I. Luận án tiến sĩ
Luận án tiến sĩ này tập trung vào việc chế tạo và nghiên cứu các tính chất quang của màng mỏng nanocomposite SiO2-ZnO được pha tạp với các ion Eu3+ và Er3+. Nghiên cứu này nhằm mục đích phát triển các vật liệu quang học tiên tiến, có khả năng ứng dụng trong các thiết bị quang tử và truyền thông. Luận án được thực hiện bởi nghiên cứu sinh Lê Thị Thu Hiền dưới sự hướng dẫn của GS. TS Nguyễn Đức Chiến và PGS. TS Trần Ngọc Khiêm.
1.1. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của luận án tiến sĩ là chế tạo và nghiên cứu các tính chất quang của màng mỏng nanocomposite SiO2-ZnO được pha tạp với ion Eu3+ và Er3+. Nghiên cứu này nhằm tạo ra các vật liệu có khả năng phát quang hiệu quả, ứng dụng trong các thiết bị quang tử và truyền thông quang học.
1.2. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp chế tạo màng mỏng được thực hiện thông qua kỹ thuật sol-gel kết hợp với phủ màng spin-coating. Các tính chất quang của vật liệu được nghiên cứu thông qua các phương pháp phân tích như phổ huỳnh quang, phổ nhiễu xạ tia X (XRD), và hiển vi điện tử quét (SEM).
II. Chế tạo màng mỏng nanocomposite SiO2 ZnO
Quá trình chế tạo màng mỏng nanocomposite SiO2-ZnO được thực hiện bằng phương pháp sol-gel và phủ màng spin-coating. Các ion Eu3+ và Er3+ được pha tạp vào vật liệu để cải thiện các tính chất quang. Quy trình này bao gồm các bước chuẩn bị hóa chất, tạo sol, phủ màng, và ủ nhiệt.
2.1. Chuẩn bị hóa chất và dụng cụ
Các hóa chất chính được sử dụng bao gồm SiO2, ZnO, và các hợp chất chứa ion Eu3+ và Er3+. Dụng cụ chính bao gồm máy khuấy từ, máy quay phủ, và lò ủ nhiệt.
2.2. Quy trình chế tạo
Quy trình chế tạo bao gồm các bước: tạo sol từ các tiền chất, phủ màng lên đế bằng phương pháp spin-coating, và ủ nhiệt để tạo thành màng mỏng nanocomposite SiO2-ZnO pha tạp ion Eu3+ và Er3+.
III. Nghiên cứu tính chất quang của màng mỏng
Các tính chất quang của màng mỏng nanocomposite SiO2-ZnO được nghiên cứu thông qua các phương pháp phân tích như phổ huỳnh quang, phổ kích thích huỳnh quang, và phổ nhiễu xạ tia X (XRD). Kết quả cho thấy sự phụ thuộc của tính chất quang vào nồng độ pha tạp và nhiệt độ ủ.
3.1. Phổ huỳnh quang
Phổ huỳnh quang của màng mỏng được đo để xác định các đặc điểm phát quang của vật liệu. Kết quả cho thấy sự phụ thuộc của cường độ huỳnh quang vào nồng độ ion Eu3+ và Er3+.
3.2. Phổ nhiễu xạ tia X XRD
Phổ nhiễu xạ tia X (XRD) được sử dụng để phân tích cấu trúc tinh thể của vật liệu. Kết quả cho thấy sự hình thành các pha tinh thể ZnO và SiO2 trong màng mỏng.
IV. Ứng dụng quang học của vật liệu
Vật liệu nanocomposite SiO2-ZnO pha tạp ion Eu3+ và Er3+ có tiềm năng ứng dụng trong các thiết bị quang học như bộ khuếch đại quang, cảm biến quang, và các thiết bị truyền thông quang học. Các tính chất quang của vật liệu cho phép nó hoạt động hiệu quả trong các ứng dụng này.
4.1. Bộ khuếch đại quang
Vật liệu có khả năng phát quang hiệu quả ở các bước sóng cụ thể, làm cho nó trở thành ứng cử viên tiềm năng cho các bộ khuếch đại quang trong hệ thống truyền thông quang học.
4.2. Cảm biến quang
Các tính chất quang của vật liệu cũng có thể được sử dụng trong các cảm biến quang, giúp phát hiện và đo lường các tín hiệu quang học một cách chính xác.
