Vật liệu nano: Ứng dụng trong quang điện tử và các lĩnh vực khác

I. THÔNG TIN CHUNG VỀ NHIỆM VỤ

II. NỘI DUNG KHCN VÀ SẢN PHẨM ĐÃ ĐĂNG KÝ CỦA NHIỆM VỤ

II.1. Mục tiêu của nhiệm vụ

II.2. Nội dung nghiên cứu đã đăng ký

II.3. Sản phẩm đã đăng ký của nhiệm vụ

II.4. Tập thể thực hiện nhiệm vụ

III. TÓM TẮT CÁC KẾT QUẢ ĐÃ THỰC HIỆN

IV. CHI TIẾT KẾT QUẢ ĐÃ THỰC HIỆN

IV.A. Nhánh công việc về vật liệu CNTs

IV.A.1. Tổng quan chung

IV.A.2. Mô tả chi tiết kết quả theo từng sản phẩm đã đăng ký

IV.A.2.1. Kết quả chế tạo thiết bị tạo vật liệu CNTs số lượng lớn

IV.A.2.2. Xây dựng công nghệ chế tạo và làm sạch vật liệu CNTs

IV.A.2.3. Chế tạo vật liệu CNTs mọc định hướng

IV.A.2.4. Ứng dụng vật liệu CNTs cho đầu phát xạ điện tử trường và đầu dò STM

IV.A.2.5. Ứng dụng CNTs trong các vật liệu composit

IV.A.2.6. Kết quả hợp tác với phía Hàn Quốc

IV.A.2.7. Kết quả đào tạo

IV.A.2.8. Kết quả công bố

IV.B. Nhánh công việc về vật liệu màng nano kỵ nước

IV.B.1. Tổng quan chung

IV.B.2. Mô tả chi tiết kết quả theo từng sản phẩm đã đăng ký

IV.B.2.1. Kết quả chế tạo thiết bị nhúng kéo màng mỏng

IV.B.2.2. Kết quả xác định hình dáng, kích thước các hạt nano tinh thể TiO2 bằng phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) và bề mặt, chiều dầy màng bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM)

IV.B.2.3. Kết quả nghiên cứu pha tinh thể anatase của màng TiO2 qua phổ Micro-Raman

IV.B.2.4. Kết quả nghiên cứu phổ hấp thụ và truyền qua của các màng phủ TiO2

IV.B.2.5. Kết quả xác định hình thái bề mặt các màng TiO2 qua ảnh kính hiển vi lực nguyên tử (AFM)

IV.B.2.6. Quy trình công nghệ chế tạo màng nanô kỵ nước

IV.B.2.7. Kết quả hợp tác với phía Hàn Quốc

IV.B.2.8. Kết quả công bố

IV.C. Nhánh công việc về vật liệu có hiệu ứng hole burning

IV.C.1. Tổng quan chung

IV.C.2. Mô tả chi tiết kết quả theo từng sản phẩm đã đăng ký

IV.C.2.1. Công nghệ chế tạo vật liệu có hiệu ứng hole burning

IV.C.2.2. Kết quả khảo sát các đặc trưng quang học

IV.C.2.3. Kết quả xây dựng hệ đo phổ PSHB

IV.C.2.4. Kết quả hợp tác với phía Hàn Quốc

IV.C.2.5. Kết quả đào tạo

IV.C.2.6. Kết quả công bố

V. KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

HỢP ĐỒNG ĐÃ KÝ CỦA NHIỆM VỤ

VI.2. Báo cáo quyết toán tài chính

VI.3. Hợp đồng kinh tế về chế tạo thiết bị và công nghệ chế tạo vật liệu CNTs

VI.4. Hợp đồng hợp tác thử nghiệm để chuyển giao công nghệ về phủ màng TiO2 lên bề mặt Mosai thủy tinh

VI.5. Bản ghi nhớ về hợp tác liên quan đến thương mại hóa thiết bị, công nghệ, vật liệu CNTs

VI.6. Đăng ký cấp bằng độc quyền sáng chế

VI.7. Các kết quả công bố và đào tạo liên quan của nhiệm vụ

I. Vật liệu nano và ứng dụng trong quang điện tử

Vật liệu nano đã mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong lĩnh vực quang điện tử, đặc biệt là trong việc chế tạo các thiết bị điện tử hiệu suất cao. Các tính chất quang học độc đáo của vật liệu nano như khả năng hấp thụ và phát xạ ánh sáng hiệu quả đã được khai thác để phát triển các linh kiện quang điện tử. Vật liệu bán dẫn nano, chẳng hạn như ống carbon nano (CNTs), đã được sử dụng để chế tạo các đầu phát xạ điện tử trường, mở ra tiềm năng ứng dụng trong kỹ thuật hiển thị và phát xạ điện tử lạnh.

1.1. Tính năng quang điện của vật liệu nano

Tính năng quang điện của vật liệu nano được thể hiện qua khả năng chuyển đổi ánh sáng thành điện năng hiệu quả. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng vật liệu quang học nano như TiO2 và CNTs có thể được sử dụng để chế tạo các tấm pin mặt trời hiệu suất cao. Công nghệ nano đã giúp cải thiện đáng kể hiệu suất của các thiết bị quang điện tử thông qua việc điều chỉnh cấu trúc và kích thước của vật liệu ở cấp độ nano.

1.2. Ứng dụng vật liệu nano trong công nghệ

Ứng dụng vật liệu nano trong công nghệ đã mang lại nhiều đột phá, đặc biệt là trong lĩnh vực quang điện tử. Các vật liệu thông minh như CNTs và màng nano TiO2 đã được sử dụng để chế tạo các thiết bị điện tử tiên tiến, bao gồm cảm biến quang học và màn hình hiển thị. Những tiến bộ này không chỉ cải thiện hiệu suất mà còn giảm chi phí sản xuất, mở ra cơ hội ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp.

II. Vật liệu nano trong y học và năng lượng

Vật liệu nano đã chứng minh tiềm năng to lớn trong lĩnh vực y học và năng lượng. Trong y học, các hạt nano được sử dụng để vận chuyển thuốc chính xác đến các tế bào đích, giúp tăng hiệu quả điều trị và giảm tác dụng phụ. Trong lĩnh vực năng lượng, vật liệu nano như CNTs và graphene đã được ứng dụng để cải thiện hiệu suất của pin và siêu tụ điện, góp phần phát triển các nguồn năng lượng bền vững.

2.1. Vật liệu nano trong y học

Vật liệu nano trong y học đã mang lại nhiều tiến bộ trong chẩn đoán và điều trị bệnh. Các hạt nano được sử dụng để phát hiện sớm các tế bào ung thư thông qua kỹ thuật hình ảnh tiên tiến. Ngoài ra, vật liệu thông minh như liposome và dendrimer đã được sử dụng để vận chuyển thuốc một cách chính xác, giúp tăng hiệu quả điều trị và giảm tác dụng phụ.

2.2. Vật liệu nano trong năng lượng

Vật liệu nano trong năng lượng đã góp phần cải thiện hiệu suất của các thiết bị lưu trữ và chuyển đổi năng lượng. Vật liệu bán dẫn nano như CNTs và graphene đã được sử dụng để chế tạo pin lithium-ion và siêu tụ điện với khả năng lưu trữ năng lượng cao và thời gian sạc nhanh. Những tiến bộ này đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các nguồn năng lượng tái tạo và bền vững.

III. Vật liệu nano trong điện tử và môi trường

Vật liệu nano đã có những đóng góp đáng kể trong lĩnh vực điện tử và môi trường. Trong điện tử, các vật liệu nano như CNTs và graphene đã được sử dụng để chế tạo các linh kiện điện tử nhỏ gọn và hiệu suất cao. Trong lĩnh vực môi trường, vật liệu nano đã được ứng dụng để xử lý nước thải và khí thải, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

3.1. Vật liệu nano trong điện tử

Vật liệu nano trong điện tử đã mang lại nhiều đột phá trong việc chế tạo các linh kiện điện tử nhỏ gọn và hiệu suất cao. Vật liệu bán dẫn nano như CNTs và graphene đã được sử dụng để chế tạo các transistor kích thước nano, mở ra tiềm năng ứng dụng trong các thiết bị điện tử thế hệ mới. Những tiến bộ này không chỉ cải thiện hiệu suất mà còn giảm kích thước và tiêu thụ năng lượng của các thiết bị điện tử.

3.2. Vật liệu nano trong môi trường

Vật liệu nano trong môi trường đã được ứng dụng để xử lý các vấn đề ô nhiễm môi trường. Các hạt nano như TiO2 đã được sử dụng để phân hủy các chất ô nhiễm trong nước và không khí thông qua quá trình quang xúc tác. Ngoài ra, vật liệu nano cũng được sử dụng để chế tạo các bộ lọc nước hiệu quả, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

Luận văn về ứng dụng vật liệu nano trong quang điện tử và các lĩnh vực khác