Dự thảo Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Hóa học: Tổng hợp và ứng dụng các phức chất có khả năng thăng hoa để chế tạo màng mỏng oxit kim loại bằng phương pháp CVD

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN<br /> <br /> Nguyễn Mạnh Hùng<br /> <br /> TỔNG HỢP VÀ ỨNG DỤNG CÁC PHỨC CHẤT CÓ<br /> KHẢ NĂNG THĂNG HOA ĐỂ CHẾ TẠO MÀNG MỎNG<br /> OXIT KIM LOẠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP CVD<br /> <br /> Chuyên ngành: Hóa vô cơ<br /> Mã số: 62 44 25 01<br /> <br /> DỰ THẢO TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC<br /> <br /> Hà Nội - 2016<br /> <br /> Công trình được hoàn thành tại: Khoa hóa học - Trường Đại<br /> học Khoa học Tự nhiên -Đại học Quốc gia Hà Nội<br /> <br /> Người hướng dẫn khoa học:<br /> 1. GS. TS. Triệu Thị Nguyệt<br /> 2. PGS. TS. Nguyễn Hùng Huy<br /> Phản biện:<br /> Phản biện:<br /> Phản biện:<br /> <br /> Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia<br /> chấm Luận án tiến sĩ họp tại Khoa Hóa học - Trường Đại học<br /> Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội.<br /> vào hồi:<br /> <br /> giờ<br /> <br /> ngày<br /> <br /> tháng năm 20....<br /> <br /> Có thể tìm hiểu Luận án tại:<br /> - Thư viện Quốc gia Việt Nam<br /> - Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội<br /> <br /> MỞ ĐẦU<br /> 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI<br /> Các oxit kim loại có nhiều ứng dụng khác nhau phụ thuộc<br /> vào cấu trúc tinh thể và tính chất của chúng. Trong số các oxit<br /> kim loại, ZnO và Cu2O đã nhận được nhiều sự quan tâm do<br /> chúng phổ biến, rẻ và không có độc tính. Ngoài ra, các oxit kim<br /> loại này có các tính chất quang và điện thích hợp cho nhiều ứng<br /> dụng trong các thiết bị điện. ZnO đã được sử dụng rộng rãi làm<br /> lớp cửa sổ trong các pin mặt trời và các tranzito màng mỏng<br /> truyền qua. Mặc dù có độ rộng vùng cấm lớn hơn giá trị vùng<br /> cấm lý tưởng cho các pin mặt trời, nhưng Cu2O có những ưu<br /> điểm để làm lớp hấp thụ ánh sáng trong các pin mặt trời như có<br /> độ linh động cao, chiều dài khuếch tán hạt tải phụ khá lớn, hệ số<br /> hấp thụ cao trong vùng khả kiến với chi phí sản xuất thấp và<br /> thân thiện với môi trường. Gần đây, các pin mặt trời dựa trên<br /> lớp chuyển tiếp dị thể p-n giữa Cu2O (p) và ZnO (n) đã nhận<br /> được nhiều sự quan tâm do hiệu suất chuyển hóa năng lượng lý<br /> thuyết của pin mặt trời dựa trên Cu2O-ZnO cao (~20%). Tuy<br /> nhiên, hiệu suất thực tế của các pin Cu2O-ZnO đã được chế tạo<br /> mới chỉ đạt khoảng 1% - 2 %. Do đó việc nghiên cứu các<br /> phương pháp và điều kiện lắng đọng màng mỏng ZnO và Cu2O<br /> để nâng cao hiệu suất chuyển hóa năng lượng của pin Cu2OZnO là cần thiết.<br /> Các màng ZnO và Cu2O có thể được lắng đọng bằng nhiều<br /> phương pháp khác nhau như epitaxy chùm phân tử (MEB),<br /> phún xạ , lắng đọng hóa học pha hơi (CVD) và lắng đọng điện<br /> hóa,… Trong số các phương pháp này, CVD là một phương<br /> pháp đáng tin cậy để lắng đọng các kiểu vật liệu khác nhau.<br /> 1<br /> <br /> Trên thế giới CVD là một phương pháp được sử dụng nhiều để<br /> chế tạo các vật liệu cho ngành công nghiệp vi điện tử.<br /> Một trong những ưu điểm của phương pháp CVD là có thể<br /> sử dụng nhiều loại tiền chất khác nhau để tạo màng. Các phức<br /> chất có khả năng thăng hoa tốt như các β-đixetonat kim loại,<br /> các cacboxylat kim loại đã được sử dụng rộng rãi để chế tạo các<br /> màng kim loại và oxit kim loại bằng kỹ thuật CVD.<br /> Với mục đích nghiên cứu chế tạo màng mỏng oxit kim loại<br /> bằng phương pháp CVD từ các tiền chất có khả năng thăng hoa<br /> và khả năng ứng dụng các màng oxit vào thực tế, chúng tôi<br /> chọn đề tài: “Tổng hợp và ứng dụng các phức chất có khả<br /> năng thăng hoa để chế tạo màng mỏng oxit kim loại bằng<br /> phương pháp CVD”<br /> 2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU<br />  Tổng hợp, nghiên cứu tính chất và khả năng thăng hoa<br /> của các phức chất đồng(II) axetylaxetonat, đồng(II)<br /> pivalat, kẽm(II) axetylaxetonat và kẽm(II) pivalat.<br />  Chế tạo màng mỏng Cu2O bằng phương pháp CVD từ<br /> các tiền chất đồng(II) axetylaxetonat và đồng(II) pivalat.<br /> Nghiên cứu cấu trúc, tính chất quang và điện của màng<br /> Cu2O bằng các phương pháp vật lý.<br />  Chế tạo màng mỏng ZnO bằng phương pháp CVD từ các<br /> tiền chất kẽm(II) axetylaxetonat và kẽm(II) pivalat.<br /> Nghiên cứu cấu trúc, tính chất quang và điện của màng<br /> ZnO bằng các phương pháp vật lý.<br />  Chế tạo màng kép Cu2O trên đế ZnO/thủy tinh bằng<br /> phương pháp CVD và nghiên cứu cấu trúc, các tính chất<br /> <br /> 2<br /> <br /> quang và điện của màng Cu2O-ZnO bằng các phương<br /> pháp vật lý.<br />  Thăm dò khả năng ứng dụng màng kép Cu2O-ZnO làm<br /> pin mặt trời và nghiên cứu các đặc tính của pin bằng các<br /> phương pháp vật lý.<br />  Thăm dò khả năng ứng dụng màng ZnO làm cảm biến<br /> khí NO2 và nghiên cứu các đặc tính của cảm biến khí<br /> bằng các phương pháp vật lý.<br /> 3. ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN<br /> Điểm mới 1: Chế tạo được các màng Cu2O, ZnO bằng phương<br /> pháp CVD từ các tiền chất là các phức chất có khả năng thăng<br /> hoa:<br /> <br /> đồng(II)<br /> <br /> axetylaxetonat,<br /> <br /> đồng(II)<br /> <br /> pivalat,<br /> <br /> kẽm(II)<br /> <br /> axetylaxetonat và kẽm(II) pivalat ở nhiệt độ và áp suất tương<br /> đối thấp (P = 125 mmHg).<br /> Điểm mới 2: Chế tạo được màng kép Cu2O/ZnO và nghiên cứu<br /> thăm dò ứng dụng màng kép để chế tạo pin mặt trời.<br /> Điểm mới 3: Nghiên cứu thăm dò ứng dụng màng ZnO để chế<br /> tạo cảm biến khí NO2.<br /> 4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI<br /> a. Ý nghĩa khoa học của đề tài: Kết quả nghiên cứu của luận án<br /> góp phần cho hướng nghiên cứu mới về chế tạo màng mỏng<br /> oxit kim loại bằng phương pháp CVD đi từ các chất đầu là các<br /> phức chất có khả năng thăng hoa.<br /> b. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài: Kết quả nghiên cứu của đề tài là<br /> cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo nhằm chế tạo các vật liệu<br /> màng mỏng Cu2O và ZnO cho các ứng dụng quang điện (pin<br /> mặt trời, cảm biến khí, ...).<br /> 5. CẤU TRÚC CỦA LUẬN ÁN<br /> 3<br /> <br />