ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC VŨ THỊ HỒNG NGÂN CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA NANO TINH THỂ CdSe KHÔNG SỬ DỤNG TRIOCTYLPHOSPHINE LUẬN VĂN THẠC SĨ QUANG HỌC THÁI NGUYÊN - 2018 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC VŨ THỊ HỒNG NGÂN CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA NANO TINH THỂ CdSe KHÔNG SỬ DỤNG TRIOCTYLPHOSPHINE Ngành: Quang học Mã số: 8440110 LUẬN VĂN THẠC SĨ QUANG HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN THỊ LUYẾN THÁI NGUYÊN - 2018 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, cho phép em được gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới TS. Nguyễn Thị Luyến là người đã trực tiếp hướng dẫn khoa học, chỉ bảo tận tình và tạo điều kiện tốt nhất giúp em trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn. Em xin được gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo trong Khoa Vật Lý - Trường Đại học Khoa học Thái Nguyên đã dạy dỗ và trang bị cho em những tri thức khoa học và tạo điều kiện học tập thuận lợi cho em trong suốt thời gian qua. Cuối cùng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và tình yêu thương tới gia đình và bạn bè - nguồn động viên quan trọng nhất về mặt tinh thần cũng như vật chất giúp tôi có điều kiện học tập và nghiên cứu khoa học như ngày hôm nay. Xin trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 10 tháng 10 năm 2018 Học viên Vũ Thị Hồng Ngân i LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN . ii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT . iv DANH MỤC CÁC BẢNG .v DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ . vi MỞ ĐẦU .5 TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA NANO TINH THỂ BÁN DẪN CdSe . Sự giam giữ lượng tử đối với hạt tải . Biểu hiện của sự giam giữ lượng tử . Cấu trúc vùng năng lượng của bán dẫn . Các dịch chuyển quang trong nano tinh thể bán dẫn . Công nghệ chế tạo nano tinh thể bán dẫn . Chấm lượng tử CdSe . Ảnh hưởng của điều kiện chế tạo đến cấu trúc tinh thể . Ảnh hưởng của điều kiện chế tạo đến tính chất quang . Các đặc trưng phonon quang của nano tinh thể bán dẫn . Công nghệ chế tạo . Các phương pháp khảo sát đặc trưng của mẫu . Hiển vi điện tử truyền qua (TEM). Nhiễu xạ tia X (XRD) . Hấp thụ quang học . Quang huỳnh quang .38 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. Lựa chọn dung dịch tiền chất selene không trioctylphosphine . Khảo sát hình thái của nano tinh thể CdSe . Khảo sát cấu trúc tinh thể .44 ii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Khảo sát tính chất hấp thụ và quang huỳnh quang . Khảo sát đặc trưng phonon quang .62 TÀI LIỆU THAM KHẢO .63 iii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT NC Nano tinh thể QD Chấm lượng tử TEM Hiển vi điện tử truyền qua PL Quang huỳnh quang XRD Nhiễu xạ tia X CB Vùng dẫn VB Vùng hóa trị WZ Wurtzite ZB Zincblende OA Axit oleic ODE Octadecene TOP Trioctylphosphine TOPO Trioctylphosphine oxit HDA Hexadecylamine RS Tán xạ Raman LO Phonon quang dọc SO Phonon quang bề mặt PL FWHM Độ rộng bán phổ huỳnh quang PL QY Hiệu suất lượng tử huỳnh quang Se-ODE Selene không trioctylphosphine iv LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1: Hiệu suất lượng tử và độ rộng bán phổ huỳnh quang của NC CdSe được chế tạo tại thời gian phản ứng 30 phút, nhiệt độ phản ứng 280oC, [OA] = 0,05 M khi sử dụng dung dịch tiền chất Se-ODE khuấy với thời gian khác nhau . Trình bày các thông số đường kính trung bình và nồng độ QD CdSe chế tạo tại 160oC được rút ra từ công thức (3. Trình bày các thông số đường kính trung bình và nồng độ QD CdSe chế tạo tại 200oC được rút ra từ công thức (3. Trình bày các thông số đường kính trung bình và nồng độ QD CdSe chế tạo tại 280oC được rút ra từ công thức (3. Các giá trị nhận được từ việc làm khớp phổ thực nghiệm với công thức lý thuyết I(). 61 v LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ Hình 1. Sự tăng các mức năng lượng lượng tử hóa và sự mở rộng năng lượng vùng cấm của NC so với tinh thể khối. Phổ hấp thụ và phổ PL của các QD CdSe có kích thước khác nhau. Cấu trúc vùng của các chất bán dẫn có cấu trúc ZB và WZ . Các chuyển dời quang học giữa các mức năng lượng lượng tử hóa của điện tử và lỗ trống trong NC bán dẫn . Mô hình của La Mer về quá trình mọc mầm và phát triển NC 9 Hình 1. Phổ hấp thụ và phổ PL của QD CdSe . Phổ hấp thụ và PL của các QD CdSe tại thời gian phản ứng khác nhau, nhiệt độ phản ứng 300oC . Sự phát triển theo thời gian của phổ hấp thụ của các QD CdSe chế tạo tại 300oC trong dung môi liên kết TOPO sử dụng tiền chất ban đầu là CdO . Phổ hấp thụ và phổ PL của các QD CdSe tại các thời gian phản ứng khác nhau từ 5 giây đến 180 giây, trong hệ phản ứng ODE-OA-TOP . (a) Phổ hấp thụ và phổ PL của QD CdSe chế tạo trực tiếp trong không khí trong dung môi ODE, (b) ảnh TEM của mẫu QD CdSe . Hình ảnh dung dịch tiền chất Se-ODE khuấy trong thời gian khác nhau từ 2 giờ đến 48 giờ tại nhiệt độ 180 oC . So sánh hiệu suất phản ứng chế tạo các QD CdSe theo thời gian phản ứng khi sử dụng các dung dịch tiền chất Se-ODE vi LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com khuấy tại các nhiệt độ, thời gian khác nhau với dung dịch tiền chất TOPSe . Giản đồ nhiễu xạ tia X của các NC CdSe có cấu trúc ZB tại nhiệt độ phản ứng khác nhau . Giản đồ nhiễu xạ tia X của các NC CdSe có cấu trúc WZ được chế tạo tại các nhiệt độ phản ứng khác nhau . Giản đồ nhiễu xạ tia X của NC CdSe chế tạo trong dung môi liên kết TOPO có cấu trúc WZ; trong dung môi không liên kết ODE có cấu trúc ZB . Giản đồ nhiễu xạ tia X của NC CdSe được chế tạo khi sử dụng: (A) TOPSe; (B) không TOP; (C) TMPPA-không TOP; và (D) TMPPA-TOP . Giản đồ nhiễu xạ tia X của NC CdSe: (a) không sử dụng TOP, (b,c) có sử dụng TOP cho dung dịch tiền chất Se . (a) Sự thay đổi của vị trí đỉnh hấp thụ exciton thứ nhất (b) sự thay đổi của [CdSe] theo thời gian phản ứng của các NC CdSe được chế tạo tại các nhiệt độ phản ứng khác nhau . Đường cong tán sắc phonon quang và phạm vi bất định q của vectơ sóng, 2 là phạm vi bất định tương ứng của tần số . Hàm giam giữ W(r) đối với các NC dạng cầu . (a) Phổ RS của QD CdSe có kích thước 5.2 nm; (b) Phổ RS của QD CdSe thay đổi theo kích thước từ 2.2 nm 26 vii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Sơ đồ quy trình chế tạo NC CdSe trong hệ phản ứng ODE - OA . Hệ tổng hợp NC CdSe . Diễn biến của nhiệt độ phản ứng theo thời gian phản ứng 29 Hình 2. Sơ đồ khối của TEM . Sơ đồ nguyên tắc của phép đo nhiễu xạ tia X. Sơ đồ nguyên tắc hệ đo hấp thụ quang hai chùm tia . Sơ đồ hệ đo quang phổ LABRAM-1B. Giản đồ năng lượng tán xạ Rayleigh và tán xạ Raman . (a) Phổ hấp thụ và (b) phổ PL của NC CdSe được chế tạo tại thời gian phản ứng 30 phút, nhiệt độ phản ứng 280oC, [OA] = 0,05 M sử dụng dung dịch tiền chất Se-ODE khuấy trong thời gian khác nhau38 . Sự phụ thuộc PL QY và PL FWHM của NC CdSe được chế tạo tại thời gian phản ứng 30 phút, nhiệt độ phản ứng 280oC, [OA] = 0,05 M khi sử dụng dung dịch tiền chất Se-ODE khuấy tại các thời gian khác nhau. Ảnh TEM của NC CdSe được chế tạo tại nhiệt độ phản ứng 200oC, thời gian phản ứng 30 phút, [OA] = 0,05 M khi sử dụng dung dịch tiền chất Se-ODE khuấy tại 2 thời gian khác nhau: (a): 5 giờ; (b) 23 giờ . Ảnh TEM của các NC CdSe được chế tạo tại các nhiệt độ phản ứng khác nhau: (a) 200oC; (b) 280oC và (c) 310oC; cố định [OA] = 0,05 M, thời gian phản ứng 30 phút. Ảnh TEM của các NC CdSe được chế tạo tại các thời gian phản ứng khác nhau: (a) 0,5 phút; (b) 60 phút khi cố định tại nhiệt độ phản ứng 280oC và [OA] = 0,05 M. 43 viii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Ảnh TEM của các NC CdSe được chế tạo với [OA] khác nhau: (a) 0,2 M và (b) 0,4 M khi cố định nhiệt độ phản ứng 280oC, thời gian phản ứng 30 phút. Giản đồ nhiễu xạ tia X của các QD CdSe được chế tạo tại các nhiệt độ phản ứng khác nhau: 200oC, 280oC và 310oC, khi cố định [OA] = 0,05 M, thời gian phản ứng 30 phút. Giản đồ nhiễu xạ tia X của các QD CdSe được chế tạo tại các thời gian phản ứng khác nhau: 0,5 phút và 60 phút, khi cố định tại nhiệt độ phản ứng 280oC, [OA] = 0,05 M. Giản đồ nhiễu xạ tia X của các QD CdSe được chế tạo tại các [OA] khác nhau: 0,2 M và 0,4 M, khi cố định tại nhiệt độ phản ứng 280oC, thời gian phản ứng 30 phút . Phổ hấp thụ của QD CdSe và các chuyển dời hấp thụ exciton . 50 ix LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Sự thay đổi đường kính trung bình của QD CdSe theo thời gian phản ứng khi chế tạo tại các nhiệt độ phản ứng khác nhau: 160oC, 200oC và 280oC. Sự thay đổi PL FWHM theo thời gian phản ứng của các hệ mẫu QD CdSe được chế tạo tại các nhiệt độ phản ứng khác nhau: 160oC, 200oC và 280oC . Sự thay đổi nồng độ của QD CdSe theo thời gian phản ứng khi chế tạo tại các nhiệt độ phản ứng khác nhau: 160oC, 200oC và 280oC. Phổ PL phân giải thời gian của 3 mẫu QD CdSe được chế tạo tại nhiệt độ 280oC, [OA] = 0,05 M với các thời gian phản ứng khác nhau: 3 phút, 20 phút và 60 phút. (a) Phổ RS của QD CdSe, (b) Phổ RS các QD CdSe có kích thước khác nhau trong vùng số sóng từ 125 đến 260 cm-1.
Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu tính chất quang của nano tinh thể CdSe không sử dụng trioctylphosphine
Nghiên cứu chế tạo và tính chất quang của nano tinh thể CdSe không sử dụng trioctylphosphine, mở ra hướng đi mới trong công nghệ vật liệu.
Trường đại học
Trường Đại Học Khoa Học - Đại Học Thái NguyênChuyên ngành
Quang họcNgười đăng
Ẩn danhThể loại
Luận văn thạc sĩPhí lưu trữ
30 PointMục lục chi tiết
THÔNG TIN CHI TIẾT
Tác giả: Vũ Thị Hồng Ngân
Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Luyến
Trường học: Trường Đại Học Khoa Học - Đại Học Thái Nguyên
Chuyên ngành: Quang học
Đề tài: Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của nano tinh thể CdSe không sử dụng trioctylphosphine
Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản: 2018
Địa điểm: Thái Nguyên
Tài liệu "Nghiên cứu tính chất quang của nano tinh thể CdSe không sử dụng trioctylphosphine" cung cấp cái nhìn sâu sắc về các đặc tính quang học của nano tinh thể CdSe, một vật liệu quan trọng trong lĩnh vực quang điện và cảm biến. Nghiên cứu này không chỉ làm rõ các phương pháp chế tạo mà còn chỉ ra những ứng dụng tiềm năng của nano CdSe trong công nghệ hiện đại. Đặc biệt, việc không sử dụng trioctylphosphine trong quá trình tổng hợp mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các vật liệu nano an toàn và hiệu quả hơn.
Để mở rộng kiến thức của bạn về lĩnh vực này, bạn có thể tham khảo thêm tài liệu Luận văn chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của nano tinh thể cdse không sử dụng trioctylphosphine, nơi cung cấp thông tin chi tiết về quy trình chế tạo và ứng dụng của nano CdSe. Ngoài ra, tài liệu Luận văn thạc sĩ hus nghiên cứu chế tạo znsmn từ axit thioglycolic axetat zn mn bằng phương pháp thủy nhiệt và khảo sát phổ phát quang của chúng sẽ giúp bạn hiểu thêm về các vật liệu bán dẫn khác và phương pháp chế tạo tương tự. Cuối cùng, tài liệu Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang xúc tác của vật liệu nano tổ hợp cuo zno sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về các vật liệu nano tổ hợp và ứng dụng của chúng trong lĩnh vực xúc tác quang học. Những tài liệu này sẽ giúp bạn mở rộng hiểu biết và khám phá thêm nhiều khía cạnh thú vị trong nghiên cứu vật liệu nano.
Trích đoạn nội dung tài liệu
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ