Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu chế tạo màng mỏng oxit từ các phức chất có khả năng thăng hoa

• Tác giả: Nguyễn Hoàng Lê
• Người hướng dẫn: PGS. Triệu Thị Nguyệt
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Hóa vô cơ
• Đề tài: Nghiên cứu chế tạo màng mỏng oxit từ các phức chất có khả năng thăng hoa
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Khả năng tạo phức của các ion kim loại
• 1.2. Khả năng tạo phức của ion Cu2+
• 1.3. Khả năng tạo phức của ion Zn2+
• 1.4. β-đixeton và các β-đixetonat kim loại
• 1.4.1. Đặc điểm cấu tạo và khả năng tạo phức của các β-đixeton
• 1.4.2. Ứng dụng của các β-đixetonat kim loại
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, MỤC ĐÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Mục đích, nội dung nghiên cứu
• 2.3. Các phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp xác định hàm lượng ion kim loại trong phức chất
• 2.3.2. Phương pháp thăng hoa các phức chất trong chân không
• 2.3.3. Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại
• 2.3.4. Phương pháp phân tích nhiệt
• 2.3.5. Giản đồ nhiễu xạ tia X
• 2.3.6. Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM)
• 2.3.7. Phổ tử ngoại – khả kiến (UV – Vis)
• 2.3.8. Phổ huỳnh quang
• 2.3.9. Đo hiệu ứng Hall
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Dụng cụ và hóa chất
• 3.2. Chuẩn bị hóa chất
• 3.3. Tổng hợp các phức chất
• 3.3.1. Tổng hợp axetylaxetonat của Cu2+
• 3.3.2. Tổng hợp axetylaxetonat của Zn2+
• 3.3.3. Tổng hợp các pivalat của Cu2+ và Zn2+
• 3.4. Kết quả và thảo luận
• 3.4.1. Xác định hàm lượng kim loại trong các sản phẩm
• 3.4.2. Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại
• 3.4.3. Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp phân tích nhiệt
• 3.4.4. Khảo sát khả năng thăng hoa của các phức chất
• 3.4.5. Chế tạo màng mỏng đồng (I) oxit từ đồng (II) axetylaxetonat và kẽm oxit từ kẽm axetylaxetonat và kẽm pivalat bằng phương pháp CVD
• 3.4.6. Quy trình chế tạo màng mỏng oxit bằng phương pháp CVD
• 3.4.7. Nghiên cứu chế tạo màng ZnO từ tiền chất Zn(Piv)2
• 3.4.8. Nghiên cứu chế tạo màng ZnO từ tiền chất Zn(acac)2
• 3.4.9. Nghiên cứu chế tạo màng Cu2O từ tiền chất Cu(acac)2
• 3.4.10. Chế tạo màng kép ZnO-Cu2O bằng phương pháp CVD
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu chế tạo màng mỏng oxit từ phức chất thăng hoa

Nghiên cứu chế tạo màng mỏng oxit từ các phức chất thăng hoa đang trở thành một lĩnh vực quan trọng trong khoa học vật liệu. Màng mỏng oxit có nhiều ứng dụng trong công nghệ điện tử, quang học và năng lượng. Việc sử dụng các phức chất có khả năng thăng hoa như β-đixetonat và cacboxylat kim loại giúp tạo ra các màng mỏng với tính chất vượt trội. Nghiên cứu này không chỉ mở ra hướng đi mới cho việc chế tạo màng mỏng mà còn góp phần vào sự phát triển của các công nghệ tiên tiến.

1.1. Định nghĩa và vai trò của màng mỏng oxit

Màng mỏng oxit là lớp vật liệu mỏng được tạo ra từ các oxit kim loại, có độ dày từ vài nanomet đến vài micromet. Chúng đóng vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng như cảm biến, pin mặt trời và linh kiện điện tử. Việc chế tạo màng mỏng oxit từ phức chất thăng hoa giúp cải thiện tính chất quang điện và độ bền của màng.

1.2. Lịch sử nghiên cứu màng mỏng oxit

Nghiên cứu về màng mỏng oxit bắt đầu từ những năm 1970, khi màng mỏng được sử dụng trong các ứng dụng quang học và điện tử. Các phức chất thăng hoa như β-đixetonat đã được phát triển để tạo ra màng mỏng với chất lượng cao. Sự phát triển này đã mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực vật liệu.

II. Thách thức trong nghiên cứu chế tạo màng mỏng oxit từ phức chất thăng hoa

Mặc dù có nhiều tiềm năng, việc chế tạo màng mỏng oxit từ phức chất thăng hoa cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như độ tinh khiết của phức chất, điều kiện thăng hoa và kiểm soát quá trình lắng đọng cần được giải quyết để đạt được kết quả tốt nhất.

2.1. Độ tinh khiết của phức chất

Độ tinh khiết của phức chất là yếu tố quyết định đến chất lượng của màng mỏng. Các tạp chất có thể ảnh hưởng đến tính chất quang điện và độ bền của màng. Do đó, việc tổng hợp và tinh chế phức chất là rất quan trọng.

2.2. Điều kiện thăng hoa và lắng đọng

Điều kiện thăng hoa như nhiệt độ và áp suất cần được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo quá trình lắng đọng diễn ra hiệu quả. Sự thay đổi trong các điều kiện này có thể dẫn đến sự biến đổi trong cấu trúc và tính chất của màng mỏng.

III. Phương pháp chế tạo màng mỏng oxit từ phức chất thăng hoa

Có nhiều phương pháp chế tạo màng mỏng oxit từ phức chất thăng hoa, trong đó phương pháp lắng đọng hơi hóa học (CVD) là phổ biến nhất. Phương pháp này cho phép tạo ra màng mỏng với độ dày và tính chất mong muốn.

3.1. Phương pháp lắng đọng hơi hóa học CVD

CVD là phương pháp chế tạo màng mỏng bằng cách lắng đọng các tiền chất từ pha hơi lên bề mặt chất nền. Phương pháp này cho phép kiểm soát tốt các thông số và tạo ra màng mỏng với độ tinh khiết cao.

3.2. Quy trình thăng hoa phức chất

Quy trình thăng hoa phức chất bao gồm việc làm nóng phức chất trong môi trường chân không để chuyển đổi nó thành hơi. Sau đó, hơi này được lắng đọng lên bề mặt chất nền để tạo thành màng mỏng. Quy trình này cần được tối ưu hóa để đạt được hiệu suất cao.

IV. Ứng dụng thực tiễn của màng mỏng oxit từ phức chất thăng hoa

Màng mỏng oxit từ phức chất thăng hoa có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như điện tử, quang học và năng lượng. Chúng được sử dụng trong các thiết bị như cảm biến, pin mặt trời và màn hình hiển thị.

4.1. Ứng dụng trong công nghệ điện tử

Màng mỏng oxit được sử dụng trong các linh kiện điện tử như transistor và diode. Chúng giúp cải thiện hiệu suất và độ bền của các thiết bị điện tử.

4.2. Ứng dụng trong công nghệ quang học

Màng mỏng oxit cũng được sử dụng trong các ứng dụng quang học như bộ lọc và gương phản xạ. Chúng giúp cải thiện chất lượng hình ảnh và hiệu suất quang học của các thiết bị.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu chế tạo màng mỏng oxit

Nghiên cứu chế tạo màng mỏng oxit từ phức chất thăng hoa đang mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực vật liệu. Với sự phát triển của công nghệ, các phức chất mới và phương pháp chế tạo tiên tiến sẽ tiếp tục được nghiên cứu để cải thiện chất lượng và hiệu suất của màng mỏng.

5.1. Tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu trong lĩnh vực này sẽ tiếp tục phát triển với sự xuất hiện của các phức chất mới và công nghệ chế tạo tiên tiến. Điều này sẽ giúp mở rộng ứng dụng của màng mỏng oxit trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

5.2. Định hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình chế tạo và phát triển các phức chất mới có khả năng thăng hoa tốt hơn. Điều này sẽ giúp nâng cao chất lượng và hiệu suất của màng mỏng oxit.