Phần III ỨNG DỤNG VẬT LIỆU BÁN DẪN HỮU CƠ POLYME Chương ĐIỆN TỬ HỌC PHÂN TỬ 6.1 Những khái niệm điện tử dọc phân tử 6.1.1 Giới thiệu điện tử học phân tử Hiện nay, để làm giảm kích thước chi tiết điện tử đến kích thước nanomet có hai hướng khác Một mặt, kích thước chi tiết linh kiện điện tử làm nhỏ Mặt khác, nguời ta cố gắng mô theo chức hệ thống sinh học với trợ giúp phân tử hóa học Trong cần phải sử dụng khả hệ thống sinh học nhận biết thông tin, truyền thông tin khả nhớ thông tin Với hướng thứ nhất, cơng nghệ nano, người ta chế tạo linh kiện có độ phân giải đến 100nm theo phương pháp nanolithography, hình 183 Tuy nhiên, với việc nhỏ hóa linh kiện đến chừng mực đó, ta khơng thể tiếp tục chia nhỏ tiếp điều kiện vật lý không cho phép, hiệu ứng nhiệt, hiệu ứng bề mặt Chính lẽ đó, để chế tạo linh kiện phân tử, đường thứ hai mô sinh học với trợ giúp hóa học đưa đến thành công điện tử học phân tử (Molecular Electronics) điện tử học sinh học (Bioelectronics) Vật liệu đóng vai trò quan trọng điện tử học phân tử bán dẫn hữu ICP Vật liệu phù hợp cho điện tử học phân tử sử dụng vật liệu polyme dẫn điện ICP Các vật liệu polyme dẫn thuộc nhóm có polyme cấu trúc liên hợp mạch cacbon có nối đơn liên kết σ nối đôi liên kết π thay đổi cách luân phiên Tính chất dẫn điện ICP tạo trạng thái đan xen vào nối đơi Một ví dụ đơn giản cho Nguyễn Đức Nghĩa 294 polyme dẫn polyacetylen có mạch cacbon thẳng, hình 184 Giống loại vật liệu bán dẫn truyền thống vô (Si, Ge) độ rộng dải lượng polyme dẫn nằm khoảng vật liệu cách điện kim loại Khác với vật liệu bán dẫn vô truyền thống, khả dẫn diện vật liệu hữu tăng lên thông qua tạo thành phức có thêm chất doping donor hay chất doping aceptor làm cho vật liệu trở nên dẫn điện qua cách dẫn p hay n Một cách khác làm tăng độ dẫn điện, ví dụ lớp polyacetylen, cho oxy hóa phần ion, độ dẫn điện đạt tới 103 S/cm, giá trị tối đa vào khoảng 105 S/cm Advanced Photolithography Photoresist (PR) Si wafer 1) PR coating Resolution IC Chip [L&S] [bit DRAM] 0.80 μm G-line (436nm) 0.50 μm I-line (365nm) 0.40 μm hν 4~64M DRAM 2) UV exposure photomask photochemical reaction 0.35 μm 0.25 μm latent images DUV 64-256M DRAM 3) Development 0.20 μm (alkaline developer) 0.18 μm KrF laser (248nm) 0.15 μm 256M-1G DRAM 0.13 μm Positive-tone images 4) Etching (PR stripping) Negative-tone images 0.10 μm R = 70nm R = kλ /(NA) 4G – ? DRAM ArF laser (193nm) F2 (157nm) Ar2 (126nm) Hình 183 Cơng nghệ quang khắc tiên tiến phân giải nano chế tạo linh kiên điện tử Chương Điện học phân tử giới thiệu ₫iện tử học phân tử 295 Electronic Structure of Polyacetylene Examples) Polyacetylene Semiconductor Si or C-C-C-C-C-C-C-C-C 2a a Si 1D semiconductor E E EF Si Si Si Si Si 3D semiconductor E EF Si Si or C - C = C - C = C - C = C - C = C EF ND ND E k π/2a π/a Electron-lattice coupling: bond alternation Bandgap opening molecular semiconductor ND O.D 1.4eV O.D En En Hình 184 Phân bố điện tích Polyacetylen Một điều kiện cần thiết cho chế tạo hệ thống điện tử tính ổn định q trình, độ bền vững phân tử hiểu biết xác vận chuyển lượng điện tích khía cạnh phân tử thay đổi cấu trúc trình vận chuyển điện tích hệ thống chiều Từ nguyên nhân trên, thành phần cấu tạo hóa học phân loại theo cấu trúc nguyên lý trình kích thích truyền điện tích cần nghiên cứu chọn lọc Ngồi ra, dạng oxy hóa, dạng dẫn điện, ảnh hưởng nhiệt độ, ánh sáng vào biến đổi lý hóa học đề cập đến, thay đổi cấu hình phân tử nêu lên Cho đến thời điểm nay, khái niệm điện tử học phân tử thực thông qua linh kiện điện tử: Transitor hữu diot hữu Các chi tiết khác chế tạo với trợ giúp q trình chuyển tiếp khơng đồng vật liệu lai hữu cơ/vô cấu trúc nano Khả tổng hợp lớp dẫn điện hữu ICP đường đơn giản, trình doping khả chế tạo linh kiện điện tử đơn giản tạo kích thích mạnh mẽ cho 296 Nguyễn Đức Nghĩa phát triển điện tử học phân tử Những nguyên nhân cho hút hy vọng không chế tạo chi tiết điện tử rẻ mà khả thay đổi dễ dàng tính chất vật liệu polyme tương hợp cao mạch phân tử Để thực nhanh chóng ý tưởng này, cần có phối hợp nghiên cứu nhiều ngành: hóa học, vật lý, điện tử, vật liệu Nguyên lý vận chuyển điện tích linh kiện điện tử khác nhiều so với chi tiết điện tử truyền thống Chính vậy, khơng có lấn át chi tiết điện tử so với hệ cũ mà loại tồn bên nhau, bổ trợ cho Với việc sử dụng thiết bị đại, phân giải nano Scanning Tunnel Microscope (STM) hay Scanning Electron Microscopy (SEM), việc thay đổi phân tử kích thước 0.4 nm tính liên kết chọn lọc hay phân tách chứng minh Từ tạo khả chế tạo mạch phân tử theo mong muốn Một đường khác để thay đổi làm giảm không ổn định hệ thống phối hợp điện tử học vi điện tử học phân tử vi đảm nhiệm chức mạch cơ, nút bấm Sự phối hợp STM SEM cho phép tạo thay đổi điện hóa phân tử theo ý muốn Tóm lại, cịn nhiều việc cần phải làm để có nhìn chắn cho cơng nghệ tương lai nhằm chế tạo mạch phân tử Lời kết luận giải thích khía cạnh số vấn đề tồn chức năng, tác dụng tương hỗ phân tử hay khối phân tử với với môi trường xung quanh chưa hiểu hết 6.1.2 Những nguyên lý vật liệu điện tử học phân tử Điện tử học phân tử đề cập đến nguyên lý để tổng hợp phân tử hữu hay hệ thống phân tử để sử dụng chế tạo linh kiện điện tử cho mạch điện tử với phương tiện thích hợp để tạo mạng điện tử Do cần phải tạo mật độ tích hợp cao mạch điện tử so với cơng nghệ bán dẫn thơng thường Một ví dụ cần học hỏi cho mật độ nhớ cơng suất tiêu tán hệ thống sinh học Cấu tạo mạch phân tử thực xếp chiều điều ngược với kỹ thuật phẳng Si Chương Điện học phân tử giới thiệu ₫iện tử học phân tử 297 Để thiết kế linh kiện điện tử phân tử tương lai thực theo đường: phương án thứ phát triển hệ thống kích thước nhỏ dạng hạt, màng mỏng cỡ nano có tính chất điện hấp dẫn Phương án thứ tiếp cận với tính chất dẫn điện phân tử riêng biệt hay nhóm phân tử (cluster) 6.1.2.1 Phân tử hay hệ thống phân tử cân kép (ví dụ làm nhớ, phát sáng, đầu dò) Phân tử hay hệ thống phân tử cân kép đề cập đến hệ thống tự chuyển mạch qua kích thích quang học, điện hay nhiệt Các phân tử nhớ thơng tin cách thay đổi cấu trúc điện tử hay cấu trúc hình học qua biến đổi chiều hóa học ví dụ vật liệu thay đổi xếp cấu hình tác dụng quang học OCH3 O N O N N UV N OCH3 Vis O O Q-A - -2e + -2H - -2e + -2H - +2e +2H+ N - +2e + +2H OH OCH3 OH Q-S N UV N N Vis OCH3 OH OH HQ-A HQ-S Hình 185: Cấu tạo hợp chất hữu cân kép 6.1.2.2 Phân tử với tính chất cho nhận điện tử (diot, transitor) Phân tử với tính chất cho nhận điện tử có nhóm chức bên đơn vị phân tử Các phân tử nối với qua cầu liên kết hóa trị khác lực điện tử ion hóa chúng Vì điện tử phân tử chuyển động từ nhóm ion hóa thấp đến nhóm có lực điện tử cao 298 Nguyễn Đức Nghĩa 6.1.2.3 Các mạch phân tử liên hợp có phân tử mang tín hiệu riêng (dây phân tử, chi tiết mạch logic) Dịng chảy thơng tin thực qua dây phân tử từ polyme dẫn polyacetylen, polydiacetylen hay poly(p-phenylen) Nói chung, polyme có cấu tạo từ chuỗi nguyên tử cacbon liên kết với qua liên kết σ Ngoài ra, ngun tử cacbon cịn có điện tử π điện tử mơ hình đơn giản coi điện tử tự kim loại Phân tử mang tín hiệu chuyển động dọc theo dây dẫn tùy theo thay đổi hóa học hay cảm ứng polyme dẫn mà phân tử mang tín hiệu trạng thái tự nhiên khác Ở dạng đầu tiên, linh kiện điện tử có cấu tạo giống cơng nghệ bán dẫn truyền thống tạo thành từ lớp có tính chất điện tử khác Sự tiếp xúc thực mẫu truyền thống (bay màng kim loại) Không dạng đầu tiên, dạng thứ phân tử hay lớp phân tử đơn có chức linh kiện điện tử chuyển mạch, khuếch đại hay diot phát quang qua dây dẫn phân tử polyacetylen, spiropolythiophen nối với mạch bên Sự tiếp xúc địi hỏi phải có thiết bị trợ giúp có độ phân giải cao sở cơng nghệ định vị – dị tìm STM AFM Sự nối liền với chất mang thực qua cầu nối Silyl hay qua cầu nối phân tử hữu lớn cyclodetrin, zeolite Điều kiện cho mật độ tích hợp cao mạch điện tử phải có tốc độ truyền điện tử mạch phân tử cao (> 1GHz) phân tử hay khối phân tử sử dụng phải nhỏ nm.Việc sử dụng phân tử hệ thống phân tử có kích thước nhỏ để chế tạo mạch phân tử có quan hệ chặt chẽ với nghiên cứu lượng- vận chuyển điện tích bình diện phân tử thay đổi chiều cấu trúc chất mang hệ chiều Để mơ tả lượng vận chuyển điện tích cho dạng sử dụng chất mang tín hiệu dạng hạt, phân tử riêng Exiton điện tử lỗ trống, soliton antisoliton, polaron 6.2 Polyme cấu trúc liên hợp tính chất đặc trưng 6.2.1 Mạch phân tử liên hợp Những polyme cấu trúc liên hợp dẫn điện ICP tiêu biểu hình 186 đây: Chương Điện học phân tử giới thiệu ₫iện tử học phân tử 299 π-CONJUGATED POLYMERS Trans-polyacetylene, trans-PA Poly(p-phenylene vinylene),PPV Ph Poly(p-phenylene), PPP S S S N N N Ph S Ph Polyquinoline, PPQ Polythiophene, PT O N H H N N H O O N H N O N N N N N N N Polypyrrole, PPy Hình 186: Một số polyme cấu trúc liên hợp Các polyme liên hợp có cấu trúc bao gồm mạch phân tử cacbon có chứa thêm liên kết đôi liên hợp (hệ thống điện tử π) coi chất dẫn điện chiều Giống kim loại hóa trị một, chiều, phân tử polyme dẫn không bền vững biến dạng mạng tuần hoàn tác động cảm ứng ánh sáng Từ nguyên nhân trên, hệ thống π tạo tách thành liên kết đơi đơn Chính vậy, tồn tách biệt dải điện tử hóa trị dải dẫn trống người ta nhận cấu trúc dải chất bán dẫn hay chất cách điện Các nguyên nhân khác dẫn đến phân tách dải dẫn dải điện tử hóa trị khoảng cách lớn mạch cacbon chuyển động xoay trịn mạch phân tử Vì ngun nhân mà polyme dẫn trạng thái ban đầu có tính chất cách điện hay khả dẫn Nguyễn Đức Nghĩa 300 π- bonding de localize d e le ctron de ns ity aromatic s tablization highly localize d e le ctron de ns ity (a) Schematic view of the lowest bonding orbital π electron cloud above and below the plane of the anthracene molecule The H atoms are not shown (b) electron density section through the central plains in the anthracene molecule Each contour line represents the increase of electron density of 0.5 electrons/Α3 moving toward the carbon atoms Hình 187 Cấu trúc điện tử cacbon liên kết π Bên cạnh trạng thái kích thích điện tử – lỗ trống chất bán dẫn thông thường, có suy biến mạch phân tử cịn có trạng thái kích thích 6.2.2 Cấu trúc vùng lượng bán dẫn hữu Giống chất bán dẫn vô cơ, bán dẫn hữu cơ, người ta chứng minh có tồn vùng cấm lượng Khái niệm vùng cấm bán dẫn hữu định nghĩa khác biệt hai mức lượng HOMO, tức mức lượng điện tử quỹ đạo phân tử điền đầy cao (the Highest Occupied Molecular Orbital : HOMO) mức lượng LUMO, tức mức lượng điện tử quỹ đạo phân tử chưa điền đầy thấp (the Lowest Unoccupied Molecular Orbital: LUMO) Chúng có tính chất giống vùng hóa trị vùng dẫn bán dẫn vô Các bán dẫn hữu có độ rộng vùng cấm đặc trưng khác đỉnh hấp thụ lượng photon chúng khác Như hình 188 đây: Chương Điện học phân tử giới thiệu ₫iện tử học phân tử 301 Energy Levels Determined by UPS 2.7 eV LUMO 4.8 eV ITO 3.2 eV LUMO 2.8 eV Ca 3.2 eV LUMO 4.0 eV LUMO 4.2 eV Al Cathode 5.2 eV Anode PEDOTPSS 5.2 eV 5.3 eV HOMO HOMO PPV 5.5 eV HOMO 6.3 eV HOMO MEH-PPV CzEh-PPV OxdEh-PPV Hình 188 Mức lượng HOMO LUMO số bán dẫn hữu Electronic transition in ethylene will be π (π2)*ψ2* LUMO hν π* LUMO (π1) ψ1 HOMO HOMO ground state excited state Evolution of a Semiconductor Bandgap with Increasing Chain Length Ψ6∗ Ψ4∗ Ψ2∗ energy Empty π* band or conduction band(CB) Ψ5∗ Ψ3∗ Ψ4∗ Eg ψ3 ψ2 ψ1 ethylene A Comparison of the π Filled π band or valence band(VB) Band width ψ2 ψ1 ψ1 butadiene hexatriene octatetraene H C H C n π* Energy gap in a Series of Polyenes of Increasing Chain Length Bandgap or energy gap (Eg) = the smallest energy gap transition between π and π* bands = HOMO –LUMO energy gap Hình 189 Sơ đồ biểu diễn mức lượng chuyển dich bán dẫn hữu Trong điều kiện bình thường, chất bán dẫn hữu polyme có cấu trúc vùng lượng tương tự chất bán dẫn vô Năng lượng để đưa điện tử từ mức HOMO lên mức chân không gọi lượng ion hóa, với tương ứng ion hóa (Ip), phân tử Năng lượng để đưa điện tử từ mức chân Chương VIII N/c tính chống ăn mòn kl, bền mt & khả hấp thụ sống ₫iện từ vật 413 Loại tàu chiến tàng hình Hải qn Mỹ có tên “Tàu khu trục DD(X)” kỹ sư nước thiết kế đóng xưởng tập đồn Northrop Grumman Ship Systems theo hợp đồng trị giá 2,8 tỷ USD Dự kiến vào năm 2011 tàu hạ thủy Theo nhà thiết kế Northrop Grumman cho biết, DD(X) cách mạng ngành đóng tàu quân Tàu có chiều dài 208 mét, thủy thủ đoàn 125-150 người, tốc độ 30 hải lý/ (hình 262) Hình 262: Tàu chiến tàng hình DD(X) Hải quân Mỹ Hải quân Anh đóng tàu tàng hình HMS Daring Type 45, dự kiến đưa vào sử dụng vào năm 2007 Hiện tàu chiến đóng xưởng Govan & Scotstoum tập đoàn BAE Systems Glasgow (Scotland) Theo Bộ Quốc phịng Anh tàu thiết kế với góc cạnh phản xạ rađa nhỏ cách triệt tiêu góc trực diện với rađa Tàu chiến có chiều dài 152 mét, thủy thủ đoàn 190 người, tốc độ 27 hải lý, chi phí 3,6 tỷ USD, (hình 263) Hình 263: Tàu chiến tàng hình T45 Hải quân Anh 414 Nguyễn Đức Nghĩa Vật liệu tàng hình sở conducting polyme lần hãng máy bay Lockheed phát vào năm 1986 Từ phịng thí nghiệm viện nghiên cứu hàng đầu giới sở nghiên cứu qn Nato, phịng thí nghiệm Los Alamos Mỹ, phịng thí nghiệm DSTO Úc (Defence Science and Technology Organisation) phịng thí nghiệm Châu Âu, Nga, Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc tập trung nghiên cứu loại vật liệu đầy hấp dẫn Các kết nghiên cứu cơng bố công bố cách sơ lược, nhiều công bố thông tin nhiễu Conducting polyme vật liệu có khả hấp thụ sóng điện từ, rada cấu trúc phân tử có liên kết đơi liên hợp chứa điện tử π tự Khi có xạ sóng điện từ, điện tử π linh động nhận lượng sóng hoạt hố lên trạng thái kích động theo ngun lý Jablonsky Q trình làm thay đổi tổng trở, thay đổi số điện môi, độ từ thẩm vật liệu Từ trạng thái kích động điện tử π trở trạng thái giải toả lượng Năng lượng làm nóng vật liệu hấp thụ Như vật lý q trình tàng hình q trình chuyển hố lượng sóng rada sang lượng nhiệt Với đặc tính ưu việt độ dẫn cao thay đổi, với dễ dàng sản xuất với hàm lượng nhỏ thành phần tổ hợp composit, phương pháp phủ đơn giản phủ nhiều lớp conducting polyme nên polyme dẫn nghiên cứu nhiều để làm vật liệu tàng hình dải sóng rada rộng từ 500 MHz đến 100 GHz 8.3.2 Cơ sở lý thuyết tính tốn Vật liệu tàng hình có sóng rada qua làm tổn hao lượng xạ thơng qua q trình thay đổi tính chất vật lý vật liệu Đó thay đổi tổng trở, thay đổi độ từ thẩm, thay đổi số điện mơi Vật liệu có khả dàn lượng xạ bề mặt chắn sóng đồng thời khơng có khả phản xạ lại Hình 264 sơ đồ chắn vật liệu tàng hình hấp thụ sóng rada Trong sơ đồ ta giả định tia xạ sóng rada đến thẳng góc với chắn với cường độ Ein Một phần sóng phản hồi trở lại với cường độ ER tổn hao phản hồi (Reflection Chương VIII N/c tính chống ăn mịn kl, bền mt & khả hấp thụ sống ₫iện từ vật 415 loss) R, phần bị hấp thụ qua vật liệu với cường độ hấp thụ EA tổn hao hấp thụ (Absorption loss) A, cuối đến vật che chắn Khả tàng hình vật liệu hiệu che chắn (schielding effective) SE tính tổng tổn hao phản hồi tổn hao hấp thụ theo công thức: ⎛ EA ⎞ ⎛ ER ⎞ SE (dB) = 20 lg⎜ ⎟ + 20 lg⎜ ⎟ + d = R + A + d ⎝ Ein ⎠ ⎝ Ein ⎠ (1) Ở d số hiệu chỉnh (trường hợp vật liệu có độ hấp thụ cao d= 0) Hiệu che chắn SE vật liệu phụ thuộc vào độ dày d, tính chất điện số điện mơi (ε), độ từ thẩm (μ) vật liệu tàng hình tần số làm việc (f) sóng rada Vật liệu tàng hình hoạt động có hiệu tổn hao phản hồi R tổn hao hấp thụ A phải lớn Trên thực tế tổn hao phản hồi khoảng ≤ -20dB, tổn hao hấp thụ A ≤ -9dB hiệu tàng hình vật thể đạt 99% hay độ phản xạ trở lại hình rada cịn 1% Trong cơng trình chúng tơi nghiên cứu tính chất hấp thụ sóng rada vật liệu tàng hình qua tổn hao hấp thụ, tổn hao phản hồi mối quan hệ với độ dày, tính chất điện từ màng dải tần từ 500MHz đến 20GHz Sãng rada Zo Ei Za Ea §Õ Er d Hình 264: Sơ đồ thí nghiệm đo tính chất hấp thụ sóng rada vật liệu tàng hình Nguyễn Đức Nghĩa 416 8.3.3 Nghiên cứu tính chất vật liệu 8.3.3.1 Ảnh hưởng độ dày lớp phủ tàng hình đến tính chất hấp thụ sóng rada Tấm phủ tàng hình chế tạo đế vải bạt polyester có độ rộng 25x25 cm phủ màng mỏng đế vải Các mẫu phủ lớp, phủ hai lớp, phủ ba lớp, lớp độ dày khoảng 0,2mm Sau tiến hành đo thay đổi số điện môi dải tần từ 50 MHz – 20 GHz Kết đồ thị hình 265, 266 267 Real Permittivity Imaginary Permittivity H»ng sè điện môi phần ảo Hằng số điện môi phần thùc 95 1.9 85 1.8 75 1.7 65 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 -1.2 -1.4 1.6 10 11 12 13 14 15 16 10 11 12 13 14 15 16 17 18 TÇn sè (GHz) T Ç n sè ( G H z ) Real Permittivity 3.2 3.1 H»ng sè điện môi phần ảo ?" Hằng số điện môi phần thùc Hình 265: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc số điện môi vào tần số xạ (phủ lớp vật liệu polyme dẫn) Imaginary Permittivity -0.2 -0.4 2.9 -0.6 2.8 -0.8 2.7 2.6 -1 -1.2 2.5 -1.4 2.4 2.3 1 1 1 TÇn sè (GHz) 1 1 -1.6 10 11 12 13 14 15 16 17 18 T sè (G z) Çn H Hình 266: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc số điện môi vào tần số xạ (phủ lớp vt liu polyme dn) Real Permittivity Hằng số điện môi phÇn thùc 5.5 4.5 3.5 3 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Hằng số điện môi phần ¶o Chương VIII N/c tính chống ăn mịn kl, bền mt & khả hấp thụ sống ₫iện từ vật 417 Imaginary Permittivity -0.5 -1 -1 -2 -2.5 1 1 1 1 1 TÇn sè (GHz) ε” T sè (GH Çn z) Hình 267: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc số điện môi vào tần số xạ (phủ lớp vật liệu polyme dẫn) Từ kết cho thấy vải có phủ lớp CP có biến thiên số điện mơi theo tần số sóng rada xạ Hình a biến thiên ε’ có cực tiểu tần số – GHz 13 – 14 GHz Tấm thứ hai có độ dày gấp hai lần thứ Sự biến đổi ε’ thấy rõ nét với điểm cực tiểu – GHz 11 –12 GHz Tấm thứ ba có độ dày gấp lần Sự biến thiên số điện mơi có cực tiểu khoảng GHz 10 GHz Bằng mẫu biểu rõ biến thiên số điện môi phần ảo (ε”) dải sóng 500 MHz – 20 GHz Ngược với phần đồ thị số điện môi phần thực (ε’), phần số điện môi phần ảo (ε”) biểu q trình hấp thụ sóng điện từ có điểm cực đại dải tần khác nhau: - Ở phủ lớp điểm cực đại dải tần –6 GHz 14 – 15 GHz - Ở phủ lớp điểm cực đại dải tần 7-8-9 GHz 14-15-16 GHz - Ở phủ lớp điểm cực đại dải tần 7-8-9 GHz 15-16-17 GHz Như với phủ dày thay đổi complex permeability có điểm cộng hưởng chuyển dịch khu vực có tần số thấp Tấm phủ dày điểm cộng hưởng chuyển dịch khu vực tần số cao Nguyễn Đức Nghĩa 418 8.3.3.2 Xác định khả tàng hình vật liệu tàng hình (SE) qua tổn hao phản hồi R tổn hao hấp thụ A Khả tàng hình vật liệu hay hiệu che hữu chắn (chielding effective: SE) tính tổng tổn hao phản hồi tổn hao hấp thụ theo công thức: SE (dB) = R + A Hình 268 kết khảo sát độ che chắn vật liệu tàng hình phủ lớp polyester với độ dày khác Độ che chắn hay khả tàng hình lớp vải nguỵ trang phủ lớp vật liệu tàng hình hình 268a Dải tần số Độ che chắn Khả tàng hình – GHZ 5dB 30 – 40% 11 – 12 GHZ 4,2 dB 30 – 40% Độ che chắn hay khả tàng hình lớp vải nguỵ trang phủ lớp vật liệu tàng hình hình 268b Dải tần số Độ che chắn Khả tàng hình – GHZ 9,5dB 60 – 70% 15 – 16 GHZ 9,2 dB 60 – 70% Độ che chắn hay khả tàng hình lớp vải nguỵ trang phủ lớp vật liệu tàng hình hình 268c Dải tần số Độ che chắn Khả tàng hình – 10 GHZ 21dB 99% 15 – 16, 17 GHZ 19,5 dB 98% Hình 268a: Độ che chắn lớp vải phủ lần vật liệu tàng hình Độ che chắn đạt cực đại dải sóng – 7GHz với cường độ 5dB 12GHz đạt 4,2dB Hình 268b: Độ che chắn lớp vải phủ lần vật liệu tàng hình, độ che chắn đạt cực đại – 9GHz với độ che chắn 9,5dB, 16GHz đạt 9,2dB Chương VIII N/c tính chống ăn mịn kl, bền mt & khả hấp thụ sống ₫iện từ vật 419 Hình 268c: Độ che chắn lớp vải lần phủ vật liệu tàng hình, độ che chắn đạt cực đại – 9GHz với độ che chắn 21dB 16GHz che chn t 19,5dB -3 Khả tàng h×nh Scheilding effective (SE)(dB) -3.5 -4 -4.5 -5 -5.5 -6 -6.5 -7 10 11 12 13 14 15 16 17 18 TÇn sè (GHz) Hình 268a: Khả tàng hình mẫu ph lp vt liu tng hỡnh -3 Khả tàng hình Schielding effective (SE)(dB) -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 10 11 12 13 14 15 16 17 18 TÇn sè (GHz) Hình 268b: Khả tàng hình mẫu ph lp vt liu tng hỡnh Khả tàng h×nh Scheilding effective (SE)(dB) -5 -10 -15 -20 -25 10 11 12 13 14 15 16 17 18 TÇn sè (GHz) Hình 268c: Khả tàng hình mẫu phủ lớp vật liệu tàng hình 420 Nguyễn Đức Nghĩa Với kết cho phép chế thử thử nghiệm phủ tàng hình khí tài tàng hình với độ phản xạ 1% 7.2.4 Kết luận: Vật liệu tàng hình vật liệu kỹ thuật cao sử dụng nhiều lĩnh vực khoa học, thông tin quốc phịng Polyme dẫn vật liệu có nhiều triển vọng ứng dụng làm vật liệu tàng hình vật liệu kỹ thuật cao khác TÀI LIỆU THAM KHẢO Những đề tài khoa học công nghệ tác giả làm chủ nhiệm tham gia chính: Nguyễn Đức Nghĩa, Tổng hợp nghiên tính chất vật liệu conducting polyme, Báo cáo khoa học đề tài nghiên cứu khoa học, 12/2001 Nguyễn Đức Nghĩa cộng sự, Nghiên cứu chế tạo vật liệu conducting polyme dẫn điện, Đề tài giải thưởng khoa học công nghệ VIFOTECH, 11/2002 Nguyễn Đức Nghĩa, Nghiên cứu bền môi trường chống ăn mòn kim loại vật liệu conducting polyme, Báo cáo khoa học đề tài khoa học công nghệ, 9/2004 Nguyễn Đức Nghĩa, Vật liệu conducting polyme cấu trúc nano – Công nghệ chế tạo, nghiên cứu tính chất ứng dụng, Báo cáo cơng trình trọng điểm bật, Chương trình khoa học cơng nghệ nano, 4/2006 Nguyễn Đức Nghĩa cộng sự, Thử nghiệm triển khai ứng dụng vật liệu tàng hình nguỵ trang tàu chiến biển, Báo cáo không công bố kết đề tài trọng điểm, 6/2005 Nguyễn Đức Nghĩa cộng sự, Nghiên cứu chế tạo ứng dụng vật liệu nano polyme-composit, Đề tài cấp nhà nước 2002-2004 Những cơng trình cơng bố: Nguyễn Đức Nghĩa, Tổng hợp nghiên cứu tính chất vật liệu composit dẫn điện polyanilin – polyvinylancol, Tạp chí Hoá học, T 37, 1/1999 Nguyễn Đức Nghĩa cộng tác, Synthesis and characterization of polyaniline by chemical oxidative polymerization, Tạp chí Hố học, T 24, 2/1999 Nguyễn Đức Nghĩa 422 Nguyễn Đức Nghĩa cộng tác, Synthesis and characterization of electrically conducting polypyrrole by chemical oxidative polymerization, Procceding Vol 11, No 1, 1999 Nguyễn Đức Nghĩa, Polyme dẫn, hướng nghiên cứu triển vọng, Hội nghị Hố học tồn quốc lần thứ 3, 10/1998 New monomer for CVD polymerization of poly(pxylynene), Advanced Nguyễn Đức Nghĩa, Polyme chức vật liệu lai cấu trúc nano, Giáo trình giảng dạy Đại học Cơng nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Đức Nghĩa, Bán dẫn hữu – Công nghệ chế tạo, tính chất ứng dụng, Giáo trình giảng dạy Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội, 2006 Nguyễn Đức Nghĩa, Hố học Nano, Cơng nghệ vật liệu nguồn, Nhà xuất Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Hà nội 2007 TÀI LIỆU THAM KHẢO NƯỚC NGOÀI M Aldissi, Intrinsically conducting polymers: Energing Technology, Kluwer Academic Publishers, 1999 Shu Hotta, Electronic and Optical properties of conjugated Molecular Systems in Condensed Phases, Research singpost, Kyoto, Japan 2003 Hari Singth Nalwa, Handbook of Organic – Inorganic hybrid Materials and Nanocomposites, American Scientific Publishers, USA 2002 Willner E Katz, Bioelectronics, applications, USA 2005 Sam Shaing Sum, Organic Photovoltaics, Mechanisms Materials and Devices, NewYork USA, 2005 Conducting polymers, The polymer society of Korea, 2004 From theory to Tài liệu tham khảo 423 Hideki Shirakawa, Conducting polymer, Nobel 2000, Kyoto 2001 Mira Tosowicz, Karin Potie Kamlath, Molecularelectronik, Miinchen 1999 Dowald L Wise, Photonic Polymer Systems, Marcel Dekkler Inc TỪ KHOÁ, TỪ VIẾT TẮT Bilayer Lớp kép Bioelectronic Điện tử học sinh học Bulk heterojuntion Khối hỗn hợp Charge carrier mobility Dịch chuyển hạt tải Charge injection doping Tiêm hạt tải điện tích Chemical vapour deposition (CVD) Lắng đọng pha hoá học Core - Shell Nhân vỏ Conductivity Độ dẫn điện Critical micell concentration (CMC) Nồng độ micell tới hạn Doping Pha tạp Doping Acceptor Pha tạp acceptor Doping Donor Pha tạp donor Dye-sensitized Solar Cell (DSSC) Pin mặt trời cảm ứng chất màu Electrochemical charging capacity Điện dung nạp theo điện hoá Êlectro-optic modulator Bộ điều biến quang điện Field emission Phát xạ trường Hybrid materials Vật liệu lai Inter – fibril mobility Truyền dẫn sợi Inter-mobility Truyền dẫn phân tử Intra-mobility Truyền dẫn nội phân tử Intrinsically conducting polymer (ICP) Polyme dẫn Light Emitting devices (LED) Linh kiện quang điện tử Molecular electronic Điện tử học phân tử Molecular photonic Quang tử học phân tử Molecular self assembling Phân tử tự lắp ghép Morphology Hình thái học Optoelectronic Devices Linh kiện quang điện tử Nguyễn Đức Nghiã 426 Organic Light Emitting Devices (OLED) Linh kiện phát quang hữu Organic Solar Cell (OSC) Pin mặt trời hữu Organic Semiconductor Bán dẫn hữu Organic Polymers Semiconductor Bán dẫn hữu polyme Photodoping Pha tạp quang Photolithography Quang khắc Radical Gốc tự Redox doping Pha tạp oxi hoá khử Redox polymer Polyme oxi hoá khử Synthesis metal Kim loại tổng hợp The Highest Occupied Molecular Orbital (HOMO) Quĩ đạo phân tử điền đầy cao The lowest Unoccupied Molecular Orbital (LUMO) Quĩ đạo phân tử điền đầy thấp Transparent anode Anot suốt Work function Cơng NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ 18 đường Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội Điện thoại: Phòng Phát hành: 04.2149040; Biên tập: 04.2149034; Quản lý Tổng hợp: 04.2149041; Fax: 04.7910147, Email:nxb@vap.ac.vn; www.vap.ac.vn BÁN DẪN HỮU CƠ POLYME CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO, TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG Nguyễn Đức Nghĩa Chịu trách nhiệm xuất bản: GS TSKH Nguyễn Khoa Sơn Chủ tịch Hội đồng biên tập: GS.TSKH Đặng Vũ Minh PCT Hội đồng biên tập: GS.TSKH Nguyễn Khoa Sơn Thẩm định nội dung: PGS TS Lê Văn Cát PGS TS Phạm Văn Hội Trình bầy kỹ thuật: Phạm Thị Hiếu Trình bày bìa: Nguyễn Bích Nga In 400 khổ 16 × 24cm tại: Nhà in Công ty Mỹ thuật Trung ương Số đăng ký KHXB: 990-2007/CXB/002 - 05/KHTNVCN cấp ngày 14 tháng 12 năm 2007 In xong nộp lưu chiểu tháng 12 năm 2008 ... hưởng tới tính chất Tiềm ứng dụng LED transitor kỹ thuật hình 6.5.1 .3 Tính chất vật lý Ưu điểm lớn chất bán dẫn hữu so với chất bán dẫn vô thay đổi dễ dàng bước tính chất điện tử Tính chất điện... máng dạng làm chất bán dẫn hữu dạng gắn bên chất bán dẫn hữu Ứng dụng chất bán dẫn oligome α - sexthienylen với polyme cách điện cyanoethylpulan chế tạo transitor màng mỏng Khi thay chất cách điện... kích thích 6.2.2 Cấu trúc vùng lượng bán dẫn hữu Giống chất bán dẫn vô cơ, bán dẫn hữu cơ, người ta chứng minh có tồn vùng cấm lượng Khái niệm vùng cấm bán dẫn hữu định nghĩa khác biệt hai mức lượng