VẬT LIỆU BÁN DẪN BÁN DẪN CẤU TRÚC NANO ZnS

JHJHVật liệu có cấu trúc nano là một lớp vật liệu mới, có kích thước trong khoảng 1100 nm, một trong những tiềm năng lớn nhất vì hiệu suất cao và mở rộng khả năng ứng dụng trong nhiều ngành nông nghiệp, công nghiệp, quốc phòng…

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUI NHƠN CAO HỌC VẬT LÝ 2016 – 2018

THUYẾT TRÌNH CHỦ ĐỀ: BÁN DẪN CẤU TRÚC NANO ZnS

NGƯỜI TRÌNH BÀY: HÀ THANH HIỆP

NỘI DUNG BÁO CÁO

Phần 4 Mô hình, tính chất, ứng dụng của ZnS nano: quang, điện, cảm biến khí, hóa

học

Phần 3

Các cấu trúc nano ZnS được tổng hợp: 0D, 1D, 2D, 3D

I GIỚI THIỆU

JHJHVật liệu có cấu trúc nano là một lớp vật liệu mới, có kích thước trong khoảng 1-100 nm, một trong những tiềm năng lớn nhất vì hiệu suất cao và mở rộng khả năng ứng dụng trong nhiều ngành nông nghiệp, công nghiệp, quốc phòng…

Ưu điểm các thiết bị có cấu trúc từ vật liệu

nano: mật độ cao, hồi đáp nhanh, giá thành

thấp, năng lượng lớn…

II CẤU TRÚC NANO (0D, 1D, 2D, 3D)

Kẽm sunfit (ZnS) là một trong các chất bán dẫn đầu tiên có các tính chất cơ bản về sự đa dạng và linh hoạt trong các ứng dụng, bao gồm: diode bức xạ (LED), điện phát quang, bảng điều khiển hiển thị, cửa sổ hồng ngoại, cảm biến, lazer và các thiết bị sinh học…

Mô hình ZnS cho thấy sự khác biệt giữa cấu trúc wurtzite và cấu trúc cây

tinh thể

Chọn vật liệu bán dẫn ZnS

Khả năng pha tạp để tạo chất bán dẫn phù hợp loại n hay loại P là chìa khóa cho sự thành công của thiết bị điện tử Việc dopings bán dẫn nhóm III-V (tốt hơn nhiều so với các chất bán dẫn nhóm II- VI) Trong số ZnS, ZnSe, và ZnTe,thì ZnS có thể dễ dàng tạo bán dẫn n bằng cách pha tạp Al và Cl

Mặt khác, các oxit thường là bán dẫn loại n và đó là lý do tiềm năng của các cấu trúc nano ZnO trong các thiết bị điện tử đã được nhiều công trình công nhận Như vây, ZnS mang đến sự đa dạng về tiềm năng cho các thiết bị điện tử có thể là do pha tạp loại p và loại n.      

III CẤU TRÚC NANO ZnS ĐƯỢC TỔNG HỢP

3.1.1 Tinh thể nano 0D – Chấm lượng tử

Ảnh TEM của tinh thể nano ZnS được tổng hợp bởi phản ứng nhiệt ZnCl2 và S trong môi trường

oleyamine 3.1 Cấu trúc nano 0D

3.1 Cấu trúc nano 0D

3.1.2 Tinh thể nano 0D – cấu trúc lõi/vỏ

Ảnh HRTEM của hạt nano có cấu trúc lõi/vỏ CdSe-ZnS

3.1 Cấu trúc nano 0D

3.1.3 Tinh thể nano 0D – cấu trúc rỗng

Ảnh TEM của khối cầu rỗng nano ZnS

3.2 Cấu trúc nano 1D

3.2.1 Nano dạng dây (NWs), dạng cây (NRs), dạng ống (NTs)

Một vài kiểu hình thái học của nano ZnS dạng 1D được chế tạo bằng phương pháp pha hơi

3.2 Cấu trúc nano 1D

3.2.2 Nano dạng dây (NWs), dạng cây (NRs), dạng ống (NTs)

Ảnh SEM của ZnS nano dây được tổng hợp bằng

nhiệt hóa hơi từ bột ZnS trên màng Au làm chất xúc

tác

Ảnh SEM của ZnS nano ống được nuôi phát triển

theo hướng [0 0 1]

3.2 Cấu trúc nano 1D

3.2.3 Nano dạng đai (NBs), dạng ruy băng (NRs), dạng tấm (NSs)

Ảnh SEM, TEM và phổ EDS của ZnS nano dạng ruy băng được tổng hợp bằng phương pháp thủy

3.2 Cấu trúc nano 1D

3.2.4 Cấu trúc nano phức hợp

Mô tả cấu trúc phức hợp ZnS Ảnh TEM của cấu trúc ghép Ga-ZnS

Tính chất quang của cấu trúc nano ZnS

Ảnh SEM và phổ huỳnh quang (PL) của dây bán dẫn nano ZnS

IV MÔ HÌNH, TÍNH CHẤT, ỨNG DỤNG ZnS

Tính chất quang của cấu trúc nano ZnS

Ảnh TEM, HRTEM của cấu trúc đa hình của nano ZnS và phổ cực phát quang (CL)

Mô hình quang-điện của cấu trúc nano ZnS

Sơ đồ cấu trúc của thiết bị quang điện (EL) được phún xạ đa lớp gồm ZnS:NCs:Si3N4 trên mặt gương ZnO:Al

và điện cực Al

Tính chất quang-điện của cấu trúc nano ZnS

Phổ EL chuẩn hóa màng ZnS:NCs:Si3N4 và đường đặc tính V-L của thiết bị EL

Ứng dụng tính chất quang của cấu trúc nano ZnS

(a) Phổ hấp thụ, Phổ PL (B) và phổ ECL của hạt nano ZnS trong môi trường NaOH

Tính chất quang của cấu trúc nano ZnS

Phổ hấp thụ của dung dịch chứa hạt nano ZnS dưới ánh sáng UV

Mô hình, ứng dụng tính chất điện của cấu trúc nano ZnS

Sơ đồ khối của tế bào năng lượng khi sử dụng điện cực

ZnS và điện cực đếm FeCl3/FeCl2

Dòng ngắn mạch trong tế bào năng lượng bằng điện cực ITO, điện cực cacbon và điện cực C/ZnS sau khi

thêm ethanol

Ứng dụng cảm biến khí của cấu trúc nano ZnS

Xung hồi đáp của cấu trúc nano ZnS với khí H2 khi làm việc ở nhiệt độ 300oC (a), thời gian hồi

dẫn khi H2 có nồng độ 100ppm

Ứng dụng cảm biến hóa học của cấu trúc nano ZnS

Sơ đồ mô tả bộ thu cảm biến PH, (a) các mạng nano ZnS/Si thay đổi điện tích bề mặt với PH khi tiếp nhóm

–NH2 và –SiOH, (b) bộ thu thời gian đếm thực

XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!