng b ng phệ ạ ỏ ằ ương pháp phún x catạ ot 1.3.4. Phương pháp Solgel
C s c a phơ ở ủ ương pháp này là d a vào s l ng đ ng c a các v t li u trongự ự ắ ọ ủ ậ ệ ph n ng hóa h c, thả ứ ọ ường là s l ng đ ng c a các halogenua ho c các mu i h uự ắ ọ ủ ặ ố ữ c c a các h p ch t bán d n ơ ủ ợ ấ ẫ 16 .
Sol là tr ng thái t n t i c a các h t th keo r n bên trong ch t l ng và đạ ồ ạ ủ ạ ể ắ ấ ỏ ể cho các h t r n t n t i tr ng thái n đ nh thì kích thạ ắ ồ ạ ở ạ ổ ị ước h t ph i đ nh đạ ả ủ ỏ ể l c c n cho phân tán ph i l n h n tr ng l c. H keo là các h t th y đự ầ ả ớ ơ ọ ự ệ ạ ấ ược mà không th đi qua màng bán th m, trên th c t có kích thể ấ ự ế ướ ừc t 2 mm đ n 0,2 vàế trong m i h t có kho ng t 10ỗ ạ ả ừ 3 đ n 10ế 9 phân t .ử
Gel là ch t r n l x p có c u t o m ng liên k t 3 chi u bên trong môiấ ắ ỗ ố ấ ạ ạ ế ề trường phân tán ch t l ng và gel đấ ỏ ược hình thành t các h t keo g i là colloideừ ạ ọ gel, còn trong trường h p đợ ượ ạc t o thành t nh ng đ n v hóa h c nh h n cácừ ữ ơ ị ọ ỏ ơ h t colloide thì g i là gel cao phân t . H n n a, vì có t n tạ ọ ử ơ ữ ồ ại ch t l ng bên trongấ ỏ c u t o m ng r n nên hai tấ ạ ạ ắ ướng trong tr ng thái cân b ng nhi t đ ng và lúcở ạ ằ ệ ộ này bên trong ch t l ng không có đấ ỏ ược tính l u đ ng c a mình. Đ i b ph n bênư ộ ủ ạ ộ ậ trong gel là nước nên trong trường h p tợ ướng dung d ch nị ước chi m nhi u ph nế ề ầ nh t thì g i là hydgel hay aquagel và trong trấ ọ ường h p tợ ướng l ng là alcohol thìỏ g i là alcohol gel. Khi đã lo i ph n l n ch t l ng thì g i là gel khô và tùy theoọ ạ ầ ớ ấ ỏ ọ phương pháp s y khô ngấ ười ta chia thành xerogel và aerogel.
S đ t ng quát cho quá trình ch t o v t li u vô c đơ ồ ổ ế ạ ậ ệ ơ ược trình bày trong hình 1.18. đây, các h t keoỞ ạ (sol) n đ nh t ch t d ng h t đã ch n và thông quaổ ị ừ ấ ạ ạ ọ vi c gel hóa sol này bi n tệ ế ướng l ng thành t ch c m ng ba chi u (gelỏ ổ ứ ạ ề ).
Hình 1.18: S đ công đo n SolGelơ ồ ạ