Ch to, nghiờn cu cac tớnh cht ca vt liu nano ZnO va kha nng ng du ng Ngụ Thanh Dung Trng i hc Khoa hc T nhiờn Lun ỏn Tin s ngnh: Vt lý Chõ t r n ; Mó s: 62 44 07 01 Ngi hng dn: PGS TS Nguyn Th Thc Hin, PGS TS Lờ Th Thanh Bỡnh Nm bo v: 2013 Abstract: Tng quan lý thuyt v cỏc nghiờn cu: c ch truyn nng lng t ht nano sang ion t him, quỏ trỡnh quang xỳc tỏc, cỏc loi tng tỏc bỏn dn t pha loóng, xu hng a ht nano vo mng sn ti u húa tớnh cht ca mng sn Gii thiu cac quy trinh chờ ta o cac mõu nghiờn cu : phng phỏp sol gel v thy nhit Trỡnh by s , nguyờn lý lm vic ca cỏc thit b, h o c s dng kho sỏt tớnh cht ca vt liu Kho sỏt cỏc tớnh cht ca vt liu nano ZnO c ch to t hai phng phỏp, sol gel v thy nhit Phng phỏp sol gel, chm lng t ZnO c to Sau o, kh nng truyn nng lng ca chung cho cac ion Eu 3+ c khao sat va kh ng inh Nghiờn cu kh nng tng ụ bn UV ca mng sn cú mt ca ht nano ZnO Vt liu nano ZnO cú din tớch b mt ln c to bng phng phỏp thy nhit Sau o , kho sỏt kh nng quang xỳc tỏc ca vt liu ny c thụng qua vic o ph hp th ca dung dch xanh metylen theo thi gian Trỡnh by kt qu nghiờn cu vt liu bỏn dn t pha loóng ZnO:Co bng hai phng phỏp l sol gel v thy nhit Keywords: Vt lý cht rn; Vt liu Nano; Vt lý Content M u ZnO l hp cht thuc nhúm AIIBVI cú nhiu tớnh cht ni bt nh: rng vựng cm ln (c 3,37 eV nhit phũng), bn vng, rn v nhit núng chy cao, ó v ang c nghiờn cu mt cỏch rng rói vỡ kh nng ng dng ca nú õy l mt s ớt vt liu nhn c rt nhiu s quan tõm nghiờn cu ca cỏc nh khoa hc Cho n nay, vic nghiờn cu vt liu ZnO i theo ba hng chớnh l: nano ZnO v ZnO pha (trong ú c bit quan tõm n ZnO pha ta p loa i p va pha t (bỏn dn t pha loóng DMS)) Trong phm vi nghiờn cu ca lun ỏn, vt liu nano ZnO v vt liu bỏn dn t pha loóng trờn c s vt liu ZnO pha Co c tõ p trung nghiờn cu Cho n , hng nghiờn cu võ t liờ u nano ZnO a a t c mụ t sụ tu ang kờ nghiờn cu va ng du ng Tuy cú rt nhiu thnh tu vic nghiờn cu nano ZnO, song õy c xem l lnh vc nhiu tim nng, cn c khai thỏc thờm Vớ d nh, ht nano ZnO cú kh nng truyn nng lng cho ion t him v t ú tng cng s phỏt quang ca ion t him; hay ht nano ZnO cú th a vo mng sn nhm tng ụ bn UV v mt s tớnh cht c lý khỏc ca mng sn polyurethane (PU) Ngoi ra, vt liu ZnO cú rng vựng cm v cỏc tớnh cht tng t TiO2, t ú m kh nng khai thỏc vt liu nano ZnO quang xỳc tỏc Tuy nhiờn, trỏi ngc vi hng nghiờn cu nano, vt liu bỏn dn t pha loóng trờn c s cỏc ụxớt kim loi pha kim loi chuyn tip núi chung v ZnO pha Co núi riờng c d oỏn cú tớnh st t nhit phũng ang l thi s hin v nhn c rt nhiu ý kin trỏi chiu Bờn cnh cỏc nghiờn cu cho thy trin vng to vt liu bỏn dn t pha loóng pha kim loi chuyn tip cú tớnh st t nhit phũng, cũn rt nhiu cỏc nghiờn cu cho rng vt liu bỏn dn t pha loóng ch cú TC di nhit phũng Nhỡn chung, cỏc nghiờn cu u gp khú khn vic gii thớch mụ t cach thớch ỏng ngun gc gõy tớnh st t nhit phũng ca vt liu v phng phỏp ch to vt liu cú tớnh n nh cao Vỡ vy, nghiờn cu cỏc xung quanh vt liu ZnO m c th l nano ZnO v bỏn dn t pha loóng trờn c s vt liu ZnO l mt yờu cu cn thit nhm a c cỏc ng dng c th ca vt liu cú nhiu tớnh cht thỳ v v kh nng ng dng rng rói ny Nhm gúp mt phn cụng sc vo cụng cuc nghiờn cu ú, ti: Ch to, nghiờn cu cỏc tớnh cht cua võt liờ u nano ZnO v kh nng ng dng c chn nghiờn cu lun ỏn Ni dung v phng phỏp nghiờn cu Lun ỏn c tin hnh bng phng phỏp thc nghim Cỏc vt liu nghiờn cu c ch to bng phng phỏp sol gel va thy nhit Tt c quỏ trỡnh ch to mu u c tin hnh ti Khoa Vt lý, Trng i hc Khoa hc T nhiờn, H QG HN Hỡnh thỏi b mt v cht lng tinh th ca mu c kho sỏt bng phng phỏp hin vi in t quột (SEM), hin vi in t truyn qua (TEM), nhiu x tia X v tỏn x Raman ti trng i hc Khoa hc T nhiờn, Vin V sinh dch t Trung ng v i hc Bỏch Khoa H Ni Cỏc phộp o ph hp th, truyn qua, hunh quang, kớch thớch hunh quang c thc hin ti Trng i hc Khoa hc T nhiờn, H QG HN Cỏc phộp o t c thc hin trờn h VSM ca Trng i hc Khoa hc T nhiờn v SQUID c Ngoi ra, lun ỏn cng s dng phng phỏp ph hng ngoi (FTIR) kho sỏt cỏc liờn kt c trng ca mng sn búng ca mng sn c o trờn mỏy Micro-TRI-gloss ca hóng BYK- Gardner theo tiờu chun ASTM D 523 Tt c cỏc thit b kho sỏt tớnh cht mng sn u c thc hin ti Vin K thut nhit i í ngha khoa hc v thc tin cua ti Lun ỏn a c phng phỏp n gin ch to ht nano ZnO a cỏc minh chng rừ rng v s truyn nng lng t ht nano ZnO sang ion t him Eu 3+ Bng vic a võ t liờ u nano ZnO vao mng sn v th nghiờ m kha nng quang xỳc tỏc , ó a vic nghiờn cu tin gn hn ti cỏc ng dng thc t Trong tỡnh hỡnh nghiờn cu cũn nhiu tranh cói v vt liu bỏn dn t pha loóng núi chung v vt liu ZnO:Co núi riờng, lun ỏn ó gúp thờm mt phn nghiờn cu nh lm rừ hn cỏc xunh quanh vt liu ny B cc cua lun ỏn Cỏc kt qu t c quỏ trỡnh thc hin lun ỏn s c trỡnh by chng Ni dung chớnh ca mi chng nh sau: Chng trỡnh by tng quan lý thuyt v cỏc nghiờn cu: c ch truyn nng lng t ht nano sang ion t him, quỏ trỡnh quang xỳc tỏc, cỏc loi tng tỏc t bỏn dn t pha loóng, xu hng a ht nano vo mng sn ti u húa tớnh cht ca mng sn Nhng c cp chng ny l c s nhn bit, so sỏnh v gii thớch cỏc tớnh cht ca cỏc vt liu ch to c phn kt qu ca lun ỏn Chng l phn thc nghim , trỡnh by tng quan va quy trin h chờ ta o cac mõu nghiờn cu luõ n an la phng phỏp sol gel v thy nhit Ngoi ra, chng ny cũn trỡnh by s , nguyờn lý lm vic ca cỏc thit b, h o c s dng kho sỏt tớnh cht ca vt liu Chng Bng phng phỏp sol gel, chm lng t ZnO c to Sau o , kh nng truyn nng lng ca chung cho cac ion Eu 3+ c khao sat va kh ng inh Ngoi ra, ht nano ZnO c a vo mng sn polyurethane nghiờn cu kh nng tng ụ bn UV ca mng sn cú mt ca ht nano ZnO Vt liu nano ZnO cú din tớch b mt ln c to bng phng phỏp thy nhit Sau o, kh nng quang xỳc tỏc ca vt liu ny c kho sỏt thụng qua vic o ph hp th ca dung dch xanh metylen theo thi gian Chng tho lun cỏc kt qu nghiờn cu, tng hp vt liu bỏn dn t pha loóng ZnO:Co bng hai phng phỏp l sol gel v thy nhit Cỏc kt qu chớnh ca lun ỏn c túm tt phn kt lun TNG QUAN Lí THUYT Chng trinh bay nhng võ n c ban vờ hai hng nghiờn cu cua luõ n an la võ t liờ u nano ZnO va võ t liờ u ban dõn t pha loan g , m c th l vt liu ZnO pha Co Khi kich thc nano , ht nano cú kh nng truyn nng lng cho ion t him v tng cng s phat quang Quỏ trỡnh truyn nng lng tuõn theo tng tỏc lng cc in Tc truyn nng lng c tớnh theo lý thuyt Fửrster va ph thuc vo khong cỏc R gia D v A Nu R>RF xỏc sut D t phỏt x chim u th, nu R