Khóa luận Chế tạo và nghiên cứu tính chất cấu trúc, tính chất quang của bột ZnO chế tạo bằng phương pháp sol-Gel và màng ZnO chế tạo bằng phương pháp phun tĩnh điện

ZnO là chất bán dẫn thuộc loại AIIBVI, có vùng cấm rộng ở nhiệt độ phòng cỡ 3.3 eV [23], chuyển rời điện tử thẳng, exiton tự do có năng lượng liên kết lớn ( cỡ 60 meV). ZnO được ứng dụng trong [24,28] thiết bị phát xạ UV, pin mặt trời , thiết bị sóng âm khối, thiết bị sóng âm bề mặt. So với các chất bán dẫn khác, ZnO có được tổ hợp của nhiều tính chất quý báu, bao gồm tính chất điện, tính chất quang và áp điện, nhiệt độ thăng hoa và nóng chảy cao, bền vững với môi trường hidro, tương thích với các ứng dụng trong môi trường chân không, [24] ngoài ra ZnO còn là chất dẫn nhiệt tốt, tính chất nhiệt ổn định. Do có nhiều tính chất ưu việt như vậy nên vật liệu ZnO có nhiều ứng dụng trong khoa học công nghệ và đời sống. Mặt khác bán dẫn ZnO còn là môi trường tốt để pha thêm các ion quang tích cực. Vì thế pha thêm các ion kim loại chuyển tiếp vào bán dẫn ZnO tạo thành bán dẫn từ pha loãng(DMSs) có khả năng mang đầy đủ các tính chất: điện, quang, từ mở ra nhiều ứng dụng đặc biệt là các thiết bị điện tử nền spin .[20]. Nano tinh thể là vật liệu đang được các nhà khoa học quan tâm , do những đặc tính vật lý mới mà vật liệu khối không có được. Những nano tinh thể có kích thước nhỏ hơn bán kính exiton Borh được gọi là các chấm lượng tử. Ở đó xuất hiệu ứng đặc biệt mà vật liệu khối không có được, đó là hiệu ứng giam giữ lượng tử . Các tính chất vật lý của vật liệu đều có một giới hạn về kích thước. Nếu vật liệu chế tạo được nhỏ hơn kích thước này thì xuất hiện nhiều tính chất mới rất phong phú [10]. Vì thế việc nghiên cứu và chế tạo vật liệu ZnO kích thước nano có ý nghĩa đặc biệt quan trọng. Vật liệu ZnO có thể tồn tại 2 dạng : bột và màng trong đó mỗi loại có những ứng dụng khác nhau: Màng mỏng ZnO có nhiều ứng dụng trong đời sống: chế tạo pin mặt trời do màng mỏng ZnO có độ dẫn điện và độ truyền qua cao, chế tạo diot phát quang, do ZnO có khả năng tránh tác dụng của điện từ trường và tia tử ngoại vì nó có khả năng hấp thụ ánh sáng tử ngoại, chế tạo các sensor khí và vật liệu áp điện . Bột ZnO được trộn trong kem, mỹ phẩm hoặc phấn rôm có tác dụng hấp thụ tia tử ngoại bảo vệ da, làm chất phụ gia trong công nghiệp sơn. Khi pha tạp chất thích hợp bột ZnO dùng làm chất quang dẫn trong công nghệ ảnh, công nghệ gốm và chế tạo các vasistor [ 6]. Bên cạnh đó vật liêụ bán dẫn ZnO pha thêm kim loại chuyển tiếp có thể có cả tính chất của vật liệu từ và tính chất của vật liệu bán dẫn, có tên gọi là bán dẫn từ pha loãng ( DMSs), hiện nay loại vật liệu này đang được nghiên cứu một cách rộng rãi và có nhiều kết quả đáng chú ý. Do những đặc tính quý báu và khả năng ứng dụng cao nên ZnO được chọn làm đối tượng nghiên cứu của khóa luận. Dựa trên những điều kiện hiện có của phòng thí nghiệm em lựa chọn đề tài: “ Chế tạo và nghiên cứu tính chất cấu trúc, tính chất quang của bột ZnO chế tạo bằng phương pháp sol-gel và màng ZnO chế tạo bằng phương pháp phun tĩnh điện ”. Kế thừa công nghệ chế tạo bột và màng ZnO. Mục đích của khóa luận: Chế tạo: - Chế tạo mẫu bột ZnO bằng phương pháp sol-gel - Chế tạo mẫu màng ZnO bằng phương pháp phun tĩnh điện Nghiên cứu : - Khảo sát cấu trúc tinh thể của bột ZnO ở các nhiệt độ ủ khác - Khảo sát tính chất cấu trúc và tính chất bề mặt của mẫu màng ở các nhiệt độ đế khác nhau. Đối tượng nghiên cứu: Bột ZnO, màng ZnO được chọn làm đối tượng nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu : - Các mẫu màng chế tạo bằng phương pháp phun tĩnh điện từ dung dịch chế tạo bằng phương pháp sol-gel. - Mẫu bột chế tạo bằng phương pháp sol-gel. Bố cục luận văn: gồm 56 trang, 50 hình vẽ, chia thành 3 chương: Chương I: Trình bày tổng quan về vật liệu ZnO. Chương II: Giới thiệu về các công nghệ chế tạo, các phương pháp nghiên cứu bột và màng ZnO. Chương III : Chế tạo và kết quả. Cuối cùng là phần kết luận và tài liệu tham khảo.

TÀI LIỆU LUẬN VĂN CÙNG DANH MỤC