b) Phương phỏp B:
2.1.2.Phương phỏp tạo lớp vỏ ZnS để cú cỏc hạt CdSe/ZnS với cấu trỳc lừi/vỏ
Sau khi đó cú cỏc hạt nanụ tinh thể CdSe, chỳng sẽ được bọc thờm một lớp vỏ của chất bỏn dẫn cú độ rộng vựng cấm lớn hơn, vớ dụ là ZnS, để bảo toàn tớnh chất phỏt xạ nội tại của chỳng. Để làm được điều này, chỳng tụi đó sử dụng cỏc dung dịch chứa cỏc ion Zn2+ và S2-, để tạo ra ZnS. Để tạo ra lớp vỏ bọc cỏc chấm lượng tử CdSe, đầu tiờn cần biết khỏ rừ kớch thước của cỏc chấm lượng tử này. Việc ứơc lượng kớch thước của chỳng được tiến hành qua cỏc phộp đo ảnh kớnh hiển vi điện tử truyền qua (ảnh TEM), phổ hấp thụ (qua độ dịch blue so với độ rộng vựng cấm của chất bỏn dẫn khối cựng thành phần và ở cựng nhiệt độ) và phộp đo phổ tỏn xạ micro - Raman. Tiếp đến, tỷ lệ mole giữa ZnS và CdSe cần thiết để tạo lớp vỏ với chiều dầy mong muốn sẽ được tớnh toỏn, theo tỷ lệ thể tớch giữa lừi CdSe và lớp vỏ ZnS với giả thiết cả lớp lừi và lớp vỏ đều là hỡnh cầu, thụng qua cỏc hằng số mạng của vật liệu khối CdSe và ZnS (aCdSe = 4,29 Å và aZnS = 3,82 Å) [8, 13]. Dựa theo cụng bố theo tài liệu tham khảo nước ngũai [13], đối với cỏc hạt nanụ tinh thể CdSe cú kớch thước ~ 4 nm, hiệu suất huỳnh quang của lớp lừi CdSe đạt giỏ trị cao nhất ~ 66 % khi được bọc bởi lớp vỏ ZnS cú chiều dày 1,6 đơn lớp. Để tạo được lớp vỏ ZnS với chiều dày ~ 1,6 lớp bao quanh lừi CdSe (đường kớnh ~ 4 nm), ta cần dựng một lượng muối Zn (CH3COO)2. 2H2O và C2H5NS thớch hợp với lớp lừi này, sau đú chỳng cựng được hoà tan trong một thể tớch chất TOP, trong điều kiện cú gia nhiệt khoảng 70 oC - 80 oC, ta được dung dịch 1.
Tiếp đú, trộn một lượng được tớnh dung dịch cú chứa cỏc hạt nanụ tinh thể CdSe đó được tớnh sẵn và đựoc tổng hợp ở trờn với một lượng thể tớch thớch hợp của TOPO và HDA. Hỗn hợp này được đun ở 220 oC, ta được dung dịch 2.
Đổ nhanh dung dịch 1 vào dung dịch 2, khuấy trộn mạnh và giữ ổn định nhiệt ở 220 oC với thời gian thực hiện phản ứng thay đổi 1 phỳt, 5 phỳt, 10 phỳt và 25 phỳt. Tất cả cỏc phản ứng trờn được thực hiện trong bỡnh kớn cú xục khớ N2 để đuổi hơi nước và hạn chế ảnh hưởng của oxy. Để ổn định được dung dịch chứa cỏc hạt nanụ tinh thể CdSe/ZnS phõn tỏn trong HDA + TOPO + TOP sau khi đó được tạo thành, chỳng ta cú thể dựng một lượng dung mụi của cỏc chất hữu cơ như:
toluene, n - hexane, heptane hoặc dichloromethane, để đưa vào hỗn hợp dung dịch chấm lượng tử, trờn để ngăn tỏch cỏc chấm lượng tử khỏi khỏi dớnh vào nhau và làm giảm bớt sự đúng rắn của TOPO sau khi làm lạnh tới nhiệt độ phũng [13].
Mụ hỡnh chế tạo cỏc hạt nano tinh thể CdSe/ZnS với cấu trỳc lừi/vỏ chứa trong hỗn hợp HDA + TOPO + TOP được trỡnh bầy trờn hỡnh 2.3.
Sơ đồ chế tạo cỏc hạt nanụ tinh thể CdSe/ZnS trong hỗn hợp HDA + TOPO + TOP được trỡnh bầy trờn hỡnh 2.4.
Dung dịch chứa cỏc nanụ tinh thể CdSe
Zn (CH3COO)2. 2H2O + C2H5NS
Hoà tan tro
ng TOP Cú xục khớ N2 , và nhiệt độ Hỗn hợp TOPO + HDA (220 oC) (N2, nhiệt độ 3000 C) Dung dịch chứa nanụ tinh thể CdSe/ZnS
Khuấy trộn
mạnh
Hỡnh 2.3. Sơ đồ chế tạo cỏc hạt nanụ tinh thể CdSe/ZnS trong hỗn hợp HDA + TOPO + TOP.
Hỡnh 2.4. Sơ đồ chế tạo cỏc hạt nanụ tinh thể CdSe/ZnS trong hỗn hợp HDA + TOPO + TOP.