Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Vật liệu và linh kiện nano: Chế tạo vật liệu dây nano từ tính, nghiên cứu tính chất và khả năng ứng dụng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI<br /> <br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ<br /> LƢU VĂN THIÊM<br /> <br /> CHẾ TẠO VẬT LIỆU DÂY NANO TỪ TÍNH,<br /> NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT VÀ KHẢ NĂNG<br /> ỨNG DỤNG<br /> <br /> Chuyên ngành: Vật liệu và linh kiện nano<br /> Mã số: Chuyên ngành đào tạo thí điểm<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ<br /> VẬT LIỆU VÀ LINH KIỆN NANO<br /> <br /> Hà Nội - 2016<br /> <br /> Công trình được hoàn thành tại:<br /> Trường Đại học công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội<br /> Cán bộ hướng dẫn khoa học:<br /> 1. TS. Lê Tuấn Tú<br /> 2. PGS.TS. Phạm Đức Thắng<br /> <br /> Phản biện 1:<br /> <br /> Phản biện 2:<br /> <br /> Phản biện 3:<br /> Luận án sẽ được bảo vệ trước hội đồng cấp Đại học Quốc gia<br /> chấm luận án tiến sĩ họp tại…………………………..<br /> Vào hồi<br /> <br /> giờ<br /> <br /> ngày<br /> <br /> tháng<br /> <br /> năm<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. Tính cấp thiết của đề tài<br /> Vật liệu có cấu trúc nano đang làm thay đổi diện mạo của<br /> các ngành khoa học. Trong đó có vật liệu dây nano từ tính, các<br /> hiện tượng vật l mới xuất hiện ở vật liệu dây nano từ tính đ<br /> được quan t m nghi n cứu trong nhi u năm qua và được ứng<br /> dụng vào các lĩnh vực như trong y sinh học, cảm iến từ<br /> trường, đĩa ghi từ mật độ cao, phân tách các tế bào, chọn lọc tế<br /> bào và phân tách protein,…vv. Tuy nhi n để ứng ụng thực tế<br /> trong từng lĩnh vực cụ thể của vật liệu dây nano từ tính, cần<br /> phải đi s u nghi n cứu đến các t nh chất đ c iệt của ch ng như<br /> các t nh chất vật l của<br /> ạng,<br /> <br /> y nano từ tính phụ thuộc vào hình<br /> <br /> ch thước, cấu trúc tinh thể, thành phần hóa học, dị<br /> <br /> hướng từ,…,vv. Nh ng t nh chất này phụ thuộc rất nhi u vào<br /> công nghệ chế tạo vật liệu. o vậy, việc nghi n cứu nh ng t nh<br /> chất vật l của các vật liệu<br /> <br /> y nano từ tính cần được quan tâm<br /> <br /> nghiên cứu cụ thể nhằm tìm được một số thông tin hấp ẫn và<br /> lý thú để đưa ra nh ng định hướng ứng ụng.<br /> 2. Mục tiêu của luận án<br /> - Chế tạo các mẫu dây nano từ t nh đơn đoạn và nhi u đoạn:<br /> (i) Đối với dây nano từ t nh đơn đoạn bao gồm có<br /> <br /> y nano Co,<br /> <br /> CoPtP và CoNiP; (ii) Đối với dây nano từ tính nhi u đoạn gồm<br /> có<br /> <br /> y nano Co u và CoNiP<br /> <br /> u.<br /> <br /> - Khảo sát đ c trưng cấu tr c và vi cấu cấu tr c của các mẫu<br /> y nano từ t nh đ chế tạo.<br /> - Nghiên cứu nh ng ảnh hưởng của các thông số kỹ thuật<br /> trong việc chế tạo các mẫu dây nano từ t nh như ảnh hưởng của<br /> <br /> 1<br /> <br /> nồng độ pH, ảnh hưởng của đường kính dây và ảnh hưởng của<br /> từ trường đ t vào trong quá trình lắng đọng.<br /> - Nghiên cứu sự thay đổi chi u dài của đoạn từ tính Co lên<br /> tính chất từ của vật liệu dây nano nhi u đoạn Co/Au.<br /> - Nghiên cứu định hướng ứng dụng của dây nano từ tính, đó<br /> là chức năng hóa 4-ATP (Aminothiphenol) lên b m t<br /> từ t nh CoNiP<br /> <br /> y nano<br /> <br /> u.<br /> <br /> 3. Phƣơng pháp nghiên cứu:<br /> Luận án được tiến hành bằng phương pháp thực nghiệm.<br /> Các mẫu vật liệu dây nano từ t nh đ u được chế tạo bằng<br /> phương pháp lắng đọng điện hóa tại phòng thí nghiệm bộ môn<br /> Vật lý nhiệt độ thấp, Đại học khoa học tự nhi n, ĐHQG Hà<br /> Nội.<br /> 4. Bố cục của luận án:<br /> Luận án được trình bày trong 129 trang bao gồm phần mở<br /> đầu, 5 chương nội dung, kết luận, cuối cùng là danh mục các<br /> công trình được công bố trên các tạp chí, tham dự hội nghị khoa<br /> học trong nước và ngoài nước li n quan đến nội dung luận án<br /> và tài liệu tham khảo.<br /> CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ DÂY NANO TỪ TÍNH<br /> y nano từ tính<br /> <br /> 1.1<br /> <br /> Vật liệu dây nano là loại vật liệu có<br /> <br /> ch thước gần như một<br /> <br /> chi u thẳng đứng với tỷ số chi u ài so với đường kính (L/d) rất<br /> cao. Hiện nay, vật liệu<br /> y: đó là<br /> <br /> y nano từ t nh có thể chia làm 2 loại<br /> <br /> y nano từ t nh m<br /> <br /> o n và<br /> <br /> o n.<br /> 1.1.1 Dây nano từ tính đơn đoạn<br /> <br /> 2<br /> <br /> y nano từ t nh n<br /> <br /> Vật liệu dây nano từ t nh đơn đoạn đ được chế tạo bằng<br /> phương pháp lắng đọng điện hóa sử dụng khuôm mẫu AAO<br /> ho c khuôn mẫu PC. Trong đó, có các<br /> <br /> y Co với đường kính<br /> <br /> 20, 50 và 120 nm, dây nano Ni, NiFe, CoNi, CoNiP với kích<br /> thước dây khác nhau.<br /> 1.1.2<br /> <br /> Dây nano từ tính nhiều đoạn<br /> <br /> Ngoài việc nghiên cứu chế tạo vật liệu dây nano từ tính một<br /> đoạn. Hiện nay, có rất nhi u nhóm nghiên cứu đ chế tạo ra vật<br /> liệu dây nano từ tính nhi u đoạn như Co54Ni46/Co85Ni15,<br /> CoPtP/Au, NiFe/Au.<br /> 1.1.3<br /> <br /> Ứng dụng dây nano từ tính<br /> <br /> Do vật liệu dây nano từ tính có nhi u tính chất vật lý mới lạ<br /> như có moomen từ lớn, dị hướng hình dạng cao và dễ chế tạo.<br /> Bên cạnh đó, các tham số kỹ thuật của vật liệu dây nano từ tính<br /> có thể kiểm soát được như đường kính, chi u dài, thành phần và<br /> cấu trúc nên tùy thuộc vào mục đ ch nghiên cứu có thể đưa vào<br /> ứng dụng trong từng lĩnh vực như ph n tách tế bào, cấy gen,<br /> phân tích gen, phân tách protein, cảm biến sinh học.<br /> 1.2 Các tính chất vật<br /> <br /> cơ ản của<br /> <br /> y nano từ tính<br /> <br /> 1.2.1 ị hƣớng từ tinh thể<br /> Trong tinh thể, để tạo ra ị hướng từ tinh thể, các phương<br /> mô men từ trong hông gian mạng của tinh thể ễ àng ị từ<br /> hóa theo hướng ưu ti n nhằm đạt được trạng thái<br /> được gọi là trục từ hóa<br /> <br /> ễ. Đối với<br /> <br /> o hòa n n<br /> <br /> ị hướng từ đơn trục<br /> <br /> (uniaxial magnetic anisotropy), hay trục từ hóa ễ là các mô<br /> men từ sắp xếp song song với nhau theo hướng trục C của tinh<br /> thể n n năng lượng ị hướng từ trong trường hợp này là hông<br /> <br /> 3<br /> <br />