Khóa luận Chế tạo bột SnO2, SnO2:Co và nghiên cứu cấu trúc, kích thước hạt, tính chất từ của chúng

Trong thời gian gần đây, các nhà nghiên cứu vật lý và nhiều nhóm nghiên cứu khoa học đã tìm ra những vật liệu bán dẫn mới có nhiều ứng dụng trong khoa học và công nghệ. Đáng chú ý là vật liệu bán dẫn được pha tạp với các nguyên tố kim loại chuyển tiếp (nhóm 3d) để được các hợp chất gọi là bán dẫn pha từ loãng (DMS-Diluted magnetic Semiconductors). Vật liệu này vừa có tính chất bán dẫn, vừa có tính chất từ nên có nhiều ứng dụng, đặc biệt trong kỹ thuật điện tử. Nhiều báo cáo khoa học trong thời gian gần đây tập trung vào vật liệu bán dẫn pha từ loãng điển hình là ZnO pha các nguyên tố nhóm 3d tạo và đã thu được những kết quả khoa học tốt mở đường cho các ứng dụng của vật liệu này. Không chỉ dừng lại ở ZnO mà các nghiên cứu tiếp tục mở rộng tìm kiếm, phát hiện các vật liệu bán dẫn pha từ loãng mới, một trong số đó là SnO2. SnO2 là một trong những vật liệu có các ứng dụng thực tế trong nhiều lĩnh vực khác nhau của khoa học và đời sống. SnO2 là chất bán dẫn thuộc nhóm AIVBVI, nó có vùng cấm rộng (~3,6eV), tính truyền qua cao, tính dẫn điện và hoạt động hóa học mạnh. Đây là các tính chất hấp dẫn của vật liệu để tạo ra khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: chế tạo điện cực pin mặt trời, gương phản xạ nhiệt, sensor hóa học SnO2 đã có những ứng dụng thành công trong các lĩnh vực trên, trong những nghiên cứu gần đây cho thấy từ những dự đoán lý thuyết ban đầu một số phòng thí nghiệm đã nghiên cứu pha tạp chất kim loại chuyển tiếp nhóm 3d (Fe, Co, Ni, Mn ) vào SnO2. Kết quả các thí nghiệm đã phát hiện SnO2 là một loại vật liệu bán dẫn pha từ loãng thể hiện tính sắt từ tại nhiệt độ phòng [2, 3, 4, 5]. Trong đó vật liệu SnO¬2 pha tạp chất Co thể hiện tính sắt từ phức tạp nên nó đang được nhiều nhóm nghiên cứu quan tâm bởi không phải trên tất cả các mẫu SnO2: Co đều quan sát thấy hiệu ứng sắt từ [2, 3, 4]. Mặt khác, nguồn gốc và bản chất tương tác dẫn đến hiệu ứng sắt từ của vật liệu vẫn chưa được các nhà khoa học thống nhất [2, 5]. Những nghiên cứu về SnO2 đã được tiến hành tại khoa vật lý trong thời gian vừa qua tập trung chủ yếu về màng mỏng SnO2 ứng dụng trong nghiên cứu chế tạo sensor khí [9]. Các nghiên cứu về tính chất từ cũng như các tính chất khác của vật liệu SnO2 với tư cách là vật liệu bán dẫn pha từ loãng chưa được tiến hành. Với những lí do nêu trên, dựa vào những điều kiện và trang thiết bị hiện có trong phòng thí nghiệm của tổ bộ môn Vật Lý Chất Rắn, chúng tôi chọn đề tài của khoá luận là: “Chế tạo bột SnO2 , SnO2:Co và nghiên cứu cấu trúc, kích thước hạt, tính chất từ của chúng”. Mục đích của khoá luận: - Chế tạo bột SnO2 và SnO2:Co bằng phương pháp hoá tổng hợp. - Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ, nồng độ tạp chất lên cấu trúc, kích thước hạt và tính chất từ của vật liệu SnO2: Co. Phương pháp nghiên cứu: Khoá luận được tiến hành bằng phương pháp thực nghiệm. Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, nội dung của khoá luận được trình bày trong 3 chương: Chương 1: Tổng quan: Trình bày sơ lược các tính chất vật lý chung của Sn, SnO2, các phương pháp chế tạo và khảo sát mẫu, các nghiên cứu về vật liệu SnO2 và SnO2 pha tạp Co. Chương 2: Thực nghiệm: Trình bày công nghệ chế tạo và các hệ đo được sử dụng. Chương 3: Kết quả và thảo luận.

TÀI LIỆU LUẬN VĂN CÙNG DANH MỤC