Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Chế tạo màng nano kim loại quý và tìm hiểu khả năng ứng dụng

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:76

Thêm vào BST

Báo xấu

104
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong luận văn, tác giả sử dụng polyol là ethylene glycol để khử muối H2PtCl6 tạo màng Pt trên đế silic. Màng sau khi tạo thành được xử lý nhiệt để phân hủy hết các thành phần hữu cơ còn sót lại đồng thời tăng cường độ bám dính lên đế. Các đặc tính cấu trúc, hình thái và tính chất được nghiên cứu một cách cụ thể và chi tiết. Cuối cùng màng được thử nghiệm trong chế tạo cảm biến sinh học thông qua nghiên cứu khả năng chức năng hóa bề mặt và khả năng đính kết với một số phân tử sinh học.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Chế tạo màng nano kim loại quý và tìm hiểu khả năng ứng dụng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  Trịnh Xuân Sỹ CHẾ TẠO MÀNG NANO KIM LOẠI QUÝ VÀ TÌM HIỂU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội, Năm 2014
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  Trịnh Xuân Sỹ CHẾ TẠO MÀNG NANO KIM LOẠI QUÝ VÀ TÌM HIỂU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG Chuyên ngành: Vật lý chất rắn Mã số: 60440104 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Nguyễn Hoàng Hải
Hà Nội, Năm 2014
LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất PGS.TS. Nguyễn Hoàng Hải, người đã đã tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành luận văn này. Xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến anh Lưu Mạnh Quỳnh đã đóng góp những ý kiến quý báu trong suốt quá trình thí nghiệm và hoàn thiện luận văn. Em cũng gửi lời cảm ơn chân thành tới các Thầy, Cô, các anh chị và các bạn học viên thuộc Bộ môn Vật lý Chất rắn, Trung tâm Khoa học Vật liệu, khoa Vật lý của Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội đã hỗ trợ, tạo điều kiện và đóng góp ý kiến quý báu về kết quả của luận văn. Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới bạn bè và những người thân trong gia đình đã luôn động viên, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập cũng như hoàn thành luận văn. Hà Nội, tháng 12 năm 2014 Học viên Trịnh Xuân Sỹ
MỤC LỤC
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT CVD (chemical vapor deposition) Lắng đọng pha hơi hóa học XRD (XRay Diffraction ) Nhiễu xạ tia X SEM (Scanning Electron Kính hiển vi điện tử quét Microscope) EDX hoặc EDS (Energydispersive Phổ tán sắc năng lượng tia X Xray spectroscopy) AFM (Atomic force microscopy) Kính hiển vi lực nguyên tử FTIR (Fourier transform infrared Quang phổ hồng ngoại chuyển đổi spectroscopy) Fourier SAM (selfassembled monolayer) Đơn lớp tự sắp xếp 4ATP 4Aminothiophenol 1Ethyl3(3dimethylaminopropyl) EDC ethylcarbodiimide PBS Phosphatebuffered saline EG Ethylene glycol GA Glycolaldehyde
DANH MỤC HÌNH VẼ Tên hình vẽ Trang Hình 1.1. Một số phương pháp chế tạo màng mỏng 8 Hình 1.2. Sơ đồ hệ bốc bay nhiệt 9 Hình 1.3. Sơ đồ hệ bốc bay chùm điện tử 10 Hình 1.4. Sơ đồ hệ phún xạ 11 Hình 1.5. Sơ đồ phương pháp CVD 13 Hình 1.6. Sơ đồ phương pháp mạ điện 14 Hình 1.7. Các bộ phận chính của một cảm biến sinh học 20 Hình 1.8. Mô hình màng sau khi được chức năng hóa 24 Hình 2.1. Sơ đồ chế tạo màng Pt bằng phương pháp khử polyol 29 Hình 2.2. Nhiễu xạ tia X 31 Hình 2.3. Thiết bị kính hiển vi điện tử quét Jeol 5410 LV tại Trung 33 tâm Khoa học Vật liệu Hình 2.4. Mô hình đo kính hiển vi lực nguyên tử 35
Tên hình vẽ Trang Hình 2.5. Sơ đồ hệ đo biên dạng đầu dò hình kim 36 Hình 3.1. Giản đồ nhiễu xạ màng Pt trước khi ủ nhiệt 40 Hình 3.2. Giản đồ nhiệt xạ của màng Pt khi nung ở các nhiệt độ 41 khác nhau Hình 3.3. Phổ EDX của mẫu trước khi nung 43 Hình 3.4. Phổ EDX của mẫu nung ở 450°C 43 Hình 3.5. Ảnh SEM màng Pt chế tạo ở 140°C trước khi nung 44 Hình 3.6. Ảnh SEM màng Pt chế tạo ở 140°C sau khi nung ở 44 450°C. (a) cấu trúc màng, (b) các đám hạt Hình 3.7. Ảnh SEM mẫu chế tạo ở 160°C 46 Hình 3.8. Ảnh AFM của mẫu chế tạo ở 140°C sau khi nung 46 Hình 3.9. Kết quả đo độ dày màng bằng AlphaStep 47 Hình 3.10. Phổ FTIR (a) 4ATP trên đế Silic (b) màng Pt sau khi 49 được chức năng hóa bằng 4ATP Hình 3.11. Hình ảnh mô tả màng Pt sau khi được chức năng hóa 50 Hình 3.12. Phổ Raman của màng Pt và màng Pt sau khi chức năng 51 hóa bằng 4ATP
Tên hình vẽ Trang Hình 3.13. Phổ FTIR của màng Pt gắn kết enzyme 53 Hình 3.14. Phổ FTIR của màng Pt gắn axit citric ở thang đo (a) 500 55 – 4000 cm1 (b) 1200 – 2200 cm1
DANH MỤC BẢNG BIỂU Tên Bảng Trang Bảng 2.1. Danh sách các hóa chất sử dụng 29 Bảng 3.1. Các kết quả tính kích thước hạt theo các đỉnh nhiễu xạ 40 Bảng 3.2. Kết quả các kích thước của hạt ở nhiệt độ 300°C. 41 Bảng 3.3. Kết quả các kích thước của hạt ở nhiệt độ 450°C. 42 Bảng 3.4. Vị trí các mode dao động của 4ATP nguyên chất và 50 màng Pt đã được chức năng hóa Bảng 3.5. Vị trí đỉnh Raman của 4ATP nguyên chất và màng Pt 52 sau khi được chức năng hóa bằng 4ATP
MỞ ĐẦU Hiện nay, lắng đọng màng kim loại vẫn đang là một chủ đề quan trọng, thu hút được nhiều sự quan tâm từ cả trong và ngoài nước. Bên cạnh các kỹ thuật lắng đọng thông thường, các phương pháp tiếp cận mới liên tục được tìm hiểu và nghiên cứu, đã không những giải quyết được nhiều khó khăn trước đây mà còn tác động mạnh lên khả năng ứng dụng của màng kim loại trong thực tiễn. Một trong số những phương pháp mới gây được sự chú ý gần đây là phương pháp lắng đọng màng kim loại sử dụng phản ứng khử muối. Chúng ta biết rằng các phản ứng hóa học khử muối có thể tạo ra kim loại nguyên chất ở nhiệt độ thấp. Vì vậy chúng đã được ứng dụng rộng rãi để chế tạo các hạt nano kim loại [26, 40, 47] nhưng lại rất hiếm khi được sử dụng trong việc lắng đọng màng do hiện tượng các mầm kim loại thường hình thành và lớn lên trong lòng chất lỏng và tạo thành hạt kim loại thay vì thành màng. Tuy nhiên nếu kiểm soát sao cho mầm kim loại hình thành và phát triển trên bề mặt chất nền thì có thể thu được màng kim loại với chất lượng tốt ở nhiệt độ thấp. Platin là một kim loại quý, có nhiều ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực khác nhau. Pt có tính trơ, rất ít bị ăn mòn, dẫn điện tốt và khả năng xúc tác hiệu quả trong nhiều phản ứng hóa học, nên thường được sử dụng trong các hệ thống chuyển đổi năng lượng như pin năng lượng mặt trời [41, 50, 56, 59, 65], tế bào nhiên liệu (fuel cells) [3, 7, 19, 53, 57] và cả trong cảm biến sinh học [3, 35, 38]. Trong nhiều ứng dụng, Pt thường dùng dưới dạng màng. Màng Pt có thể được lắng đọng bằng nhiều phương pháp hóa lý khác nhau. Nó có thể được chế tạo từ kim loại Pt nguyên chất sử dụng phương pháp phún xạ magnetron [39, 57], lắng đọng pha hơi hóa học [32, 49, 56] bốc bay chùm điện tử hay bốc bay nhiệt. Nó cũng có thể chế tạo từ dung dịch muối Pt hay axit chloroplatinic sử dụng phương pháp lắng đọng điện hóa [12, 61] hoặc mạ hóa học [14, 15, 31, 72]. Mỗi 12
phương pháp này đều có những giới hạn và nhược điểm riêng. Chẳng hạn, phún xạ magnetron và bốc bay chùm điện tử yêu cầu chân không và năng lượng cao, làm tăng đáng kể chi phí chế tạo. Lắng đọng điện hóa thì cần đế có độ dẫn tốt và độ ổn định cao trong dung dịch điện giải, trong khi đó lắng mạ hóa học lại cần một lớp kim loại hoạt động trên bề mặt của chất nền. Trong thời gian gần đây, phương pháp khử polyol muối Pt bắt đầu được sử dụng rộng rãi để lắng đọng màng Pt. Đây là phương pháp đơn giản chỉ sử dụng các phản ứng hóa học thuần túy nên chi phí rẻ, không yêu cầu các thiết bị phức tạp hay môi trường chế tạo đặc biệt, mà vẫn thu được màng kim loại có chất lượng tốt, thích hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau. Trước đó, phương pháp polyol chủ yếu dùng để chế tạo các hạt nano kim loại [10, 60, 63], rất ít nghiên cứu trong việc chế tạo màng. Kurihara và các đồng sự đã có một báo cáo ngắn gọn về lắng đọng màng kim loại bao gồm Co, Ni, Rh, Re,W, Pt, và Au trên nền các đế không dẫn khác nhau như pyrex, kapton, teflon, sợi graphit, sợi cacbon, bằng cách nhúng các đế này vào trong hỗn hợp dung dịch phản ứng của muối kim loại [44]. Màng sau khi chế tạo có cấu trúc nano với kích thước tinh thể trung bình khoảng 10 nm. Hiện nay, đã có nhiều công trình trình sử dụng phương pháp khử polyol để lắng đọng màng Pt như một phương pháp đơn giản và tiết kiệm [41, 65, 66]. Tuy nhiên đa số các nghiên cứu này đều chỉ tập trung ứng dụng vào pin mặt trời, gần như chưa có một báo cáo nào thử nghiệm ứng dụng trong những lĩnh vực khác, đặc biệt là lĩnh vực sinh học. Vì vậy nhằm mục đích tìm hiểu, chúng tôi tiến hành nghiên cứu các tính chất của màng Pt được chế tạo bằng phương pháp polyol trên đế silic đồng thời thử nghiệm ứng dụng trong chế tạo cảm biến sinh học với tên đề tài của luận văn là: “Chế tạo màng nano kim loại quý và tìm hiểu khả năng ứng dụng” 13
Trong luận văn, chúng tôi sử dụng polyol là ethylene glycol để khử muối H2PtCl6 tạo màng Pt trên đế silic. Màng sau khi tạo thành được xử lý nhiệt để phân hủy hết các thành phần hữu cơ còn sót lại đồng thời tăng cường độ bám dính lên đế. Các đặc tính cấu trúc, hình thái và tính chất được nghiên cứu một cách cụ thể và chi tiết. Cuối cùng màng được thử nghiệm trong chế tạo cảm biến sinh học thông qua nghiên cứu khả năng chức năng hóa bề mặt và khả năng đính kết với một số phân tử sinh học. Như vậy mục tiêu chính của luận văn được đặt ra: Chế tạo màng nano Pt bằng phương pháp khử polyol Nghiên cứu cấu trúc, hình thái bề mặt và tính chất của màng được tạo thành Thử nghiệm khả năng ứng dụng trong chế tạo cảm biến sinh học Luận văn được chia làm các 3 phần:  Chương I: Tổng quan các phương pháp chế tạo màng Pt, tính chất của Pt và giới thiệu về cảm biến sinh học  Chương II: Thực nghiệm – Quy trình chế tạo màng Pt, chức năng hóa bề mặt màng và đính kết với một số phân tử sinh học  Chương III: Kết quả và thảo luận 14
Chương 1: TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu về Platin Platin hay còn gọi là bạch kim là một nguyên tố hóa học, ký hiệu Pt có số nguyên tử 78 trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Platin là một kim loại chuyển tiếp quý hiếm. Mặc dù nó có sáu đồng vị tự nhiên, những platin vẫn là một trong những nguyên tố hiếm nhất trong lớp vỏ Trái Đất với mật độ phân bố trung bình khoảng 0,005 mg/kg. Platin thường được tìm thấy ở một số quặng niken và đồng, chủ yếu là ở Nam Phi chiếm 80% tổng sản lượng trên toàn thế giới. Platin thường được sử dụng trong làm chất xúc tác, trang thiết bị phòng thí nghiệm, thiết bị điện báo, các điện cực, nhiệt kế điện trở, thiết bị nha khoa, và đồ trang sức. 1.1.1. Tính chất vật lý Platin là nguyên tố thuộc chu kỳ VI, nhóm VIII B, có cấu hình electron là [Xe]4f145d96s1. Khối lượng mol là 195 g/mol, có mạng lưới tinh thể lập phương tâm mặt. Nhiệt độ nóng chảy của platin khoảng 1768°C, nhiệt độ sôi cỡ 3825°C. Platin có màu trắng bạc, sáng bóng, là một trong những kim loại dẻo dai nhất, dễ kéo sợi và dễ dát mỏng: 1g Pt có thể kéo thành sợi với chiều dài 5km và có thể dát mỏng platin tới độ dày cỡ micromet [2]. Platin ít bị mài mòn nên rất thích hợp để làm đồ trang sức mỹ nghệ. Kim loại này khó bị ăn mòn, chịu được nhiệt độ cao và có tính dẫn điện ổn định cho nên được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp [17]. Tuy nhiên platin có thể bị ăn mòn bởi các halogen, xianua, lưu huỳnh và dung dịch kiềm ăn da. Platin rất dễ hấp thụ hydro và oxy, ứng dụng là vật liệu xúc tác trong các phản ứng hóa học. 15
1.1.2. Tính chất hóa học Trạng thái oxi hóa phổ biến của platin là +2 và +4. Trạng thái +1 và +3 ít phổ biến hơn và thường ổn định nhờ liên kết kim loại trong dạng lưỡng kim (hoặc đa kim). Platin là kim loại kém hoạt động nhất. Ở điều kiện thường, platin không bị gỉ trong không khí, rất bền với oxi ngay cả khi nhiệt độ cao. Tuy nhiên, platin tác dụng với khí clo khi đun nóng và tác dụng chậm với brom lỏng ở nhiệt độ thường. Platin không hòa tan trong axit clohidric và axit nitric, nhưng tan trong nước cường toan để tạo thành axit hexachloroplatinic H2PtCl6 theo phương trình phản ứng [22]: Pt + 4HNO3 + 6HCl → H2PtCl6 + 4NO2 + 4H2O (1.1) Platin cũng có thể tan được trong axit HCl bão hòa Cl2 Pt + 2HCl (đặc, nóng) + 2Cl2 → H2[PtCl6] (1.2) Platin tác dụng với kiềm nóng chảy khi có mặt oxi hay chất oxi hóa khác. Bởi vậy không được nấu chảy kiềm hay nung hỗn hợp chứa kiềm trong chén hay bát làm bằng platin mà dùng chén hay bát bằng sắt niken hoặc bạc. Một điểm đáng chú ý nữa là không được nung nóng các chén bát platin ở vùng giữa ngọn lửa vì ở đó cacbon tác dụng với platin tạo thành cacbua. 1.1.3. Một số hợp chất Platin 1.1.3.1. Platin (II) chloride Platin (II) chloride là hợp chất của platin và clo có công thức PtCl 2. Đây là tiền chất quan trọng để điều chế các hợp chất quan trọng khác của platin. 16
Platinum(II) chloride có hai dạng tinh thể là αPtCl2 và βPtCl2, nhưng những tính chất chính của chúng có nhiều điểm tương đồng như: màu nâu sẫm, không tan trong nước và không mùi. PtCl2 có thể được điều chế bằng cách nung nóng H2PtCl6 lên 350°C trong không khí [24]: H2PtCl6 PtCl2 + Cl2 + 2 HCl (1.3) Ngoài ra PtCl2 cũng có thể thu được khi nung PtCl4 ở 450°C theo phản ứng sau [71]: PtCl4 PtCl2 + Cl2 (1.4) Khi nung lên nhiệt độ cao hơn cỡ 550°C PtCl2 sẽ bị phân hủy thành Pt nguyên chất và khí clo. [74] 1.1.3.2. Platin (IV) chloride Platin (IV) chloride là hợp chất màu nâu có công thức là PtCl4. Platin (IV) chloride dễ tan trong nước, tạo thành aquaxit H 2[PtCl4(OH)2] ở trạng thái tự do. Khi có mặt HCl còn tạo nên H2[PtCl6] bền vững hơn. PtCl4 có thể thu được khi nung H2PtCl6: H2PtCl6 PtCl4 + 2 HCl (1.5) PtCl4 có thể bị hydrat hóa để trở thành tinh thể màu đỏ pentahydrate PtCl4.5(H2O). Tinh thể này sẽ bị mất nước khi nung ở 300°C trong luồng khi clo khô. Pentahydrate có tính ổn định và là dạng PtCl 4 thường được sử dụng trong thực tế. 17
1.1.3.3. Axit Chloroplatinic Axit chloroplatinic hay axit hexachloroplatinic là hợp chất của platin có công thức hóa học H2PtCl6 thường tồn tại dưới dạng tinh thể hydrat H2PtCl6.6H2O. Axit chloroplatinic là một trong những hợp chất hòa tan ổn định nhất của platin. Tinh thể H2PtCl6.6H2O có màu đỏ nâu, chảy rữa trong không khí ẩm, tan trong nước cho dung dịch màu vàng, tan trong rượu và ete. Dung dịch H2[PtCl6] tác dụng với ion Ag+ không cho kết tủa AgCl mà cho kết tủa bạc cloroplatinat Ag2[PtCl6] màu đỏ tươi. Điều đó cho thấy rõ ràng nồng độ của ion Cl trong dung dịch axit là rất bé, nghĩa là ion phức [PtCl6]2 rất bền. H2PtCl6 thường được điều chế bằng cách cho platin nguyên chất vào nước cường toan (hỗn hợp HCl và HNO3) theo phương trình (1.1) Khi bị nung nóng H2PtCl6 bị phân hủy thành PtCl4 rồi PtCl2 rồi thành Pt nguyên chất, mặc dù các bước phân hủy này không theo từng nấc cụ thể và rõ ràng [4]: (H3O)2PtCl6∙n H2O PtCl4 + 2 HCl + (n + 2) H2O (1.6) PtCl4 PtCl2 + Cl2 (1.7) PtCl2 Pt + Cl2 (1.8) Cả ba phản ứng trên là thuận nghịch. Nhiệt độ của từng phản ứng phân hủy trên không rõ ràng. Chẳng hạn, có báo cáo cho rằng phản ứng phân hủy PtCl 2 thành Pt nguyên chất bắt đầu xảy ra ở 375°C [4], báo cáo khác lại cho rằng PtCl2 bị phân hủy ở 550°C [74]. Nhiệt độ phân hủy của H 2PtCl6 thành Pt cũng thay đổi tùy theo các tài liệu khác nhau: Ysmael Verde và các đồng sự cho rằng nhiệt độ 18
này là 350°C [74], MinHye Kim [50] và ThanTung Duong [68] chế tạo điện cực Pt từ phân hủy H2PtCl6 ở 450°C, còn Lewis cho rằng nhiệt độ này trong khoảng 400 – 600°C [45]. 1.1.4. Các hạt nano Pt Các hạt nano Pt là một trong những loại hạt nano kim loại quan trọng nhất. Chúng đã được nghiên cứu ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau chẳng hạn xúc tác trong fuel cell [3, 7, 19, 53], hệ thống xả của ô tô [3, 62], cảm biến khí [3, 38], cảm biến glucozo [35], và cả trong trị liệu ung thư [11]. Hạt nano Pt có thể được chế tạo bằng nhiều phương pháp hóa lý khác nhau. Đối với phương pháp hóa, hạt nano thường được tổng hợp trong dung dịch hóa học, vì vậy các hạt nano này thường gọi là các hạt Pt dạng keo. Một số phương pháp hóa có thể kể đến như phương pháp hóa khử [16, 20, 46], phương pháp polyol [51] và phương pháp mixen đảo [13]. Bên cạnh đó, hạt nano Pt cũng có thể chế tạo bằng nhiều phương pháp lý chẳng hạn như phún xạ [58], bốc bay chùm điện tử [43] hoặc cắt đốt bằng laser trong dung dịch [21, 52]. Khi ở dạng nano, các hạt platin có sự thay đổi đáng kể về tính chất. Dễ dàng nhận thấy nhất là sự thay đổi về màu sắc. Trong dung dịch lỏng, các hạt nano platin có màu từ xám đến xám đen tùy thuộc vào nồng độ hạt [18]. Tính chất quang tuyến tính của chúng bị chi phối bởi hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt kết hợp với các dao động tập thể của các electron tự do trong hạt [70]. Một trong những thay đổi quan trọng nhất của platin khi ở dạng nano là khả năng xúc tác. Hạt nano platin có hoạt động xúc tác cao có nguồn gốc từ diện tích bề mặt lớn. Dựa vào đó, có thể giảm lượng Pt cần thiết trong các hệ thống sử dụng hạt nano Pt là chất xúc tác mà vẫn đảm bảo hiệu suất và chất lượng. Điều này có ý nghĩa quan trọng khi ứng dụng hạt nano Pt trong công nghiệp vì bản thân Pt là một kim loại quý có giá thành đắt đỏ. 19
1.2. Các phương pháp chế tạo màng Pt Tương tự như nhiều loại màng mỏng khác, màng Pt có thể được chế tạo bằng nhiều phương pháp khác nhau từ đơn giản đến phức tạp tùy theo mục đích và điều kiện chế tạo. Một cách tổng quát có thể phân chia các phương pháp chế tạo thành hai loại lớn là: phương pháp lý và phương pháp hóa. Phương pháp vật lý sử dụng các quá trình vật lý khác để tạo ra màng mỏng, trong khi đó phương pháp hóa sử dụng các phản ứng hóa học để tạo thành Pt lắng đọng trên chất nền. Một số phương pháp chế tạo được trình bày ngắn gọn trong hình 1.1. Hình 1.1. Một số phương pháp chế tạo màng Pt Trong luận văn này, chúng tôi chỉ điểm qua một số phương pháp mới hoặc phổ biến được sử dụng để chế tạo màng Pt. 1.2.1. Phương pháp bốc bay nhiệt Phương pháp bốc bay nhiệt trong chân không là kỹ thuật tạo màng mỏng bằng cách đốt nóng đến bay hơi các vật liệu cần tạo trong môi trường chân không cao và ngưng tụ trên đế (được đốt nóng hoặc không đốt nóng). Đây là phương pháp truyền thống, đơn giản và dễ thực hiện. Bộ phận chính của các thiết bị bay bốc nhiệt là một buồng chân không được hút chân không cao (cỡ 105 106 Torr) nhờ các bơm chân không (bơm khuếch tán hoặc bơm phân tử...). Người ta dùng một thuyền điện trở (thường làm bằng các vật liệu chịu nhiệt và ít tương tác với vật liệu) đốt nóng chảy các vật liệu nguồn, và sau đó tiếp tục đốt làm cho vật liệu bay hơi. Vật liệu bay hơi sẽ ngưng đọng lên các đế được gắn vào giá phía trên. Đôi khi đế còn được đốt nóng (tùy theo mục đích tạo màng tinh thể hay vô định hình...) để điều khiển các quá trình lắng đọng của vật liệu trên màng. 20