Nghiên cứu cấu trúc nano AIIBVI và khả năng ứng dụng của nó

• Tác giả: Nguyễn Phương Mai
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Việt Tuyên
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Vật lý chất rắn
• Đề tài: Cấu Trúc Nano AIIBVI: Ứng Dụng Và Tiềm Năng Trong Nghiên Cứu
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu chung về bán dẫn
• 1.2. Vật liệu PbS
• 1.3. Cấu trúc điện tử
• 1.4. Cấu trúc vùng năng lượng của PbS
• 1.5. Vật liệu ZnO
• 1.6. Vật liệu nano vàng (Au)
• 1.7. Vật liệu ZnO/Au
• 1.8. Nhận biết glucose bằng phương pháp điện hóa
• 1.9. Phương pháp tán xạ Raman tăng cường
• 1.10. Hiệu ứng và cơ chế tăng cường tán xạ Raman bề mặt
• 1.11. Hiệu ứng tăng cường Raman
• 1.12. Cơ chế tăng cường điện từ
• 1.13. Cơ chế tăng cường hóa học
• 1.14. Tổng quan về nhận biết glucose bằng tán xạ Raman tăng cường
• 2. CHƯƠNG II: CHẾ TẠO HẠT NANO CỦA PbS
• 2.1. Chế tạo hạt nano ZnO
• 2.2. Nhiễu xạ tia X
• 2.3. Kính hiển vi điện tử quét
• 2.4. Phổ hấp thụ quang học UV - VIS
• 3. CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Khảo sát vật liệu ZnO và ZnO/Au
• 3.2. Khảo sát cấu trúc thanh nano ZnO
• 3.3. Vật liệu nano ZnO phủ Au
• 3.4. Khả năng tái sử dụng của đế SERS
• 3.5. Khảo sát vật liệu PbS
• 3.6. Khảo sát hình ảnh bề mặt
• 3.7. Khảo sát cấu trúc của vật liệu
• 3.8. Thành phần hóa học và tính chất hấp thụ
• 3.9. Dùng sensor PbS đo glucose
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về cấu trúc nano AIIBVI

Cấu trúc nano AIIBVI là một trong những loại vật liệu nano quan trọng trong nghiên cứu khoa học vật liệu. Vật liệu này bao gồm các hợp chất bán dẫn như PbS và ZnO, có tính chất điện và quang học đặc biệt. Cấu trúc nano này được chế tạo với kích thước nhỏ, giúp tăng cường diện tích bề mặt và cải thiện tính chất vật lý của vật liệu. Việc nghiên cứu và phát triển công nghệ nano trong lĩnh vực này đã mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong các lĩnh vực như y học, công nghiệp và môi trường. Theo nghiên cứu, tính năng của AIIBVI cho thấy khả năng ứng dụng cao trong việc phát hiện và nhận biết các chất hóa học ở nồng độ thấp, nhờ vào tính nhạy cảm của nó trong các phép đo điện hóa và quang học.

1.1. Tính chất vật liệu nano

Vật liệu nano AIIBVI có nhiều tính chất vật lý độc đáo, bao gồm tính dẫn điện, tính quang học và khả năng tương tác với ánh sáng. Những tính chất này phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của cấu trúc nano. Nghiên cứu cho thấy rằng khi kích thước của vật liệu giảm xuống cấp độ nano, các tính chất như độ dẫn điện và khả năng hấp thụ ánh sáng sẽ thay đổi đáng kể. Điều này mở ra khả năng ứng dụng trong các thiết bị cảm biến, nơi mà độ nhạy và độ chính xác là rất quan trọng. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng vật liệu nano có thể được sử dụng để phát hiện các chất độc hại trong môi trường, nhờ vào khả năng tương tác mạnh mẽ với các phân tử mục tiêu.

II. Ứng dụng của cấu trúc nano AIIBVI

Cấu trúc nano AIIBVI đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong y học, vật liệu này được sử dụng để phát triển các cảm biến sinh học nhằm theo dõi nồng độ glucose trong máu. Các cảm biến này hoạt động dựa trên nguyên lý điện hóa, cho phép đo lường nồng độ glucose một cách chính xác và nhanh chóng. Ngoài ra, công nghệ nano cũng được áp dụng trong việc phát triển các thiết bị quang học, như đèn LED và laser, nhờ vào tính chất quang học vượt trội của vật liệu nano. Việc sử dụng vật liệu nano trong công nghiệp cũng đang gia tăng, đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất các thiết bị điện tử và cảm biến khí.

2.1. Ứng dụng trong y học

Trong lĩnh vực y học, cấu trúc nano AIIBVI đã chứng minh được tiềm năng to lớn trong việc phát triển các thiết bị cảm biến sinh học. Các cảm biến này có khả năng phát hiện nồng độ glucose trong máu một cách nhanh chóng và chính xác, giúp bệnh nhân tiểu đường theo dõi tình trạng sức khỏe của mình. Việc sử dụng enzyme oxidase glucose (GOx) trong các cảm biến này cho phép đo lường nồng độ glucose thông qua phản ứng điện hóa, tạo ra hydrogen peroxide. Điều này không chỉ giúp cải thiện chất lượng cuộc sống của bệnh nhân mà còn mở ra hướng đi mới trong nghiên cứu và phát triển các thiết bị y tế thông minh.

III. Tiềm năng nghiên cứu và phát triển

Tiềm năng nghiên cứu và phát triển của cấu trúc nano AIIBVI là rất lớn. Các nghiên cứu hiện tại đang tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình chế tạo và cải thiện tính chất của vật liệu. Việc phát triển các phương pháp chế tạo mới, như phún xạ và lắng đọng hóa học, có thể giúp tạo ra các cấu trúc nano với tính chất vượt trội hơn. Hơn nữa, việc nghiên cứu sâu hơn về tính năng của AIIBVI có thể dẫn đến những ứng dụng mới trong các lĩnh vực như năng lượng tái tạo và bảo vệ môi trường. Các nghiên cứu về khả năng ứng dụng của vật liệu nano trong việc xử lý nước thải và phát triển các thiết bị năng lượng mặt trời đang được tiến hành, cho thấy tiềm năng to lớn của vật liệu này trong tương lai.

3.1. Nghiên cứu và phát triển công nghệ mới

Nghiên cứu và phát triển công nghệ mới trong lĩnh vực công nghệ nano là rất cần thiết để khai thác tối đa tiềm năng của cấu trúc nano AIIBVI. Các nghiên cứu hiện tại đang hướng tới việc cải thiện quy trình chế tạo, nhằm tạo ra các vật liệu với tính chất tối ưu hơn. Việc áp dụng các công nghệ tiên tiến như in 3D và công nghệ nano trong sản xuất có thể giúp giảm chi phí và tăng hiệu quả sản xuất. Hơn nữa, việc phát triển các ứng dụng mới trong lĩnh vực năng lượng và môi trường sẽ mở ra nhiều cơ hội cho việc sử dụng vật liệu nano trong thực tiễn.