
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
NGUYỄN THỊ THẢO
NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG CẤU TRÚC
NANO XỐP ZnO
LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ
Hà Nội - 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
NGUYỄN THỊ THẢO
NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG CẤU TRÚC
NANO XỐP ZnO
Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và vật lý toán
Mã số: 62440103
LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TS. Vũ Ngọc Tước
Hà Nội - 2017

i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, được thực hiện dưới
sự hướng dẫn của PGS. TS. Vũ Ngọc Tước. Các kết quả nêu trong luận án là trung thực và
chưa từng được ai khác công bố.
Hà Nội, ngày tháng năm
Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận án
PGS. TS. Vũ Ngọc Tước Nguyễn Thị Thảo

ii
LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tôi xin tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới người thầy của tôi - PGS.TS. Vũ Ngọc
Tước. Trong quá trình làm việc thực hiện luận án, tôi đã nhận được sự hướng dẫn tận tình
của Thầy. Thầy đã động viên, khích lệ tôi vượt qua khó khăn trong công việc, cũng như đặt
ra các vấn đề nghiên cứu có tính thời sự cao và tạo hứng khởi trong nghiên cứu để tôi theo
đuổi đề tài luận án.
Tiếp theo tôi xin cảm ơn sự chân thành giúp đỡ, đóng góp ý kiến về mặt khoa học
cũng như sự động viên tinh thần, tạo mọi điều kiện thuận lợi của các đồng nghiệp, các
Thầy cô trong viện Vật lý kỹ thuật và Viện đào tạo sau đại học, Trường Đại học Bách Khoa
Hà Nội và cơ quan chủ quản của tôi Trường Đại học Hồng Đức.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn sự động viên, tạo điều kiện tốt nhất của Gia đình tôi, đặc
biệt là bố mẹ, chồng và các con tôi để tôi có thể tập trung nghiên cứu và hoàn thành luận
án này.
Hà Nội, ngày tháng năm
Tác giả luận án
Nguyễn Thị Thảo

iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................................ ii
MỤC LỤC ............................................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ........................................................... vi
DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG ......................................................................................... ix
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ ................................................................................ x
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................ xiv
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU VÀ CÁC CẤU TRÚC NANO BÁN DẪN
THẤP CHIỀU ....................................................................................................................... 1
1.1. Tổng quan về vật liệu và cấu trúc nano bán dẫn thấp chiều ....................................... 2
1.1.1. Định nghĩa vật liệu nano ...................................................................................... 2
1.1.2. Phân loại vật liệu nano ......................................................................................... 3
1.1.3. Chế tạo vật liệu nano ............................................................................................ 6
1.2. Tổng quan về các vật liệu nghiên cứu ...................................................................... 12
1.2.1. Sơ lược về vật liệu bán dẫn ................................................................................ 12
1.2.2. Phân loại vật liệu bán dẫn theo cấu trúc nguyên tử ............................................ 13
1.2.3. Vật liệu ôxit kẽm (ZnO) ..................................................................................... 13
1.2.3.1. Đặc điểm cấu trúc và các thuộc tính: .......................................................... 14
1.2.3.2. Ứng dụng tiềm năng ................................................................................... 18
1.3. Cấu trúc nano xốp ..................................................................................................... 23
1.3.1. Phân loại nano xốp ............................................................................................. 23
1.3.2. Zeolite - Nano xốp vô cơ .................................................................................... 26
1.3.3. Khung kim loại hữu cơ - MOF ........................................................................... 27
1.3.4. Siêu vật liệu ........................................................................................................ 28
1.3.5. Các tinh thể Fullerite .......................................................................................... 31
1.3.6. Các khoáng sét nanoclay .................................................................................... 32
1.4. Kết luận ..................................................................................................................... 34
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHIẾM HÀM MẬT ĐỘ VÀ GẦN ĐÚNG LIÊN KẾT
CHẶT DỰA TRÊN DFT ..................................................................................................... 35
2.1. Phương trình Schrödinger độc lập thời gian ............................................................ 35
2.2. Gần đúng Born-Oppenheimer ................................................................................... 36
2.3. Lý thuyết phiếm hàm mật độ DFT ............................................................................ 38