- 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN VẬT LÝ KỸ THUẬT TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Tên luận văn: Nghiên cứu tính chất quang, điện của vật liệu CuO và Fe2O3 có cấu trúc thấp chiều. - Lí do chọn đề tài Ngày nay việc nghiên cứu và phát triển công nghệ nano đã được phát triển và quan tâm nghiên cứu trên rất nhiều lĩnh vực bởi nó đã cải thiện nhiều tính năng của vật liệu khi ở dạng khối. - Nhiều vật liệu đã được thương mại hóa trong nhiều lĩnh vực như điện tử, y tế, môi trường, quân sự… Trong đó, vật liệu ôxít kim loại bán dẫn đã cho thấy là ứng viên hàng đầu cho các loại vật liệu thông minh. - Trong số những ôxít kim loại bán dẫn thì vật liệu CuO và Fe2O3 là một trong những chủ đề đang được quan tâm nghiên cứu bởi các tính chất thú vị tiềm năng trong nhiều ứng dụng. - Chính vì vậy trong nghiên cứu của mình, tôi đã chọn đề tài : “Nghiên cứu tính chất quang, điện của vật liệu CuO và Fe2O3 có cấu trúc thấp chiều”. - Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Lựa chọn đề tài luận văn: “Nghiên cứu tính chất quang, điện của vật liệu CuO và Fe2O3 có cấu trúc thấp chiều”. - Với mục đích nhằm: 1- Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano CuO và vật liệu nano Fe2O3 đa hình thái bằng phương pháp nhiệt thuỷ phân. - 2- Nghiên cứu cơ chế hình thành và phát triển của vật liệu. - 3- Khảo sát tính chất điện của vật liệu CuO và Fe2O3 cấu trúc nano thông qua khảo sát đặc trưng nhạy khí của vật liệu. - 4- Đánh giá sơ bộ tính chất quang của vật liệu. - 2 Nội dung chính của luận văn Ngoài phần Mở đầu, Kết luận và Danh mục tài liệu tham khảo, luận văn có bố cục gồm 3 chương: Chương 1: Trình bày tổng quan về vật liệu CuO và Fe2O3 cấu trúc nano và các ứng dụng. - Chương 2: Chế tạo vật liệu nano CuO đa hình thái và vật liệu nano Fe2O3 dạng cầu gai bằng phương pháp nhiệt thuỷ phân, các phương pháp và kỹ thuật đo đạc sử dụng trong nghiên cứu. - Chương 3: Trình bày các kết quả liên quan đến hình thái và cấu trúc vật liệu nano CuO và Fe2O3 thông qua các phép đo SEM, TEM, XRD và thảo luận về cơ chế hình thành vật liệu. - Bên cạnh đó tính chất điện của vật liệu được thảo luận trên khả năng ứng dụng làm vật liệu nhạy khí. - Tính chất quang được thảo luận dựa trên kết quả đo phổ huỳnh quang của vật liệu. - Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện những mục đích nói trên, tôi đã sử dụng các phương pháp thực nghiệm sau đây. - Sử dụng phương pháp nhiệt thuỷ phân để chế tạo vật liệu. - Để nghiên cứu các đặc tính cấu trúc của vật liệu, tiến hành phân tích các mẫu vật liệu bằng phương pháp thu ảnh phổ nhiễu xạ tia X (XRD). - Bên cạnh đó, các hình thái bề mặt và kích thước của vật liệu cũng được nghiên cứu khảo sát. - Các phương pháp phân tích bề mặt có thể kể đến như ảnh hiển vi điện tử quét phát xạ trường FESEM và ảnh hiển vi điện tử truyền qua TEM. - Khảo sát tính chất điện trên cơ sở đo đặc trưng nhạy khí. - Bằng phương pháp nhiệt thủy phân từ tiền chất là Cu(NO3)2.3H2O, NH4HCO3, NH4OH và NaOH cùng với sự có mặt của chất hoạt động bề mặt PEG các dạng vật liệu nano CuO đa hình thái như thanh, lá và hoa đã được chế tạo. - Hoa nano CuO với cánh là các tấm xếp lại với nhau có đường kính vài μm, bề dày của mỗi tấm khoảng 15 nm. - Bên cạnh đó, cấu trúc hoa nano CuO với cánh là các thanh nano có đường kính khoảng 100 nm và chiều dài vài trăm nm đã được chế tạo. - 3 Đã chế tạo vật liệu nao Fe2O3 dạng cầu gai từ các tiền chất Fe(NO3)3.3H2O và NH4OH. - Đã tiến hành đo tính chất điện của vật liệu nano CuO đa hình thái và vật liệu nano α-Fe2O3 dạng cầu gai thông qua đo đặc trưng nhạy khí của vật liệu. - Kết quả cho thấy vật liệu nano CuO với các hình thái khác nhau đều chọn lọc với hơi cồn. - Lá nano CuO cho đặc tính nhạy khí tốt hơn cả với nhiệt độ làm việc tối ưu là 250ºC. - Thời gian đáp ứng và hồi phục của màng vật liệu tương ứng là 23 giây và 74 giây. - Khảo sát sự lặp lại của màng vật liệu cho thấy, vật liệu có tính ổn định cao. - Vật liệu lá nano CuO có tiềm năng ứng dụng trong chế tạo cảm biến phát hiện hơi cồn. - Bên cạnh đó, kết quả khảo sát tính chất điện của vật liệu nano α-Fe2O3 dạng cầu gai với hơi cồn cho thấy độ nhạy tăng mạnh so với vật liệu CuO (16 lần khi có sự xuất hiện 1500 ppm), tuy nhiên tính ổn định và thời gian phục hồi kém hơn. - Đã khảo khảo sát đánh giá sơ bộ tính chất quang của vật liệu thông qua kết quả đo phổ huỳnh quang với hoa nano CuO (M3)
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt