Hạt nano ZnS:Mn,Cu: Bọc polymer, ủ quang học & tính chất quang

Đặng Văn Thái

Luận án TS: Ảnh hưởng polymer, ủ quang đến tính chất quang hạt nano ZnS:Mn,Cu

Tài liệu: Luận án tiến sĩ chế tạo nghiên cứu ảnh hưởng của bọc phủ polymer và ủ quang học lên tính chất quang của các hạt nano zns pha tạp mn cu. Tải miễn phí t

Trường ĐH

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

Chuyên ngành

Vật lý

Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án

Năm xuất bản

2018

Số trang

202

Thời gian đọc

31 phút

Lượt xem

0

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

50 Point

Lời cam đoan

Lời cảm ơn

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt

Danh mục các bảng

Danh mục các hình vẽ và đồ thị

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU NANO ZnS:Mn, ZnS:Cu ĐƯỢC BỌC PHỦ POLYMER VÀ Ủ QUANG HỌC

1.1. GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU NANO BÁN DẪN

1.1.1. Phân loại về vật liệu nano bán dẫn

1.1.2. Đặc trưng của vật liệu nano

1.1.3. Sự lượng tử hóa do kích thước

1.1.4. Hiệu ứng bề mặt

1.1.5. Ứng dụng của vật liệu nano ZnS, ZnS pha tạp Mn, Cu

1.2. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO ZnS:Mn, ZnS:Cu

1.2.1. Phương pháp đồng kết tủa

1.2.2. Phương pháp thủy nhiệt

1.3. BỌC PHỦ CÁC HẠT NANO ZnS:Mn, ZnS:Cu BẰNG PVP VÀ PVA

1.3.1. Polymer và phân loại

1.3.2. PVP, PVA và vai trò hoạt hóa bề mặt của chúng

1.3.3. Các loại chuyển dời điện tử trong PVP và PVA

1.3.4. Phương pháp bọc phủ các hạt nano ZnS:Mn, ZnS:Cu bằng PVP và PVA

1.4. CẤU TRÚC TINH THỂ VÀ VÙNG NĂNG LƯỢNG CỦA VẬT LIỆU NANO ZnS:Mn, ZnS:Cu

1.4.1. Cấu trúc tinh thể của vật liệu nano ZnS

1.4.2. Cấu trúc vùng năng lượng của ZnS

1.4.3. Ảnh hưởng của Mn, Cu lên cấu trúc tinh thể và vùng năng lượng của ZnS

1.5. TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Mn BỌC PHỦ PVP, PVA

1.5.1. Tính chất quang của các hạt nano ZnS:Mn bọc phủ PVP

1.5.2. Tính chất quang của các hạt nano ZnS:Mn bọc phủ PVA

1.6. TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Cu BỌC PHỦ PVP, PVA

1.6.1. Tính chất quang của các hạt nano ZnS:Cu bọc phủ PVP

1.6.2. Tính chất quang của các hạt nano ZnS:Cu bọc phủ PVA

1.7. TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Mn, ZnS:Cu ĐƯỢC Ủ BẰNG BỨC XẠ QUANG HỌC

1.7.1. Ủ quang học các hạt nano

1.7.2. Tính chất quang của các hạt nano ZnS:Mn được ủ bằng bức xạ quang học

1.7.3. Tính chất quang của các hạt nano ZnS:Cu được ủ bằng bức xạ quang học

1.8. Kết luận chương 1

2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM CHẾ TẠO CÁC HẠT NANO ZnS:M/POLYMER VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. QUY TRÌNH CHẾ TẠO CÁC HẠT NANO ZnS:M/POLYMER BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒNG KẾT TỦA

2.1.1. Quy trình chế tạo các hạt nano ZnS:M/polymer bọc phủ từ đầu

2.1.2. Quy trình chế tạo các hạt nano ZnS:M/polymer bọc phủ sau

2.2. QUY TRÌNH CHẾ TẠO CÁC HẠT NANO ZnS:Mn BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT

2.3. Ủ QUANG HỌC CÁC HẠT NANO ZnS:Mn, ZnS:Cu

2.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ HÌNH THÁI HỌC

2.4.1. Nhiễu xạ kế tia X

2.4.2. Kính hiển vi điển tử quét

2.4.3. Kính hiển vi điện tử truyền qua JEM-1010

2.4.4. Kính hiển vi điện tử truyền qua JEOL - JEM 2100

2.5. CÁC THIẾT BỊ PHÂN TÍCH NHIỆT TRỌNG LƯỢNG VÀ PHỔ HẤP THỤ HỒNG NGOẠI

2.5.1. Hệ phân tích nhiệt trọng lượng

2.5.2. Hệ đo phổ hấp thụ hồng ngoại FT-IR

2.6. CÁC THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG

2.6.1. Hệ đo phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến UV-Vis

2.6.2. Hệ đo phổ phát quang MS-257 và Spectra Pro 2500i

2.6.3. Hệ đo phổ phát quang MS-257

2.6.4. Hệ đo phổ phát quang Spectra Pro 2500i

2.6.5. Hệ đo phổ phát quang và kích thích phát quang

2.7. Kết luận chương 2

3. CHƯƠNG 3: ẢNH HƯỞNG CỦA PVP, PVA LÊN TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Mn

3.1. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PVP VÀ PVA

3.1.1. Tính chất quang của PVP

3.1.2. Đặc trưng cấu trúc của PVP

3.1.3. Tính chất quang của PVP

3.1.4. Tính chất quang của PVA

3.1.5. Đặc trưng cấu trúc của PVA

3.1.6. Tính chất quang của PVA

3.2. ẢNH HƯỞNG CỦA PVP LÊN TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Mn

3.2.1. Đặc trưng cấu trúc của các hạt nano ZnS:Mn/PVP

3.2.2. Cấu trúc tinh thể và hình thái học của các hạt nano ZnS:Mn/PVP

3.2.3. Phổ nhiệt trọng lượng và phổ hấp thụ hồng ngoại FT-IR của các hạt nano ZnS:Mn/PVP

3.2.4. Tính chất quang của các hạt nano ZnS:Mn/PVP

3.2.5. Phổ hấp thụ của các hạt nano ZnS:Mn/PVP

3.2.6. Phổ phát quang của các hạt nano ZnS:Mn/PVP

3.2.7. Phổ kích thích phát quang của các hạt nano ZnS:Mn/PVP

3.2.8. Phổ phát quang của các hạt nano ZnS:Mn/PVP theo bước sóng kích thích

3.3. ẢNH HƯỞNG CỦA PVA LÊN TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Mn

3.3.1. Đặc trưng cấu trúc của các hạt nano ZnS:Mn/PVA

3.3.2. Cấu trúc tinh thể và hình thái học của các hạt nano ZnS:Mn/PVA

3.3.3. Phổ nhiệt trọng lượng và hấp thụ hồng ngoại FT-IR của các hạt nano ZnS:Mn/PVA

3.3.4. Tính chất quang của các hạt nano ZnS:Mn/PVA

3.3.5. Phổ hấp thụ của các hạt nano ZnS:Mn/PVA

3.3.6. Phổ phát quang của các hạt nano ZnS:Mn/PVA

3.3.7. Phổ kích thích phát quang của các hạt nano ZnS:Mn/PVA

3.3.8. Phổ phát quang của các hạt nano PT-ZnS:Mn/PVA theo bước sóng kích thích

3.4. ẢNH HƯỞNG CỦA KÍCH THƯỚC HẠT LÊN MỘT SỐ TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Mn, ZnS:Mn BỌC PHỦ PVP

3.4.1. Cấu trúc tinh thể và hình thái học của các hạt nano ZnS:Mn, ZnS:Mn bọc phủ PVP

3.4.2. Ảnh hưởng của kích thước hạt lên một số tính chất quang của các hạt nano ZnS:Mn, ZnS:Mn/PVP

3.4.3. Ảnh hưởng của kích thước hạt lên cường độ trường tinh thể của các hạt nano ZnS:Mn bọc phủ PVP

3.5. Kết luận chương 3

4. CHƯƠNG 4: ẢNH HƯỞNG CỦA PVP, PVA LÊN TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Cu

4.1. ẢNH HƯỞNG CỦA PVP LÊN TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Cu

4.1.1. Đặc trưng cấu trúc của các hạt nano ZnS:Cu/PVP

4.1.2. Cấu trúc tinh thể và hình thái học của các hạt nano ZnS:Cu/PVP

4.1.3. Phổ nhiệt trọng lượng và phổ hấp thụ hồng ngoại FT-IR của các hạt nano ZnS:Cu/PVP

4.1.4. Tính chất quang của các hạt nano ZnS:Cu/PVP

4.1.5. Phổ hấp thụ của các hạt nano ZnS:Cu/PVP

4.1.6. Phổ phát quang của các hạt nano ZnS:Cu/PVP

4.1.7. Phổ kích thích phát quang của các hạt nano ZnS:Cu/PVP

4.1.8. Phổ phát quang của các hạt nano ZnS:Cu/PVP theo bước sóng kích thích

4.2. ẢNH HƯỞNG CỦA PVA LÊN TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Cu

4.2.1. Đặc trưng cấu trúc của các hạt nano ZnS:Cu/PVA

4.2.2. Cấu trúc tinh thể và hình thái học của các hạt nano ZnS:Cu/PVA

4.2.3. Phổ nhiệt trọng lượng và phổ hấp thụ hồng ngoại FT-IR của các hạt nano ZnS:Cu/PVA

4.2.4. Tính chất quang của các hạt nano ZnS:Cu/PVA

4.2.5. Phổ hấp thụ của các hạt nano ZnS:Cu/PVA

4.2.6. Phổ phát quang của các hạt nano ZnS:Cu/PVA

4.3. Kết luận chương 4

5. CHƯƠNG 5: ẢNH HƯỞNG CỦA Ủ QUANG HỌC LÊN PHỔ PHÁT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Mn, ZnS:Cu/PVP

5.1. ẢNH HƯỞNG CỦA Ủ QUANG HỌC LÊN PHỔ PHÁT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Mn

5.1.1. Ảnh hưởng của ủ quang học lên phổ phát quang các hạt nano ZnS:Mn-TN

5.1.1.1. Cấu trúc tinh thể và hình thái học của các hạt nano ZnS:Mn-TN.Na2S2O3 được ủ bằng bức xạ quang học

5.1.1.2. Phổ phát quang của các hạt nano ZnS:Mn-TN.Na2S2O3 được ủ bằng bức xạ quang học

5.1.2. Ảnh hưởng của ủ quang học lên phổ phát quang của các hạt nano ZnS:Mn-TN

5.1.2.1. Cấu trúc tinh thể và hình thái học của các hạt nano ZnS:Mn-TN.TGA được ủ bằng bức xạ quang học

5.1.2.2. Phổ phát quang của các hạt nano ZnS:Mn-TN.TGA được ủ bằng bức xạ quang học

5.2. ẢNH HƯỞNG CỦA Ủ QUANG HỌC LÊN PHỔ PHÁT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Cu/PVP

5.2.1. Cấu trúc tinh thể và hình thái học của các hạt nano ZnS:Cu/PVP được ủ bằng bức xạ quang học

5.2.2. Phổ phát quang của các hạt nano ZnS:Cu/PVP được ủ bằng bức xạ quang học

5.3. ẢNH HƯỞNG CỦA CÔNG SUẤT BỨC XẠ Ủ LÊN PHỔ PHÁT QUANG CỦA ZnS:Mn VÀ ZnS:Cu/PVP

5.3.1. Ảnh hưởng của công suất bức xạ ủ lên phổ phát quang của ZnS:Mn

5.3.2. Ảnh hưởng của công suất bức xạ ủ lên phổ phát quang của các hạt nano ZnS:Cu/PVP

5.4. Kết luận chương 5

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I.Tổng quan hạt nano ZnS Mn Cu và vật liệu lõi vỏ

Tài liệu tập trung vào hạt nano kẽm sulfide (ZnS) pha tạp mangan (Mn) và đồng (Cu). Đây là vật liệu bán dẫn với tiềm năng ứng dụng lớn. Nghiên cứu khám phá cách các yếu tố như kích thước nano, hiệu ứng bề mặt ảnh hưởng đến đặc tính. Việc pha tạp Mn/Cu tạo ra các tâm phát quang hiệu quả. Cấu trúc lõi-vỏ và bọc polymer là chìa khóa để cải thiện hiệu suất. Quang phát quang từ ZnS:Mn,Cu được phân tích sâu. Mục tiêu là tối ưu hóa tính chất quang cho các ứng dụng thực tế.

1.1. Giới thiệu hạt nano kẽm sulfide pha tạp

Hạt nano ZnS là vật liệu bán dẫn dải rộng. Kích thước nano mang lại các hiệu ứng lượng tử độc đáo. Việc pha tạp các ion chuyển tiếp như Mn và Cu tạo ra các mức năng lượng mới. Các mức này kích hoạt quá trình quang phát quang (photoluminescence) trong vùng khả kiến. Hạt nano ZnS:Mn,Cu có tiềm năng ứng dụng trong màn hình hiển thị, cảm biến, và chiếu sáng trạng thái rắn. Điều khiển quá trình pha tạp là yếu tố then chốt.

1.2. Hiệu ứng kích thước và cấu trúc tinh thể blende

Kích thước của hạt nano ZnS ảnh hưởng trực tiếp đến dải cấm. Khi kích thước giảm, hiệu ứng lượng tử hóa xuất hiện. Điều này làm dịch chuyển dải hấp thụ về phía năng lượng cao hơn. Hạt nano ZnS thường tồn tại ở cấu trúc tinh thể blende. Cấu trúc này quyết định tính chất quang và điện của vật liệu. Ổn định cấu trúc tinh thể blende là quan trọng cho hiệu suất phát quang.

1.3. Cơ chế quang phát quang photoluminescence đặc trưng

Quang phát quang trong hạt nano ZnS:Mn,Cu chủ yếu do sự chuyển dịch của electron. Electron từ vùng dẫn chuyển xuống các mức năng lượng của dopant (Mn hoặc Cu). Sau đó, nó bức xạ photon khi trở về vùng hóa trị. Ion Mn thường phát xạ màu cam, trong khi Cu phát xạ màu xanh lá hoặc xanh dương. Tối ưu hóa nồng độ doping Mn/Cu là cần thiết. Điều này giúp đạt được bước sóng phát xạ mong muốn và hiệu suất phát quang cao.

II.Phương pháp chế tạo hạt nano kẽm sulfide doping Mn Cu

Việc chế tạo hạt nano ZnS:Mn,Cu đòi hỏi các kỹ thuật tinh vi. Nghiên cứu sử dụng phương pháp đồng kết tủa và thủy nhiệt. Các phương pháp này cho phép kiểm soát kích thước và độ tinh khiết của hạt. Mục tiêu là tạo ra các hạt nano với chất lượng cao. Quy trình chế tạo ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc tinh thể và tính chất quang. Tối ưu hóa các điều kiện tổng hợp là thiết yếu để đạt được hiệu suất mong muốn.

2.1. Phương pháp đồng kết tủa hiệu quả

Phương pháp đồng kết tủa là kỹ thuật phổ biến. Nó dùng để tổng hợp hạt nano kẽm sulfide doping Mn/Cu. Các tiền chất của kẽm, lưu huỳnh, mangan và đồng được trộn lẫn. Phản ứng kết tủa xảy ra đồng thời. Ưu điểm của phương pháp này là đơn giản, dễ thực hiện. Nó có thể tạo ra hạt nano có kích thước nhỏ, phân bố đồng đều. Kiểm soát pH và nhiệt độ là quan trọng để đạt chất lượng tốt.

2.2. Kỹ thuật thủy nhiệt cho ZnS Mn Cu

Kỹ thuật thủy nhiệt là một phương pháp khác để chế tạo hạt nano ZnS:Mn,Cu. Phương pháp này sử dụng điều kiện áp suất và nhiệt độ cao trong dung dịch. Nó thúc đẩy quá trình kết tinh và tăng trưởng hạt. Hạt nano được tạo ra thường có độ kết tinh cao. Chúng có hình dạng và kích thước đồng nhất hơn. Kỹ thuật thủy nhiệt giúp giảm khuyết tật tinh thể, cải thiện tính chất quang.

2.3. Quy trình chế tạo hạt nano ZnS Mn Cu chi tiết

Quy trình chế tạo bao gồm nhiều bước. Đầu tiên là chuẩn bị dung dịch tiền chất. Sau đó là phản ứng tổng hợp hạt nano. Các bước tiếp theo là rửa sạch và sấy khô sản phẩm. Các polymer như PVP hoặc PVA có thể được thêm vào. Chúng có vai trò hoạt hóa bề mặt hoặc bọc phủ ngay từ đầu. Mỗi bước trong quy trình đều có ảnh hưởng đến đặc tính cuối cùng của hạt nano.

III.Tăng cường quang phát quang qua bọc polymer ZnS Mn Cu

Bọc polymer là một kỹ thuật quan trọng để cải thiện tính chất quang của hạt nano ZnS:Mn,Cu. Lớp polymer đóng vai trò như một lớp vỏ bảo vệ. Nó giảm thiểu ảnh hưởng của môi trường đến bề mặt hạt. Các polymer như PVP và PVA được sử dụng rộng rãi. Kỹ thuật bọc polymer giúp tăng cường hiệu suất phát quang (quantum yield). Nó cũng giúp ổn định vật liệu trong thời gian dài. Đây là bước cần thiết để ứng dụng thực tế.

3.1. Vai trò bọc polymer PVP PVA bảo vệ bề mặt

Bề mặt hạt nano ZnS:Mn,Cu có nhiều khuyết tật. Các khuyết tật này có thể làm giảm hiệu suất quang phát quang. Bọc polymer bằng PVP (polyvinylpyrrolidone) hoặc PVA (polyvinyl alcohol) tạo lớp vỏ bảo vệ. Lớp vỏ này cô lập hạt nano khỏi môi trường bên ngoài. Nó ngăn chặn sự oxy hóa và kết tụ. Điều này duy trì tính toàn vẹn của cấu trúc lõi-vỏ.

3.2. Cải thiện hiệu suất phát quang quantum yield đáng kể

Lớp polymer giảm số lượng các tâm bẫy phi bức xạ trên bề mặt hạt. Các tâm bẫy này thường tiêu hao năng lượng kích thích thành nhiệt. Bằng cách giảm chúng, polymer cho phép nhiều electron chuyển dịch bức xạ hơn. Kết quả là hiệu suất phát quang (quantum yield) được tăng cường đáng kể. Cường độ phát quang mạnh hơn, bền vững hơn.

3.3. Ảnh hưởng polymer lên bước sóng phát xạ và độ bền

Mặc dù polymer chủ yếu ảnh hưởng đến cường độ phát quang. Tuy nhiên, chúng có thể gây ra dịch chuyển nhỏ về bước sóng phát xạ. Điều này do thay đổi môi trường điện môi xung quanh hạt. Quan trọng hơn, bọc polymer tăng cường độ bền quang hóa. Nó kéo dài tuổi thọ của vật liệu phát quang. Giúp hạt nano ZnS:Mn,Cu ổn định hơn trong các ứng dụng.

IV.Ủ quang học cải thiện tính chất quang hạt nano ZnS Mn Cu

Ủ quang học (photo-annealing) là một kỹ thuật xử lý hậu tổng hợp. Nó sử dụng bức xạ ánh sáng để tinh chỉnh cấu trúc vật liệu. Kỹ thuật này đặc biệt hiệu quả với hạt nano ZnS:Mn,Cu. Ủ quang học giúp giảm khuyết tật trong mạng tinh thể. Từ đó cải thiện đáng kể tính chất quang của vật liệu. Phương pháp này cung cấp một cách tiếp cận không nhiệt. Nó giúp tối ưu hóa hiệu suất quang phát quang mà không cần nhiệt độ cao.

4.1. Khái niệm và quy trình ủ quang học photo annealing

Ủ quang học là quá trình xử lý vật liệu bằng ánh sáng. Năng lượng từ các photon được hấp thụ bởi hạt nano. Năng lượng này giúp tái sắp xếp các nguyên tử hoặc giảm khuyết tật cấu trúc. Quy trình thường bao gồm chiếu sáng mẫu trong một khoảng thời gian nhất định. Cường độ và bước sóng ánh sáng có thể được điều chỉnh. Ủ quang học khác với ủ nhiệt. Nó không yêu cầu nhiệt độ cao, tránh làm hỏng các vật liệu nhạy cảm.

4.2. Tối ưu tính chất quang và cấu trúc tinh thể blende

Ủ quang học có khả năng giảm các khuyết tật mạng tinh thể. Ví dụ như các vị trí trống hoặc sai lệch. Việc giảm khuyết tật giúp cải thiện độ tinh thể của hạt nano. Điều này ổn định cấu trúc tinh thể blende. Cấu trúc tinh thể tốt hơn dẫn đến các tâm phát quang hoạt động hiệu quả hơn. Kết quả là tính chất quang được tối ưu hóa, đặc biệt là cường độ phát quang.

4.3. Tăng cường cường độ quang phát quang ZnS Mn Cu

Thông qua ủ quang học, các bẫy bề mặt và bẫy sâu trong hạt nano được loại bỏ. Các bẫy này thường cạnh tranh với quá trình phát quang bức xạ. Khi các bẫy giảm, tỷ lệ tái kết hợp bức xạ tăng lên. Điều này dẫn đến sự gia tăng đáng kể cường độ quang phát quang. Hiệu suất phát quang được cải thiện. Bước sóng phát xạ có thể ổn định hơn sau quá trình ủ.

V.Đặc trưng cấu trúc quang học của hạt nano ZnS Mn Cu

Để hiểu rõ về hạt nano ZnS:Mn,Cu, cần phân tích kỹ lưỡng. Các phương pháp như nhiễu xạ tia X (XRD), kính hiển vi điện tử được sử dụng. Phổ hấp thụ UV-Vis và phổ quang phát quang (photoluminescence) cũng rất quan trọng. Các phương pháp này cung cấp thông tin chi tiết. Chúng giúp xác định cấu trúc tinh thể, hình thái học, dải cấm và đặc tính phát xạ. Việc đánh giá toàn diện là cần thiết để kiểm soát chất lượng. Nó cũng giúp tối ưu hóa hiệu suất của vật liệu.

5.1. Phân tích cấu trúc bằng nhiễu xạ tia X XRD

Nhiễu xạ tia X (XRD) là công cụ chính. Nó dùng để xác định cấu trúc tinh thể của hạt nano ZnS:Mn,Cu. XRD cho biết liệu vật liệu có cấu trúc tinh thể blende hay wurtzite. Nó cũng cung cấp thông tin về kích thước tinh thể trung bình. Dữ liệu XRD xác nhận sự hình thành pha tinh thể mong muốn. Nó cũng đánh giá độ tinh khiết và mức độ kết tinh của mẫu.

5.2. Đánh giá hình thái học bằng kính hiển vi điện tử

Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) và quét (SEM) được sử dụng. Chúng cung cấp thông tin trực quan về hình dạng và kích thước của hạt nano. TEM cho phép quan sát cấu trúc bên trong và độ phân tán. SEM hiển thị hình thái bề mặt và mức độ kết tụ của hạt. Những hình ảnh này rất quan trọng. Chúng giúp xác nhận kích thước nano và sự phân bố của vật liệu.

5.3. Nghiên cứu phổ hấp thụ và phát quang photoluminescence

Phổ hấp thụ tử ngoại-khả kiến (UV-Vis) xác định dải cấm của hạt nano. Nó chỉ ra sự dịch chuyển dải cấm do hiệu ứng lượng tử hóa. Phổ quang phát quang (PL) là trọng tâm của nghiên cứu. Nó ghi lại bước sóng phát xạ và cường độ của ánh sáng phát ra. Phổ PL cung cấp dữ liệu về hiệu suất phát quang (quantum yield) của hạt nano ZnS:Mn,Cu. Việc phân tích phổ kích thích phát quang cũng được thực hiện.

19/04/2026

Xem trước tài liệu

Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Luận án tiến sĩ chế tạo nghiên cứu ảnh hưởng của bọc phủ polymer và ủ quang học lên tính chất quang của các hạt nano zns pha tạp mn cu

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (202 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN _______________________ Đặng Văn Thái CHẾ TẠO, NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BỌC PHỦ POLYMER VÀ Ủ QUANG HỌC LÊN TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS PHA TẠP Mn, Cu LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Hà Nội - 2018 1 2 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan luận án này là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả trong luận án là trung thực, các trích dẫn tài liệu tham khảo rõ ràng, không sao chép và sử dụng từ các công trình mà các tác giả khác đã công bố. Tác giả luận án Đặng Văn Thái 3 Lời cảm ơn Trải qua quá trình học tập, nghiên cứu nghiêm túc cùng sự giúp đỡ từ nhiều phía, tôi rất vui mừng và hạnh phúc vì đã hoàn thành luận án này. Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn Khoa Vật lý - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội.

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ đang công tác tại Bộ môn Quang lượng tử - Khoa Vật lý - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội. Tôi xin chân thành cảm ơn các học viên, nghiên cứu sinh đã cùng cộng tác và học tập tại Bộ môn Quang lượng tử - Khoa Vật lý - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội. Đặc biệt, tôi vô cùng biết ơn và xin dành lời cảm ơn chân thành sâu sắc nhất tới các Thầy giáo: PGS.TS Trần Minh Thi, PGS.TS Phạm Văn Bền. Các thầy đã dùng cả trí tuệ, tâm huyết để dạy dỗ và hướng dẫn tôi hoàn thành luận án.

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn để tài Nafosted mã số103-02.2017-28 đã hỗ trợ kinh phí cho các hoạt động nghiên cứu của luận án. Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Tác giả Đặng Văn Thái 4 MỤC LỤC Trang Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục .1 Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt.6 Danh mục các bảng.8 Danh mục các hình vẽ và đồ thị. TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU NANO ZnS:Mn, ZnS:Cu ĐƯỢC BỌC PHỦ POLYMER VÀ Ủ QUANG HỌC. GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU NANO BÁN DẪN.

Phân loại về vật liệu nano bán dẫn. Đặc trưng của vật liệu nano. Sự lượng tử hóa do kích thước. Hiệu ứng bề mặt.

Ứng dụng của vật liệu nano ZnS, ZnS pha tạp Mn, Cu. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO ZnS:Mn, ZnS:Cu. Phương pháp đồng kết tủa. Phương pháp thủy nhiệt.

BỌC PHỦ CÁC HẠT NANO ZnS:Mn, ZnS:Cu BẰNG PVP VÀ PVA. Polymer và phân loại. PVP, PVA và vai trò hoạt hóa bề mặt của chúng. Các loại chuyển dời điện tử trong PVP và PVA.

Phương pháp bọc phủ các hạt nano ZnS:Mn, ZnS:Cu bằng PVP và PVA. CẤU TRÚC TINH THỂ VÀ VÙNG NĂNG LƯỢNG CỦA VẬT LIỆU NANO ZnS:Mn, ZnS:Cu. Cấu trúc tinh thể của vật liệu nano ZnS. Cấu trúc vùng năng lượng của ZnS.

Ảnh hưởng của Mn, Cu lên cấu trúc tinh thể và vùng năng lượng của ZnS.TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Mn BỌC PHỦ PVP, PVA. Tính chất quang của các hạt nano ZnS:Mn bọc phủ PVP. Tính chất quang của các hạt nano ZnS:Mn bọc phủ PVA .TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Cu BỌC PHỦ PVP, PVA. Tính chất quang của các hạt nano ZnS:Cu bọc phủ PVP.

Tính chất quang của các hạt nano ZnS:Cu bọc phủ PVA. TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Mn, ZnS:Cu ĐƯỢC Ủ BẰNG BỨC XẠ QUANG HỌC. Ủ quang học các hạt nano. Tính chất quang của các hạt nano ZnS:Mn được ủ bằng bức xạ quang học.

Tính chất quang của các hạt nano ZnS:Cu được ủ bằng bức xạ quang học 61 Kết luận chương 1:. THỰC NGHIỆM CHẾ TẠO CÁC HẠT NANO ZnS:M/POLYMER VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. QUY TRÌNH CHẾ TẠO CÁC HẠT NANO ZnS:M/POLYMER BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒNG KẾT TỦA. Quy trình chế tạo các hạt nano ZnS:M/polymer bọc phủ từ đầu.

Quy trình chế tạo các hạt nano ZnS:M/polymer bọc phủ sau. QUY TRÌNH CHẾ TẠO CÁC HẠT NANO ZnS:Mn BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT. Ủ QUANG HỌC CÁC HẠT NANO ZnS:Mn, ZnS:Cu. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ HÌNH THÁI HỌC.

Nhiễu xạ kế tia X. Kính hiển vi điển tử quét. Kính hiển vi điện tử truyền qua JEM-1010. Kính hiển vi điện tử truyền qua JEOL - JEM 2100.

CÁC THIẾT BỊ PHÂN TÍCH NHIỆT TRỌNG LƯỢNG VÀ PHỔ HẤP THỤ HỒNG NGOẠI. Hệ phân tích nhiệt trọng lượng. Hệ đo phổ hấp thụ hồng ngoại FT-IR. CÁC THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG.

Hệ đo phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến UV-Vis. Hệ đo phổ phát quang MS-257 và Spectra Pro 2500i. Hệ đo phổ phát quang MS-257. Hệ đo phổ phát quang Spectra Pro 2500i.

Hệ đo phổ phát quang và kích thích phát quang .79 2 Kết luận chương 2:. ẢNH HƯỞNG CỦA PVP, PVA LÊN TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Mn. TÍNH CHẤT QUANG CỦA PVP VÀ PVA. Tính chất quang của PVP.

Đặc trưng cấu trúc của PVP. Tính chất quang của PVP. Tính chất quang của PVA. Đặc trưng cấu trúc của PVA.

Tính chất quang của PVA. ẢNH HƯỞNG CỦA PVP LÊN TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Mn. Đặc trưng cấu trúc của các hạt nano ZnS:Mn/PVP. Cấu trúc tinh thể và hình thái học của các hạt nano ZnS:Mn/PVP.

Phổ nhiệt trọng lượng và phổ hấp thụ hồng ngoại FT-IR của các hạt nano ZnS:Mn/PVP. Tính chất quang của các hạt nano ZnS:Mn/PVP. Phổ hấp thụ của các hạt nano ZnS:Mn/PVP. Phổ phát quang của các hạt nano ZnS:Mn/PVP.

Phổ kích thích phát quang của các hạt nano ZnS:Mn/PVP. Phổ phát quang của các hạt nano ZnS:Mn/PVP theo bước sóng kích thích. ẢNH HƯỞNG CỦA PVA LÊN TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Mn. Đặc trưng cấu trúc của các hạt nano ZnS:Mn/PVA.

Cấu trúc tinh thể và hình thái học của các hạt nano ZnS:Mn/PVA. Phổ nhiệt trọng lượng và hấp thụ hồng ngoại FT-IR của các hạt nano ZnS:Mn/PVA. Tính chất quang của các hạt nano ZnS:Mn/PVA. Phổ hấp thụ của các hạt nano ZnS:Mn/PVA.

Phổ phát quang của các hạt nano ZnS:Mn/PVA. Phổ kích thích phát quang của các hạt nano ZnS:Mn/PVA. Phổ phát quang của các hạt nano PT-ZnS:Mn/PVA theo bước sóng kích thích. ẢNH HƯỞNG CỦA KÍCH THƯỚC HẠT LÊN MỘT SỐ TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Mn, ZnS:Mn BỌC PHỦ PVP.

Cấu trúc tinh thể và hình thái học của các hạt nano ZnS:Mn, ZnS:Mn bọc phủ PVP. Ảnh hưởng của kích thước hạt lên một số tính chất quang của các hạt nano ZnS:Mn, ZnS:Mn/PVP. Ảnh hưởng của kích thước hạt lên cường độ trường tinh thể của các hạt nano ZnS:Mn bọc phủ PVP .118 Kết luận chương 3:. ẢNH HƯỞNG CỦA PVP, PVA LÊN TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Cu.

ẢNH HƯỞNG CỦA PVP LÊN TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Cu. Đặc trưng cấu trúc của các hạt nano ZnS:Cu/PVP. Cấu trúc tinh thể và hình thái học của các hạt nano ZnS:Cu/PVP. Phổ nhiệt trọng lượng và phổ hấp thụ hồng ngoại FT-IR của các hạt nano ZnS:Cu/PVP.

Tính chất quang của các hạt nano ZnS:Cu/PVP. Phổ hấp thụ của các hạt nano ZnS:Cu/PVP. Phổ phát quang của các hạt nano ZnS:Cu/PVP. Phổ kích thích phát quang của các hạt nano ZnS:Cu/PVP.

Phổ phát quang của các hạt nano ZnS:Cu/PVP theo bước sóng kích thích. ẢNH HƯỞNG CỦA PVA LÊN TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Cu. Đặc trưng cấu trúc của các hạt nano ZnS:Cu/PVA. Cấu trúc tinh thể và hình thái học của các hạt nano ZnS:Cu/PVA.

Phổ nhiệt trọng lượng và phổ hấp thụ hồng ngoại FT-IR của các hạt nano ZnS:Cu/PVA. Tính chất quang của các hạt nano ZnS:Cu/PVA. Phổ hấp thụ của các hạt nano ZnS:Cu/PVA. Phổ phát quang của các hạt nano ZnS:Cu/PVA .141 Kết luận chương 4:.

ẢNH HƯỞNG CỦA Ủ QUANG HỌC LÊN PHỔ PHÁT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Mn, ZnS:Cu/PVP. ẢNH HƯỞNG CỦA Ủ QUANG HỌC LÊN PHỔ PHÁT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Mn. Ảnh hưởng của ủ quang học lên phổ phát quang các hạt nano ZnS:Mn- TN. Cấu trúc tinh thể và hình thái học của các hạt nano ZnS:Mn- TN.Na2S2O3 được ủ bằng bức xạ quang học.

Phổ phát quang của các hạt nano ZnS:Mn-TN.Na2S2O3 được ủ bằng bức xạ quang học. Ảnh hưởng của ủ quang học lên phổ phát quang của các hạt nano ZnS:Mn- TN.Cấu trúc tinh thể và hình thái học của các hạt nano ZnS:Mn-TN.TGA được ủ bằng bức xạ quang học. Phổ phát quang của các hạt nano ZnS:Mn-TN.TGA được ủ bằng bức xạ quang học. ẢNH HƯỞNG CỦA Ủ QUANG HỌC LÊN PHỔ PHÁT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO ZnS:Cu/PVP.

Cấu trúc tinh thể và hình thái học của các hạt nano ZnS:Cu/PVP được ủ bằng bức xạ quang học. Phổ phát quang của các hạt nano ZnS:Cu/PVP được ủ bằng bức xạ quang học .3 ẢNH HƯỞNG CỦA CÔNG SUẤT BỨC XẠ Ủ LÊN PHỔ PHÁT QUANG CỦA ZnS:Mn VÀ ZnS:Cu/PVP. Ảnh hưởng của công suất bức xạ ủ lên phổ phát quang của ZnS:Mn. Ảnh hưởng của công suất bức xạ ủ lên phổ phát quang của các hạt nano ZnS:Cu/PVP .164 Kết luận chương 5: .170 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .172 TÀI LIỆU THAM KHẢO .

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Hạt nano ZnS:Mn,Cu: Bọc polymer, ủ quang học & tính chất quang" nghiên cứu về vấn đề gì?

Tài liệu: Luận án tiến sĩ chế tạo nghiên cứu ảnh hưởng của bọc phủ polymer và ủ quang học lên tính chất quang của các hạt nano zns pha tạp mn cu. Tải miễn phí t

Luận án "Hạt nano ZnS:Mn,Cu: Bọc polymer, ủ quang học & tính chất quang" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại trường đại học khoa học tự nhiên - đại học quốc gia hà nội. Năm bảo vệ: 2018.

Luận án "Hạt nano ZnS:Mn,Cu: Bọc polymer, ủ quang học & tính chất quang" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Hạt nano ZnS:Mn,Cu: Bọc polymer, ủ quang học & tính chất quang" thuộc chuyên ngành Vật lý. Danh mục: Vật Lý.

Luận án "Hạt nano ZnS:Mn,Cu: Bọc polymer, ủ quang học & tính chất quang" có bao nhiêu trang?

Luận án "Hạt nano ZnS:Mn,Cu: Bọc polymer, ủ quang học & tính chất quang" có 202 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Hạt nano ZnS:Mn,Cu: Bọc polymer, ủ quang học & tính chất quang" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter

Mục lục chi tiết

Tóm tắt nội dung