1
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
NguyễnThịHương
CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG
CỦA VẬT LIỆU NANO ZnO
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
HàNội - 2012
2
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
NguyễnThịHương
CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG
CỦA VẬT LIỆU NANO ZnO
Chuyênngành: VậtlýChấtrắn
Mãsố : 60 44 07
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:T.S NGẠC AN BANG
HàNội - 2012
1
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 4
Chương 1: TỔNG QUAN ................................................................................................. 6
1.1 Vật liệu nano ........................................................................................................... 6
1.1.1 Khái niệm vật liệu nano.................................................................................... 6
1.1.2 Phân loại vật liệu nano .................................................................................... 6
1.2 Vật liệu bán dẫn ZnO .............................................................................................. 7
1.2.1 Cấu trúc tinh thể vật liệu ZnO .......................................................................... 7
1.2.2 Cấu trúc vùng năng lượng của ZnO ................................................................. 9
1.2.3 Một số ứng dụng của vật liệu nano ZnO ........................................................ 10
1.3 Plasmon bề mặt, hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt .................................. 11
1.3.1 Khái niệm Plasmon bề mặt ............................................................................. 11
1.3.2. Hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt ...................................................... 12
1.4 Chế tạo vật liệu nano ............................................................................................ 13
1.4.1 Chế tạo hạt nano Au ....................................................................................... 13
1.4.2 Chế tạo thanh nano ZnO và hạt ZnO bọc Au ................................................. 14
1.5 Các phương pháp khảo sát ................................................................................... 14
1.5.1 Khảo sát đặc trưng cấu trúc XRD .................................................................. 14
1.5.2. Nghiên cứu phổ tán sắc năng lượng EDS: .................................................... 17
1.5.3 Khảo sát vi hình thái SEM, TEM .................................................................... 17
1.5.4 Phương pháp nghiên cứu phổ hấp thụ ........................................................... 21
1.5.5 Phép đo phổ huỳnh quang .............................................................................. 24
Chương 2. THỰC NGHIỆM .......................................................................................... 26
2.1 Chế tạo thanh nano ZnO bằng phương pháp thủy nhiệt ...................................... 26
2.2 Chế tạo hạt nano kim loại Au bằng phương pháp hóa khử .................................. 28
2.3 Chế tạo ZnO bọc Au bằng phương pháp hóa ....................................................... 30
2
2.4 Các phép đo khảo sát mẫu .................................................................................... 31
2.4.1 Phép đo phổ nhiễu xạ tia X (XRD) ................................................................. 31
2.4.2 Phép đo phổ EDS và chụp ảnh SEM .............................................................. 32
2.4.3 Chụp ảnh TEM ............................................................................................... 32
2.4.3 Phép đo phổ hấp thụ UV-vis........................................................................... 33
2.4.4 Phép đo phổ huỳnh quang .............................................................................. 34
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN......................................................................... 35
3.1 Kết quả chế tạo vật liệu nano ZnO ....................................................................... 35
3.1.1 Kết quả chế tạo vật liệu nano ZnO bằng phương pháp thủy nhiệt ................ 35
3.1.2 Kết quả chế tạo hạt nano kim loại Au bằng phương pháp hóa khử ............... 35
3.1.3 Kết quả chế tạo hạt ZnO bọc Au bằng phương pháp hóa .............................. 36
3.2 Kết quả phân tích cấu trúc .................................................................................... 37
3.2.1 Mẫu ZnO nano chế tạo bằng phương pháp thủy nhiệt .................................. 37
3.2.2. Mẫu kim loại nano Au chế tạo bằng phương pháp hóa khử ......................... 41
3.2.3 Mẫu ZnO bọc Au chế tạo bằng phương pháp hóa ......................................... 42
3.3 Khảo sát phổ EDS ................................................................................................. 44
3.3.1 Phổ EDS của mẫu ZnO chế tạo bằng phương pháp thủy nhiệt ..................... 44
3.3.2 Phổ EDS của mẫu Au chế tạo bằng phương pháp hóa khử ........................... 44
3.3.3 Phổ EDS của mẫu hạt ZnO bọc Au chế tạo bằng phương pháp hóa ướt ...... 45
3.4 Kết quả chụp ảnh SEM, TEM ............................................................................... 46
3.4.1 Kết quả chụp ảnh SEM của mẫu ZnO ............................................................ 46
3.4.2 Kết quả chụp ảnh TEM của mẫu Au .............................................................. 47
3.4.3 Kết quả chụp ảnh TEM của mẫu ZnO bọc Au................................................ 48
3.5 Kết quả khảo sát phổ hấp thụ ............................................................................... 51
3.5.1 Phổ hấp thụ của mẫu Au được chế tạo bằng phương pháp hóa khử ............. 51
3.5.2 Phổ hấp thụ của mẫu ZnO bọc Au chế tạo bằng phương pháp hóa .............. 53
3.6 Kết quả đo phổ huỳnh quang ................................................................................ 56
3
3.6.1 Phổ huỳnh quang của thanh nano ZnO chế tạo bằng phương pháp thủy nhiệt
................................................................................................................................. 56
3.6.2 Phổ huỳnh quang của mẫu ZnO bọc Au chế tạo bằng phương pháp hóa.....57
KẾT LUẬN .................................................................................................................... 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................60
