Bản quyền thuộc về Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Địa chỉ: Số 1 Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội
Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu chế tạo và tính chất của một số vật liệu nano trên cơ sở Si và Ge - NCS Lê Thành Công
Ngày đăng: 15/12/2021Tên luận án: Nghiên cứu chế tạo và tính chất của một số vật liệu nano trên cơ sở Si và Ge
Ngành: Khoa học Vật liệu; Mã số: 9440122
Nghiên cứu sinh: Lê Thành Công
Người hướng dẫn khoa học:
1. TS. Nguyễn Đức Dũng
2. TS. Ngô Ngọc Hà
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
TÓM TẮT KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN
Luận án này đã tổng quan được kiến thức về vật liệu nano Si và Ge. Đây là loại vật liệu bán dẫn vùng cấm xiên điển hình có hiệu xuất huỳnh quang kém. Sự tái hợp phát xạ của điện tử lỗ trống được tăng cường mạnh ở các cấu trúc nano. Độ rộng vùng cấm và nhiều tính chất thay đổi theo hình thái cấu trúc của chúng. Tính chất của loại vật liệu này phụ thuộc khá nhiều vào điều kiện chế tạo cũng như phương thức xử lý. Để có thể ứng dụng hiệu quả loại vật liệu này, việc kiểm soát cũng như điều chỉnh được các đặc tính của chúng là cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao. Luận án này sẽ trình bày nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất một số vật liệu Si và Ge cấu trúc nano, cụ thể ở đây là các loại dây nano Si và cấu trúc tinh thể Ge. Các kết quả chính bao gồm:
- Đối với dây nano Si chế tạo bằng phương pháp bốc bay nhiệt: Chế tạo thành công các cấu trúc dây SiOx (x < 2) bằng phương pháp bốc bay nhiệt trên cơ sở lắng đọng pha hơn - lỏng - rắn (VLS); Các dây SiOx hình thành có đường kính từ 50 - 100 nm và chiều dài phụ thuộc vào thời gian bốc bay; Thu nhận được dải phát huỳnh quang yếu vùng hồng ngoại (600 ÷ 900 nm), liên hệ với các cấu trúc tinh thể nano Si kích thước 2- 6 nm tồn tại trong cấu trúc dây;
- Đối với dây nano Si chế tạo bằng phương pháp ăn mòn hóa học: Chế tạo thành công các dây SiNWs của 2 loại Si (p và n), định hướng (100), bằng phương pháp MACE với nồng độ AgNO3 từ 10-35 mM; Đường kính dây nằm trong khoảng 100 - 200 nm, ít phụ thuộc vào dải nồng độ AgNO3 khảo sát; chiều dài dây phụ thuộc tuyến tính vào thời gian ăn mòn, đạt khoảng 20 mm sau khoảng thời gian ăn mòn 90 phút; Sự phát quang mạnh tại dải bước song 600 - 900 nm xuất phát từ sự hình thành các hạt nano Si trên vách của các dây nano Si; Đề xuất được cơ chế hình thành các hạt nano Si thông qua tâm tạp B của vật liệu Si loại p và liên hệ chúng với tính chất quang đặc trưng.
- Đối với các tinh thể nano Ge chế tạo bằng phương pháp phún xạ ca tốt: Chế tạo thành công các tinh thể Ge cấu trúc FCC đơn pha kích thước 5 ÷ 10 nm phân tán trong mạng nền SiO2; Kích thước của các GeNCs từ 5-10 nm tăng theo nhiệt độ ủ và thành phần Ge; Hệ số dịch đỉnh phổ Raman theo thông lượng quang học của vật liệu Ge là một hằng số:
KGe = ∆Rs/α/Φ = - 1.4 ×10-9 ± 25% (cm2 × W-1).
Lê Thành Công.rar