Luận án Tiến sỹ Vật lý: Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của nano tinh thể lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> <br /> VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC<br /> VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM<br /> <br /> HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ<br /> ----------------------------<br /> <br /> NGUYỄN XUÂN CA<br /> <br /> CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA NANO<br /> TINH THỂ LÕI/VỎ LOẠI II CdS/ZnSe<br /> <br /> LUẬN ÁN TIẾN SỸ VẬT LÝ<br /> <br /> HÀ NỘI – 2016<br /> i<br /> <br /> VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM<br /> HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ<br /> ……..….***…………<br /> <br /> NGUYỄN XUÂN CA<br /> <br /> CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA NANO<br /> TINH THỂ LÕI/VỎ LOẠI II CdS/ZnSe<br /> <br /> LUẬN ÁN TIẾN SỸ VẬT LÝ<br /> Chuyên ngành: Vật lý chất rắn<br /> Mã số: 62.44.01.04<br /> <br /> Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:<br /> 1. PGS.TS Vũ Thị Kim Liên<br /> 2. PGS.TS Nguyễn Xuân Nghĩa<br /> <br /> Hà Nội – 2016<br /> i<br /> <br /> LỜI CAM ĐOAN<br /> <br /> Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dƣới sự hƣớng<br /> dẫn của PGS. TS. Vũ Thị Kim Liên và PGS. TS. Nguyễn Xuân Nghĩa. Các số liệu, kết<br /> quả nêu trong luận án là trung thực và chƣa đƣợc công bố trong các công trình khác.<br /> NGHIÊN CỨU SINH<br /> <br /> Nguyễn Xuân Ca<br /> <br /> i<br /> <br /> LỜI CẢM ƠN<br /> Trƣớc tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS. TS. Vũ Thị Kim Liên và<br /> PGS. TS. Nguyễn Xuân Nghĩa. Các thầy đã luôn định hƣớng kịp thời và tạo điều kiện<br /> thuận lợi nhất để tôi có thể hoàn thành đề tài nghiên cứu này.<br /> Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Phan Thế Long, khoa Vật Lý, Đại học Hankuk,<br /> Hàn Quốc ngƣời đi trƣớc tôi trong lĩnh vực nghiên cứu, đã giúp đỡ và có nhiều trao<br /> đổi khoa học có giá trị trong quá trình tôi thực hiện luận án.<br /> Đồng thời, xin gửi lời cảm ơn đến TS. Nguyễn Quý Báu, Đại học quốc gia<br /> Singapore và TS Trần Thị Kim Chi, viện Khoa học Vật Liệu đã giúp tôi trong việc<br /> thực hiện các phép đo phức tạp và chuyên sâu.<br /> Tôi xin chân thành cảm ơn các thành viên trong nhóm nghiên cứu: TS Nguyễn Thị<br /> Luyến, ThS Nguyễn Thị Lan Hƣơng, ThS Mai Hồng Sim và ThS Nguyễn Trung Kiên đã<br /> giúp đỡ, động viên tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện luận án.<br /> Tôi xin chân thành cảm ơn Phòng đào tạo - Viện Vật lý, Phòng đào tạo học viện<br /> Khoa học và Công nghệ và Phòng thí nghiệm trọng điểm -Viện Khoa học Vật liệu - viện<br /> Hàn Lâm Khoa học và Công Nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi về thủ tục hành<br /> chính và cơ sở vật chất giúp tôi có thể hoàn thành luận án này.<br /> Tôi xin chân thành cảm ơn trƣờng Đại học Khoa học – Đại học Thái Nguyên,<br /> Khoa Vật lý và Công nghệ trƣờng Đại học Khoa học nơi tôi đang công tác đã tạo điều<br /> kiện cho tôi về thời gian và công việc tại cơ quan, tạo thuận lợi để tôi thực hiện luận án<br /> này.<br /> Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình mình, bố mẹ, anh chị em những ngƣời thân<br /> yêu nhất luôn động viên và tin tƣởng để tôi thực hiện đề tài nghiên cứu này.<br /> <br /> ii<br /> <br /> MỤC LỤC<br /> LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................. i<br /> LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................... ii<br /> MỤC LỤC ....................................................................................................................... iii<br /> DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ...................................................... vi<br /> DANH MỤC ĐỒ THỊ VÀ HÌNH ................................................................................. viii<br /> MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 1<br /> CHƢƠNG 1 ...................................................................................................................... 5<br /> 1.1. Giới thiệu về các nano tinh thể lõi/vỏ loại II ........................................................ 5<br /> 1.2. Công nghệ chế tạo các nano tinh thể lõi/vỏ loại II ................................................ 7<br /> 1.2.1. Kích thƣớc và phân bố kích thƣớc của nano tinh thể lõi ........................................ 7<br /> 1.2.1.1. Ảnh hưởng của nồng độ ligand ........................................................................... 9<br /> 1.2.1.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ các tiền chất ...................................................................... 10<br /> 1.2.1.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng .................................................................... 12<br /> 1.2.2. Chế tạo các nano tinh thể lõi/vỏ loại II................................................................. 13<br /> 1.2.2.1. Lựa chọn vật liệu ............................................................................................... 13<br /> 1.2.2.2. Ảnh hưởng của kích thước lõi và độ dày lớp vỏ đến chế độ phân bố hạt tải .... 15<br /> 1.2.3. Chế tạo các nano tinh thể lõi/vỏ loại II................................................................. 16<br /> 1.3.Tính chất quang của các nano tinh thể lõi/vỏ loại II ........................................... 18<br /> 1.3.1. Ảnh hƣởng của kích thƣớc lõi và chiều dày vỏ .................................................... 18<br /> 1.3.2. Hiệu suất lƣợng tử của các nano tinh thể lõi/vỏ loại II ........................................ 20<br /> 1.3.3. Ứng suất và sự khuếch tán của các ion tạo nên lớp đệm hợp kim trong các<br /> nano tinh thể lõi/vỏ ............................................................................................ 22<br /> 1.3.4. Ảnh hƣởng của độ dày lớp vỏ và nhiệt độ lên phổ Raman của cấu trúc nano<br /> lõi/vỏ .................................................................................................................. 24<br /> 1.3.4.1. Ảnh hưởng của độ dày lớp vỏ ........................................................................... 24<br /> 1.3.4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ.................................................................................... 27<br /> 1.3.5. Ảnh hƣởng của nhiệt độ mẫu đến tính chất huỳnh quang .................................... 28<br /> 1.3.6. Các dấu hiệu nhận biết đặc trƣng phát xạ loại II .................................................. 32<br /> 1.3.6.1. Sự dịch đỏ mạnh của phổ huỳnh quang và chân phổ hấp thụ được nâng lên<br /> phía năng lượng thấp ........................................................................................ 32<br /> 1.3.6.2. Thời gian sống huỳnh quang tăng ..................................................................... 33<br /> 1.3.6.3. Đỉnh phổ huỳnh quang dịch về phía năng lượng cao khi tăng công suất kích<br /> thích ................................................................................................................... 34<br /> KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 ............................................................................................... 37<br /> CHƢƠNG 2 .................................................................................................................... 38<br /> 2.1. Chế tạo các nano tinh thể lõi CdS và nano tinh thể lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe<br /> bằng phƣơng pháp hóa ƣớt ............................................................................ 38<br /> 2.1.1. Hóa chất và thiết bị ............................................................................................... 38<br /> iii<br /> <br />