BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ …… ….***………… NGUYỄN XUÂN CA CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA NANO TINH THỂ LÕI/VỎ LOẠI II CdS/ZnSe Chuyên ngành: Vật lý chất rắn Mã số: 62.44.01.04 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Hà Nội – 2016 Công trình hoàn thành tại: Học viện Khoa học Công nghệ Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Người hướng dẫn khoa học 1: PGS TS Vũ Thị Kim Liên Người hướng dẫn khoa học 2: PGS TS Nguyễn Xuân Nghĩa Phản biện 1: ………………………… Phản biện 2: ………………………… Phản biện 3: ………………………… Luận án đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng chấm luận án tiến sĩ, họp Học viện Khoa học Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam vào hồi … …, ngày… tháng… năm … Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thƣ viện Học viện Khoa học Công nghệ - Thƣ viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦU Các NC dị chất thƣờng đƣợc phân thành loại I, giả loại II (quasi type-II) loại II phụ thuộc vào vị trí mức lƣợng thấp điện tử lỗ trống vật liệu bán dẫn thành phần [1, 31] Trong NC loại II, mức lƣợng thấp điện tử lỗ trống thuộc vật liệu bán dẫn khác nhau, hệ điện tử lỗ trống bị tách vào miền không gian khác NC dị chất Tính chất làm cho NC loại II có triển vọng ứng dụng lĩnh vực quang điện [32, 40] laser [42, 47] Mặc dù có nhiều tính chất quan trọng nhƣ nhƣng tính chất quang NC bán dẫn loại II chƣa đƣợc hiểu rõ ràng khó tổng hợp đƣợc mẫu có chất lƣợng tốt nhƣ việc phát đâu tín hiệu huỳnh quang NC loại II [32, 49] Nguyên nhân gây tƣợng dịch xanh đỉnh PL tăng công suất kích thích nhƣ phụ thuộc lƣợng phát xạ vào nhiệt độ NC loại II có nhiều cách giải thích khác [32, 33, 44, 50] Việc tạo lớp đệm trung gian miền tiếp giáp lõi/vỏ có tác dụng làm giảm ứng suất tăng cƣờng PL QY NC [1,15, 91] Tuy nhiên, có mặt lớp đệm làm thay đổi hàng rào bề mặt tiếp giáp lõi/vỏ ảnh hƣởng lên trình truyền điện tích chƣa đƣợc giải thấu đáo Chính lý trên, chọn đề tài nghiên cứu “Chế tạo nghiên cứu tính chất quang nano tinh thể lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe ” Các vấn đề chƣa rõ ràng nhƣ: công nghệ chế tạo, dấu hiệu nhận biết đặc trƣng loại II, ảnh hƣởng bề mặt tiếp giáp lên tính chất quang phổ, ảnh hƣởng ứng suất lên đặc trƣng phonon, phụ thuộc tính chất quang theo mật độ công suất kích thích nhiệt độ NC loại II đƣợc trình bày luận án Mục đích luận án Chế tạo NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe Làm sáng tỏ ảnh hƣởng công suất kích thích quang nhiệt độ đến tính chất PL NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe có dạng hàng rào khác Nội dung nghiên cứu 1.Chế tạo NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe có lớp đệm hợp kim 2.Ảnh hƣởng kích thƣớc lõi, độ dày lớp vỏ lớp đệm hợp kim đến đặc trƣng quang NC loại II CdS/ZnSe 3.Sự phụ thuộc lƣợng phát xạ NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe có lớp đệm hợp kim vào công suất kích thích quang nhiệt độ Phương pháp nghiên cứu Các NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe đƣợc chế tạo phƣơng pháp hóa ƣớt dung môi không liên kết ODE Hình dạng, kích thƣớc, cấu trúc tinh thể, thành phần, đặc trƣng phonon tính chất quang mẫu nghiên cứu đƣợc khảo sát phƣơng pháp nhƣ TEM, XRD, EDS, tán xạ Raman, hấp thụ quang, PL phép đo huỳnh quang phân giải thời gian Ý nghĩa khoa học luận án - Nghiên cứu chi tiết quy trình công nghệ chế tạo NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe có lớp đệm hợp kim - Góp phần làm sáng tỏ ảnh hƣởng công suất kích thích quang nhiệt độ đến tính chất PL NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe có dạng hàng rào khác bề mặt tiếp giáp lõi/vỏ Bố cục luận án Luận án bao gồm 126 trang, 79 hình vẽ đồ thị, bảng Ngoài phần mở đầu kết luận, luận án đƣợc chia thành chƣơng CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA TINH THỂ NANO LÕI/VỎ LOẠI II 1.1 Giới thiệu tinh thể nano lõi/vỏ loại II Hình 1.1 Sơ đồ vùng lượng NC (a) loại I (b) loại II [1] Trạng thái có lƣợng thấp điện tử lỗ trống NC loại II thuộc vật liệu bán dẫn khác (Hình 1.1(b)) Vì điện tử lỗ trống đƣợc sinh kích thích quang có xu hƣớng bị tách vào miền không gian khác NC loại II Nhƣ đƣợc Hình 1.1(b), điện tử tập trung vật liệu bán dẫn 1, lỗ trống tập trung vật liệu bán dẫn 1.2 Công nghệ chế tạo tinh thể nano lõi/vỏ loại II Hiện NC lõi/vỏ loại II thƣờng đƣợc chế tạo phƣơng pháp hóa ƣớt sử dụng kỹ thuật bơm nóng, tức bơm nhanh dung dịch tiền chất vào môi trƣờng phản ứng chứa tiền chất thứ hai đƣợc đốt nóng đến nhiệt độ phản ứng Quá trình chế tạo NC lõi/vỏ bao gồm hai bƣớc: i) Bƣớc thứ chế tạo lõi, sau làm bề mặt lõi ii) Bƣớc thứ hai chế tạo lớp vỏ cách bơm chậm dung dịch tiền chất tạo vỏ vào môi trƣờng phản ứng chứa lõi nhiệt độ phản ứng Các kết nghiên cứu cho thấy giảm nồng độ OA kích thƣớc trung bình NC tạo thành giai đoạn đầu phản ứng giảm Sự giảm kích thƣớc đƣợc qui cho tăng nồng độ NC CdS dung dịch phản ứng tăng hoạt tính hóa học monomer Bằng chứng thực nghiệm nhận đƣợc cho thấy tăng tỉ lệ S/Cd hay Se/Cd làm tăng số lƣợng mầm tinh thể đƣợc tạo thành giai đoạn đầu phản ứng, gây giảm mạnh nồng độ monomer dung dịch phản ứng Đồng thời, lƣợng vật chất cung cấp để phát triển mầm tinh thể trở nên hơn, kích thƣớc NC CdS hay CdSe bị giảm xuống Sự tăng nhiệt độ phản ứng làm tăng mạnh không số lƣợng mầm tinh thể mà tốc độ phát triển kích thƣớc chúng Tại thời gian phản ứng tăng nhiệt độ làm tăng kích thƣớc hạt Điểm hội tụ kích thƣớc dịch dần phía thời gian phản ứng lớn giảm nhiệt độ chế tạo Nhìn chung, chế độ phân bố hạt tải NC lõi/vỏ CdS/ZnSe có kích thƣớc lõi nhỏ độ dày lớp vỏ mỏng thuộc loại I, chế độ phân bố hạt tải loại II nhận đƣợc kích thƣớc lõi độ dày lớp vỏ lớn Chế độ phân bố hạt tải NC với kích thƣớc lõi nhỏ, độ dày lớp vỏ lớn kích thƣớc lõi lớn, độ dày lớp vỏ mỏng thuộc chế độ giả loại II Kết nghiên cứu Hình 1.12(a) đƣợc sử dụng luận án để thiết kế thí nghiệm chế tạo NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe Hình 1.12 Chế độ phân bố hạt tải NC CdS/ZnSe có kích thước lõi độ dày lớp vỏ khác (a) Kích thước lõi thể thông qua bước sóng phát xạ λo lõi, độ dày lớp vỏ ký hiệu H (b) Đồ thị biểu diễn tích phân che phủ điện tửlỗ trống tính toán cho NC CdS/ZnSe hàm bước sóng phát xạ lõi CdS chiều dày vỏ ZnSe (H) [1] 1.3.Tính chất quang tinh thể nano lõi/vỏ loại II Khi thay đổi kích thƣớc lõi chiều dày lớp vỏ chế độ định xứ hạt tải NC lõi/vỏ chuyển từ loại I, sang giả loại II hay loại II Các NC loại II cho bƣớc sóng phát xạ vùng hồng ngoại, bƣớc sóng phát xạ vật liệu khối cấu thành nên NC vùng nhìn thấy Cũng tƣơng tự nhƣ phổ phát xạ, phổ hấp thụ ta quan sát thấy dịch đỏ đỉnh hấp thụ lớp vỏ phát triển lõi Bên cạnh việc phổ hấp thụ dịch đỏ đỉnh hấp thụ lõi bị mở rộng choãi dần, xuất đuôi hấp thụ phía bƣớc sóng dài chiều dày lớp vỏ tăng Đuôi hấp thụ phía bƣớc sóng dài dấu hiệu quan trọng để nhận biết NC lõi/vỏ cấu trúc loại II Trong giai đoạn đầu, nghiên cứu cho PL QY thấp NC loại II thuộc chất chúng tốc độ tái hợp phát xạ chậm “exciton loại II”, điều làm tăng cƣờng tái hợp không phát xạ Tuy nhiên nghiên cứu sau cho thấy hoàn toàn chế tạo đƣợc NC loại II có PL QY cao với điều kiện: i) tối thiểu hóa sai hỏng bề mặt, ii) tạo lớp tiếp giáp lõi vỏ để giảm ứng suất, iii) lớp vỏ đƣợc phát triển chậm lõi để giảm sai hỏng mạng, iv) iv) thay đổi hình dạng khác NC để giảm ứng suất Ứng suất NC lõi/vỏ xuất sai lệch số mạng tinh thể vật liệu lõi, vỏ nguyên nhân gây sai hỏng mạng tinh thể, làm tồi đặc trƣng vật lý chúng Giải pháp cho vấn đề tạo cấu trúc lõi/đệm/vỏ Phần đệm chứa hai lớp vật liệu có số mạng tinh thể trung gian so với giá trị số mạng vật liệu lõi vỏ Hiện nay, xu hƣớng chung sử dụng lớp đệm hợp kim có hàm lƣợng nguyên tố hóa học thay đổi dần từ vật liệu lõi đến vật liệu lớp vỏ Một kỹ thuật tạo lớp đệm hợp kim bề mặt tiếp giáp lõi/vỏ ủ nhiệt NC lõi/vỏ Sự thay đổi dần hàm lƣợng nguyên tố hóa học miền bề mặt tiếp giáp lõi/vỏ tạo giếng có dạng trơn, làm giảm tái hợp Auger Hình 1.18 (a) Phổ PL NC lõi/vỏ loại II CdTe/CdSe khoảng nhiệt độ từ 220 - 260 K [45] (b)Phổ PL NC lõi/vỏ loại II CdTe/CdSe khoảng nhiệt độ từ 293 - 383 K [32] Do xếp vùng lƣợng đặc trƣng nên tính chất quang phụ thuộc nhiệt độ NC dị chất loại II không giống với tính chất quang vật liệu thành phần Đối với thay đổi cƣờng độ phát xạ theo nhiệt độ NC lõi/vỏ loại II CdTe/CdSe, Chon cộng [45] quan sát thấy thay đổi bình thƣờng (Hình 1.18(a)) Saad cộng lại quan sát thấy thay đổi bất thƣờng - tƣợng chống dập tắt huỳnh quang theo nhiệt độ (LTAQ), Hình 1.18(b) [83] Sự hồi phục (hoặc cấu trúc lại) bề mặt có tính thuận nghịch liên quan với chất hoạt động bề mặt đƣợc đề xuất để giải thích tƣợng bất thƣờng Tuy nhiên, chế LTAQ không đƣợc phân tích cụ thể Hình 1.19 Sự phụ thuộc lượng phát xạ PL FWHM theo nhiệt độ NC lõi/vỏ loại II CdTe/CdSe (a), (b)[45]; (c)[44] Đối với thay đổi lƣợng phát xạ PL FWHM theo nhiệt độ NC loại II CdTe/CdSe, Chon [45] quan sát thấy thay đổi bình thƣờng, Hình 1.19(a) Hình 1.19(b) Wang [44] lại quan sát thấy dáng điệu khác thƣờng đƣờng cong lƣợng phát xạ PL FWHM, Hình 1.19(c) Chon cộng NC loại II CdTe/CdSe nhạy dập tắt huỳnh quang nhiệt, có thay đổi độ rộng vùng cấm nhỏ độ rộng dải PL mở rộng so với NC CdTe Độ rộng vùng lƣợng NC CdTe/CdSe có vỏ dày thay đổi theo nhiệt độ NC CdTe/CdSe có vỏ mỏng Trong nghiên cứu Saad NC loại II CdTe/CdSe lại không cho kết tƣơng tự Tính chất quang phụ thuộc nhiệt độ NC loại II bị chi phối không thay đổi độ rộng vùng cấm khác vật liệu bán dẫn thành phần mà chất lƣợng cấu trúc ứng suất hệ số giãn nở nhiệt khác vật liệu lõi vỏ Trong thực tế, việc tạo bề mặt tiếp xúc lõi/vỏ hoàn hảo lớp vỏ sai hỏng không dễ dàng Chất lƣợng không cao NC lõi/vỏ đƣợc khảo sát dẫn tới dập tắt huỳnh quang nhanh so với lõi kích hoạt nhiệt tâm tái hợp không phát xạ Bên cạnh đó, hệ số giãn nở nhiệt khác vật liệu lõi vỏ gây ứng suất khác NC loại II phụ thuộc vào nhiệt độ, đóng góp thay đổi bổ sung vào phụ thuộc nhiệt độ độ rộng vùng cấm NC loại II Độ lớn ứng suất phụ thuộc vào độ dày lớp vỏ chất lƣợng lớp tiếp giáp Rất kết khác phụ thuộc tính chất quang theo nhiệt độ NC loại II nhƣ nói có liên quan đến vấn đề 1.3.5 Các dấu hiệu nhận biết đặc trƣng phát xạ loại II Có ba dấu hiệu để nhận biết NC lõi/vỏ cấu trúc NC lõi/vỏ loại II là: Sự dịch đỏ mạnh phổ huỳnh quang chân phổ hấp thụ đƣợc nâng lên phía lƣợng thấp so với lõi Thời gian sống huỳnh quang tăng nhiều so với lõi Đỉnh huỳnh quang dịch phía lƣợng cao tăng công suất kích thích Sự dịch xanh đỉnh PL NC loại II tăng công suất kích thích chịu ảnh hƣởng ba hiệu ứng: i) hiệu ứng làm đầy trạng thái (SF) Hiệu ứng SF gây dịch xanh đỉnh PL tăng công suất kích thích thƣờng đƣợc sử dụng để giải thích NC nhiều thành phần bề mặt tiếp giáp lõi/vỏ gồ ghề thăng giáng hợp kim Nguyên nhân hiệu ứng chế độ kích thích cao, hạt tải tái hợp không kịp dẫn đến trạng thái có lƣợng thấp bị lấp đầy, hạt tải phải nhảy lên trạng thái có lƣợng cao gây dịch xanh đỉnh phát xạ Hiệu ứng thƣờng gây dịch xanh nhỏ, cỡ vài meV ii) hiệu ứng tích điện dung (CC) Trong NC loại II, điện tử lỗ trống bị tách không gian lực tƣơng tác đẩy điện tích dấu (điện tử - điện tử lỗ trống - lỗ trống) lớn nhiều lực tƣơng tác hút điện tử - lỗ trống Chính lực tƣơng tác đẩy làm tăng lƣợng giam giữ lƣợng tử, kết đỉnh PL dịch xanh nguyên nhân hiệu ứng CC iii) hiệu ứng uốn cong vùng cấm (BB) Hiệu ứng BB hệ việc uốn cong vùng lƣợng NC loại II Sự tách hạt tải đƣợc sinh kích thích quang vào miền không gian khác NC lõi/vỏ loại II Khi công suất kích thích cao, hạt tải tập trung nhiều bề mặt tiếp giáp tạo điện trƣờng nội tại, gây uốn cong vùng dẫn vùng hóa trị vật liệu bán dẫn thành phần bề mặt tiếp giáp lõi/vỏ gây nên dịch xanh đỉnh phát xạ, Hình 1.22 Hình 1.22 Sự thay đổi phổ PL NC lõi/vỏ loại II CdTe/CdSe 15 K thay đổi công suất kích thích quang Hình nhỏ bên ảnh hưởng hiệu ứng uốn cong vùng đến cấu trúc vùng lượng loại II [44] Trong ba dấu hiệu nhận biết đặc trƣng loại II trên, theo dấu hiệu đỉnh phổ PL dịch xanh tăng công suất chiếu sáng dấu hiệu quan trọng thuộc chất vật lý NC loại II Đây dấu hiệu đƣợc sử dụng nghiên cứu để nhận biết cấu trúc NC CdS/ZnSe chế tạo đƣợc có phải cấu trúc NC loại II hay không Hai dấu hiệu đầu phổ PL dịch đỏ mạnh đồng thời chân phổ hấp thụ nâng lên thời gian sống tăng lớp vỏ phát triển lõi dấu hiệu nhận biết bổ sung chúng phụ thuộc vào chất lƣợng mẫu điều kiện chế tạo CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 2.1 Chế tạo cấu trúc nano lõi/vỏ CdS/ZnSe Cấu trúc nano lõi/vỏ CdS/ZnSe đƣợc chế tạo phƣơng pháp hóa ƣớt sử dụng kỹ thuật bơm nóng Quá trình chế tạo bao gồm hai giai đoạn tách biệt chế tạo lõi CdS sau bọc lớp vỏ ZnSe bề mặt lõi CdS NC đƣợc chế tạo nhiệt độ thấp Trong giai đoạn đầu phản ứng (từ 2-15 phút ) kích thƣớc NC CdS chế tạo nhiệt độ cao lớn NC CdS chế tạo nhiệt độ thấp Mặc dù kích thƣớc hạt ban đầu khác nhƣng thời gian dài (từ 60-120 phút) kích thƣớc hạt chế tạo nhiệt độ khác gần nhƣ nhau, điều suy kích thƣớc lớn NC CdS phụ thuộc vào nhiệt độ Quy luật mở rộng phân bố kích thƣớc hạt theo nhiệt độ: thời gian đầu phản ứng PL FWHM giảm, sau tăng Nhiệt độ phản ứng cao thời gian đạt đƣợc hội tụ kích thƣớc ngắn, thời gian hội tụ kích thƣớc 60, 30, 10 phút tƣơng ứng với nhiệt độ phản ứng 250, 270, 290 310oC 3.1.3 Tính lặp lại công nghệ chế tạo tinh thể nano CdS Các kết thực nghiệm lần chế tạo thứ thứ hai có quy luật biến đổi tƣơng tự trùng khớp với Khi thời gian phản ứng tăng, phụ thuộc lƣợng phát xạ PL FWHM diễn biến với xu hƣớng nhƣ hai lần chế tạo, điểm hội tụ kích thƣớc hai lần chế tạo thời gian phản ứng 10 phút Kết chế tạo phƣơng pháp hóa học phụ thuộc vào nhiều thông số thực nghiệm, nhiên ta kiểm soát chặt chẽ điều kiện công nghệ hoàn toàn lặp lại kết thực nghiệm phạm vi sai số định 3.2 Nghiên cứu chế tạo tinh thể nano lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe Chế tạo NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe theo quy trình hai bƣớc gặp phải khó khăn: lõi CdS đƣợc chế tạo nhiệt độ cao sau hạ xuống nhiệt độ phòng có lƣợng tiền chất định (gồm Cd2+ S2-) chƣa phản ứng hết bám vào bề mặt NC CdS Lớp vỏ mỏng thân lõi CdS bị tan phần bơm trở lại dung môi ODE nhiệt độ cao để tiến hành bọc vỏ Sự tan lõi CdS dẫn đến dung dịch phản ứng tồn đồng thời NC CdS ion Cd2+ S2- Khi bơm tiền chất Zn2+ Se2- vào dung dịch chứa lõi CdS có ion Cd2+, S2- ( lõi CdS tan ) dung dịch phản ứng tồn đồng thời ion Zn 2+, Se2-, Cd2+, S2- NC CdS Hoạt tính hóa học ion khác nhau, dẫn đến có nhiều khả kết hợp ion tạo thành cấu trúc không nhƣ mong muốn ảnh hƣởng đến trình truyền điện tích Vì có hai vấn đề quan trọng giải để chế tạo thành công cấu trúc NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe là: i) 11 hạn chế tối đa tan lõi CdS ii) tìm nhiệt độ thích hợp để lớp vỏ ZnSe phát triển đƣợc lõi CdS Kết nghiên cứu cho thấy tan lõi CdS trình bọc vỏ ZnSe phụ thuộc vào nhiệt độ chế tạo lõi, nhiệt độ thời gian bọc vỏ nhƣ có mặt nồng độ ion Zn2+ Se2- Sự tan lõi CdS kết hợp với tiền chất vỏ bơm chậm vào tạo thành NC lõi/vỏ loại I có cấu trúc đảo ngƣợc CdS/CdSe quy trình chế tạo NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe, điều gây khó khăn cho việc xác định đâu phát xạ cấu trúc loại II Để chế tạo thành công NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe hệ phản ứng điều kiện công nghệ luận án phải hạn chế tối đa tan lõi CdS tìm nhiệt độ phù hợp để lớp vỏ ZnSe phát triển đƣợc, bao gồm: i) NC lõi CdS cần chế tạo nhiệt độ cao (310 oC) để có chất lƣợng tinh thể tốt phân bố kích thƣớc hẹp, ii) nhiệt độ bọc vỏ vừa đủ để lớp vỏ ZnSe phát triển đƣợc lõi CdS không cao hạn chế tan lõi CdS, iii)bơm nhanh dung dịch chứa NC lõi CdS đƣợc làm ion Se 2-, Zn2+ với nồng độ cao (0,4M) vào dung môi ODE nhiệt độ phản ứng thích hợp (230 oC) 3.3 Chế tạo tinh thể nano lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe 3.3.1 Chế tạo tinh thể nano lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe với chiều dày lớp vỏ Hình 3.20(a) cho thấy đỉnh phát xạ NC CdS lƣợng 2,76 eV, phổ PL hẹp đỉnh hấp thụ thứ rõ nét thể NC CdS chế tạo đƣợc có kích thƣớc đồng Với cấu trúc NC (CdS):(ZnSe), đỉnh PL vị trí lƣợng 2,26 eV, dịch mạnh phía lƣợng thấp so với đỉnh PL lõi CdS Phổ hấp thụ NC (CdS):(ZnSe) thí nghiệm có chân phổ hấp thụ bị choãi không xuất đỉnh hấp thụ gần đỉnh phát xạ, dấu hiệu chứng tỏ cấu trúc NC (CdS):(ZnSe) vừa chế tạo cấu trúc NC loại II Trong phổ PL NC (CdS):(ZnSe) không quan sát thấy đỉnh PL lõi CdS NC ZnSe chứng tỏ lõi CdS đƣợc bọc hoàn toàn vỏ ZnSe NC ZnSe không phát triển riêng Điều quan sát đƣợc qua ảnh TEM (Hình 3.20(b) Hình 3.20(c)), rõ ràng lớp vỏ ZnSe phát triển lõi CdS thể kích thƣớc NC (CdS):(ZnSe) tăng lên đáng kể so với lõi CdS Để kiểm tra cấu trúc (CdS):(ZnSe) chế tạo lần có 12 cấu trúc loại II, tiến hành đo phổ PL theo công suất kích thích phổ Raman Hình 3.20 (a) Phổ PL hấp thụ NC CdS CdS/ZnSe Ảnh TEM NC (b) CdS (c) CdS/ZnSe Kết từ Hình 3.22(a) cho thấy thay đổi tuyến tính lƣợng phát xạ theo công suất kích thích mũ 1/3 NC (CdS):(ZnSe) số với NC CdS Phổ Raman (Hình 3.22(b)) cho thấy với NC CdS xuất đỉnh LO CdS số sóng 300 cm-1, với cấu trúc NC (CdS):(ZnSe) xuất đỉnh LO đặc trƣng ZnSe số sóng 250 cm-1 Kết chứng tỏ lớp vỏ ZnSe phát triển lõi CdS phát xạ vị trí lƣợng 2,26eV phát xạ tái hợp điện tử từ vùng dẫn CdS với lỗ trống vùng hóa trị ZnSe Từ kết thay đổi tuyến tính lƣợng phát xạ theo công suất kích thích mũ 1/3, xuất đỉnh Raman vỏ ZnSe, chân phổ hấp thụ bị mở rộng ảnh TEM kết luận cấu trúc NC lõi/vỏ CdS/ZnSe lần chế tạo cấu trúc NC loại II 13 Hình 3.22 (a) Sự thay đổi lượng phát xạ theo công suất kích thích mũ 1/3 (b) phổ tán xạ Raman NC CdS CdS/ZnSe 3.3.2 Chế tạo tinh thể nano lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe với chiều dày lớp vỏ thay đổi Đỉnh PL NC CdS/ZnSe dịch phía lƣợng thấp chiều dày lớp vỏ tăng dần (Hình 3.24(b)) khoảng cách đỉnh vùng hóa trị vỏ ZnSe đáy vùng dẫn lõi CdS giảm dần Phổ PL NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe bị mở rộng chiều dày lớp vỏ tăng mở rộng nhiều so với lõi CdS Trong NC lõi/vỏ loại II phổ PL thƣờng bị mở rộng nhiều so với phổ PL lõi, mở rộng phổ thuộc chất NC loại II (do tách điện tích lõi vỏ nên có nhiều trạng thái lƣợng điện tử lỗ trống) phân bố kích thƣớc hạt bị mở rộng Phổ Raman NC CdS cho thấy rõ ràng đỉnh LO số sóng khoảng 300 cm-1, chiều dày lớp vỏ ZnSe tăng lên cƣờng độ Raman đỉnh LO giảm Phổ Raman NC CdS/ZnSe cho thấy rõ ràng đỉnh LO vỏ ZnSe số sóng khoảng 250 cm-1, cƣờng độ đỉnh tăng dần thể chiều dày lớp vỏ tăng Từ kết thay đổi tuyến tính lƣợng phát xạ theo công suất kích thích mũ 1/3, xuất đỉnh Raman vỏ ZnSe, chân phổ hấp thụ đƣợc nâng lên phía lƣợng thấp kích thƣớc hạt tăng dần từ ảnh TEM kết luận cấu trúc NC lõi/vỏ CdS/ZnSe với chiều 14 dày lớp vỏ tăng dần (CdS/M1-M4) cấu trúc NC loại II Với kết chế tạo lần nhận định công nghệ chế tạo NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe ổn định có tính lặp lại Hình 3.24 (a) Phổ hấp thụ PL (b) Đồ thị biểu diễn thay đổi lượng phát xạ PL FWHM theo chiều dày lớp vỏ NC CdS CdS/ZnSe Hình 3.25 (a) Phổ tán xạ Raman (b) thay đổi lượng phát xạ theo công suất kích thích mũ 1/3 NC CdS CdS/M1-M4 15 CHƢƠNG 4: TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC NANO TINH THỂ LÕI/VỎ LOẠI II CdS/ZnSe 4.1 Ảnh hƣởng kích thƣớc lõi, chiều dày vỏ lớp tiếp giáp lên tính chất quang tinh thể nano lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe Bảng 4.1 Kí hiệu kích thƣớc NC CdS CdS/ZnSe Kí hiệu C1 C1/Z1 C1/Z2 C1/Z3 C1/Z4 C1/Z5 NC (nm) 3,3 4,2 6,2 7,8 9,5 Chiều dày vỏ 0,5 0,9 1,5 2,3 3,1 Kí hiệu C2 C2/Z1 C2/Z2 C2/Z3 C2/Z4 C2/Z5 (nm) 4,5 6,8 7,6 8,4 10,2 11,3 Chiều dày vỏ 1,2 1,6 2,9 3,4 Kí hiệu C3 C3/Z1 C3/Z2 C3/Z3 C3/Z4 C3/Z5 Đƣờng kính 6,3 9,2 10,3 11,6 12,2 0,9 1,5 2,7 Đƣờng kính Đƣờng kính (nm) Chiều dày vỏ Từ kết quan sát Hình 4.2 cho thấy: NC C1/Z1 thể đặc trƣng loại I phổ hấp thụ chúng hoàn toàn giống phổ hấp thụ NC C1, không quan sát thấy chân phổ hấp thụ đƣợc nâng lên phía lƣợng thấp đỉnh PL dịch nhẹ phía lƣợng thấp so với đỉnh PL lõi Các NC C1/Z2 thể đặc trƣng phát xạ giả loại II hai nguyên nhân: i) Đỉnh PL NC C1/Z2 dịch đỏ 50nm nhiều so với đỉnh PL lõi C1, ii) Chƣa quan sát rõ thấy đặc trƣng loại II thể việc quan sát thấy đuôi phổ hấp thụ đƣợc nâng lên mở rộng Các NC C1/Z3-C1/Z5, C2/Z1-C2/Z5 C3/Z1-C3/Z5 có dạng phổ hấp thụ giống thể đặc trƣng phát xạ loại II Với NC này, quan sát thấy rõ đuôi phổ hấp thụ đƣợc nâng lên mở rộng phía lƣợng thấp Năng lƣợng đuôi hấp thụ nhỏ lƣợng vùng cấm bán dẫn khối CdS ZnSe, hấp thụ tƣơng ứng với chuyển mức lƣợng 1S e(CdS)-1Sh(ZnSe) cấu trúc NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe 16 Hình 4.2 Phổ hấp thụ PL NC CdS CdS/ZnSe thay đổi kích thước lõi chiều dày lớp vỏ Hình 4.3 (a) Sự thay đổi lượng phát xạ (b) cường độ phát xạ NC CdS CdS/ZnSe thay đổi kích thước lõi CdS chiều dày lớp vỏ Các đường liền nét xu hướng thay đổi Kết quan sát Hình 4.2 cho thấy NC C1/Z3-C1/Z5, C2/Z1-C2/Z5 C3/Z1-C3/Z5 NC loại II hoàn toàn phù hợp với kết tính toán lý thuyết chế độ định xứ hạt tải điện NC lõi/vỏ CdS/ZnSe, Hình 1.12(a) [1] Kết quan sát Hình 4.3(b) cho thấy: NC lõi CdS nhỏ với lớp vỏ ZnSe 17 mỏng, NC CdS/ZnSe NC loại I giả loại II, lớp vỏ mỏng có tác dụng thụ động hóa sai hỏng bề mặt làm tăng cƣờng PL QY (nhƣ kết quan sát thấy với mẫu C1/Z1 C1/Z2) Nhƣng lớp vỏ ZnSe dày (với mẫu C1/Z3, C1/Z4 C1/Z5) mẫu có lõi CdS lớn (từ C2/Z1-C2/Z5 C3/Z1-C3/Z5) NC CdS/ZnSe NC loại II, lớp vỏ ZnSe dày điện tử lỗ trống bị tách không gian tăng ứng suất lõi/vỏ nên PL QY giảm 4.1.1.2 Thời gian sống huỳnh quang Quan sát đƣờng cong suy giảm huỳnh quang NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe có chiều dày lớp vỏ tăng dần (b,d,e) ta nhận thấy thời gian sống trung bình tăng Thời gian sống huỳnh quang trung bình mẫu C2/Z5 25,1 ns lớn gấp 4,5 lần thời gian sống exciton lõi C2 Kết phù hợp với nghiên cứu lý thuyết quan sát thực nghiệm khác cho NC loại II, lớp vỏ dày lên che phủ hàm sóng điện tử lỗ trống giảm làm tăng thời gian sống Hình 4.6 Đường cong suy giảm huỳnh quang NC C2 (a), C2/Z1(b), C2/Z3(d) C2/Z5(e) Đường liền nét kết làm khớp số liệu thực nghiệm phương trình 4.1 18 4.1.1.4 Ứng suất tinh thể nano lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe Hình 4.9 (a)Phổ tán xạ Raman NC C2 C2/Z1-Z5 (b)Sự dịch đỉnh LO CdS ZnSe thay đổi chiều dày lớp vỏ Đường liền nét hình (b) quy luật thay đổi Phổ Raman NC C2 xuất đỉnh Raman số sóng khoảng 300 cm-1, đỉnh Raman đỉnh LO NC CdS Đỉnh LO lõi C2 có cƣờng độ giảm dần phát triển lớp vỏ ZnSe dịch từ 300 cm-1 đến 304 cm-1 chiều dày lớp vỏ tăng thể ứng suất nén vỏ ZnSe lên lõi CdS tăng, tƣơng tự nhƣ kết quan sát phổ Raman NC CdSe/CdS với chiều dày lớp vỏ CdS thay đổi [122, 134] Phổ Raman NC CdS/ZnSe cho thấy rõ ràng đỉnh LO vỏ ZnSe số sóng khoảng 250 cm-1, cƣờng độ đỉnh tăng dần chiều dày lớp vỏ tăng chứng cho thấy phát triển lớp vỏ lõi Vị trí đỉnh LO ZnSe dịch từ 250 cm-1 đến 252 cm-1 thể ứng suất kéo lõi CdS lên vỏ ZnSe tăng lên chiều dày lớp vỏ tăng Nhƣ rõ ràng lớp vỏ ZnSe dày ứng suất lõi/vỏ lớn 4.1.2 Ảnh hƣởng lớp tiếp giáp lõi/vỏ đến đặc trƣng phát xạ Kết nghiên cứu cho thấy khả điều khiển phát xạ loại I, loại II cấu trúc NC CdS/ZnSe cách thay đổi chiều dày lớp tiếp giáp lõi vỏ 19 Hình 4.12 Sơ đồ vùng lượng NC CdS/ZnSe có lớp tiếp giáp hợp kim (ZnCdSe+CdZnS) hai trường hợp: (a) CdS(3nm)/ZnSe(2ML) với thời gian ủ nhiệt lớn 120 phút (b) CdS(6nm)/ZnSe(2ML) Kết chƣa đƣợc quan sát thấy công bố khác, đƣợc giải thích nhƣ sau: NC CdS(3 nm)/ZnSe(2ML) có lõi CdS nhỏ nên độ rộng vùng cấm NC lõi CdS lớn (khoảng 3,15 eV ), thời gian ủ nhiệt tăng lên, hình thành lớp hợp kim (ZnCdSe+CdZnS) bề mặt tiếp giáp ảnh hƣởng đến hàng rào Năng lƣợng vùng cấm lớp hợp kim ZnCdSe nằm lƣợng vùng cấm ZnSe CdSe Khi ion Cd khuếch tán sang ZnSe nhiều độ rộng vùng cấm cấu trúc ZnCdSe giảm tiến dần độ rộng vùng cấm CdSe (bán dẫn khối 1,7eV) Khi lớp hợp kim đủ dày độ rộng vùng cấm nằm độ rộng vùng cấm CdS, ZnSe CdZnS (Hình 4.12(a)), phát xạ cấu trúc NC CdS/ZnSe chuyển sang phát xạ với đặc trƣng loại I, phát xạ lớp tiếp giáp ZnCdSe 4.2 Ảnh hƣởng công suất kích thích nhiệt độ đến tính chất quang nano tinh thể lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe có lớp tiếp giáp hợp kim 4.2.1 Sự dịch xanh đỉnh phát xạ tăng công suất kích thích Kết phân tích cho thấy hiệu ứng BB nguyên nhân gây nên dịch xanh đỉnh PL tăng công suất kích thích mẫu T1 T2 Quan sát hình 4.14 nhận thấy có khác biệt rõ ràng: phổ PL mẫu T1 T2 có đỉnh phát xạ dịch xanh phổ PL mẫu T3 T4 vừa có đỉnh phát xạ dịch xanh phổ PL vừa bị mở rộng phía lƣợng cao Khác với 20 mẫu T1 T2 có hàng rào bề mặt tiếp giáp thay đổi đột ngột, mẫu T3 T4 có hàng rào bề mặt tiếp giáp thay đổi dần Hình 4.14 Phổ PL mẫu CdS, T1, T2, T3 T4 thay đổi công suất kích thích từ 5.10-4-6 mW Chính nhờ hàng rào thay đổi dần này, công suất kích thích cao, điện tử lỗ trống tràn lên định xứ lớp tiếp giáp, tồn trạng thái có lƣợng cao có nhiều khả tái hợp phát xạ Trong nhiều khả tái hợp xuất photon có lƣợng lớn lƣợng mà chúng hấp thụ đƣợc (lớn lƣợng đỉnh hấp thụ lõi CdS Nhƣ dịch xanh 21 đỉnh phát xạ mẫu T3 T4 công suất kích thích cao hai nguyên nhân: hiệu ứng BB lấp đầy trạng thái có lƣợng cao 4.2.2 Sự phụ thuộc đặc trƣng phát xạ vào nhiệt độ Hệ mẫu CdS, T1, T2, T3 dùng để đo phổ PL Raman theo nhiệt độ đƣợc làm cách ly tâm lần Dung dịch đặc chứa NC đƣợc làm đƣợc phủ lên lam kính phƣơng pháp phủ quay (spin-coating) sau để khô tự nhiên, mẫu đo dạng bột rắn 4.2.2.1 Hiện tượng chống dập tắt huỳnh quang nhiệt độ Với mẫu T1, T2 T3 quan sát thấy cƣờng độ phát xạ tăng nhiệt độ tăng tƣơng ứng với khoảng nhiệt độ từ 210-255K, 161-210K lớn 275K Quan sát Hình 4.20 nhận thấy khoảng nhiệt độ xảy tƣợng LTAQ với mẫu T1, T2 T3 phụ thuộc lƣợng phát xạ theo nhiệt độ xảy tƣợng bất thƣờng Vì vậy, tƣợng LTAQ tăng lƣợng vùng cấm nhiệt độ tăng với mẫu T1, T2 T3 liên quan đến thay đổi ứng suất lõi/vỏ nhiệt độ thay đổi Hình 4.20 (a) Sự thay đổi cường độ (b) lượng phát xạ mẫu CdS, T1, T2, T3 khoảng nhiệt độ từ 10-300K 22 4.2.2.2 Nguyên nhân thay đổi lượng bất thường theo nhiệt độ Sự thay đổi ứng suất lõi/vỏ theo nhiệt độ Sự thay đổi độ rộng vùng cấm theo nhiệt độ mẫu T1, T2 T3 không tuân theo quy luật thông thƣờng, độ rộng vùng cấm tăng nhiệt độ tăng tƣơng ứng với khoảng nhiệt độ từ 210-255K, 161-210K lớn 275K Kết quan sát Hình 4.24 với mẫu T2, khoảng nhiệt độ 161-210K xảy tăng lƣợng vùng cấm dịch đỉnh LOCdS LOZnSe có quy luật bất thƣờng: đỉnh LOCdS gần nhƣ không thay đổi đỉnh LOZnSe lại tăng Trong NC CdS/ZnSe, thông thƣờng lõi CdS chịu ứng suất nén vỏ ZnSe chịu ứng suất dãn, nhƣng khoảng nhiệt độ 161-210K vỏ ZnSe lại chịu ứng suất nén thể đỉnh LOZnSe dịch ngƣợc phía tần số cao Nhƣ kết luận nguyên nhân tƣợng LTAQ độ rộng vùng cấm tăng nhiệt độ tăng từ 210-255K, 161-210K lớn 275K tƣơng ứng với với mẫu T1, T2 T3 ứng suất lên vỏ ZnSe chuyển từ ứng suất dãn sang ứng suất nén Hình 4.24 Sự thay đổi vị trí (a) đỉnh LOCdS (b) đỉnh LOZnSe mẫu CdS T2 khoảng nhiệt độ từ 10-300K (đường nét đứt) Đường liền nét quy luật thay đổi đỉnh LO 23 KẾT LUẬN Các nội dung kết luận án là: Chứng minh lõi CdS bị tan trình bọc vỏ ZnSe tạo thành NC loại I có cấu trúc đảo ngƣợc CdS/CdSe Đƣa giải pháp công nghệ nhằm hạn chế tối đa tan lõi CdS giúp chế tạo thành công cấu trúc NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe Khả điều khiển đặc trƣng phát xạ loại I II nhờ việc thay đổi chiều dày thành phần lớp tiếp giáp Tại công suất kích thích cao, phổ PL NC lõi/đệm/vỏ loại II CdS/ZnSe có lớp đệm hợp kim ZnCdS CdZnSe vừa dịch xanh vừa mở rộng hiệu ứng BB tƣợng làm đầy vùng Ứng suất hệ số dãn nở nhiệt khác lõi vỏ nguyên nhân gây nên tƣợng chống dập tắt huỳnh quang nhiệt độ mở rộng lƣợng vùng cấm nhiệt độ tăng NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe DANH MỤC CÁC CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN I Bài báo quốc tế thuộc danh mục ISI Nguyen Xuan Ca, V.T.K Lien, N.X Nghia, T.T.K Chi, T.L Phan, Materials Science and Engineering B 200, 107–116 (2015) (IF =2,17) Nguyen Xuan Ca, V.T.K Lien, N.X Nghia,T.T.K Chi and The-Long Phan, Nanotechnology 26, 445701 (2015) (IF = 3,82) II Bài báo đăng tạp chí quốc gia Nguyen Xuan Ca, Nguyen Trung Kien, Vu Thi Kim Lien, Nguyen Xuan Nghia, Tạp chí KHCN đại học Thái Nguyên 96(8), 45-48 (2012) Nguyen Xuan Ca, Nguyen Thi Dung, Vu Thi Kim Lien, Nguyen Xuan Nghia, Tạp chí Khoa học Công nghệ 50 (1B), 432-440 (2012) Nguyễn Xuân Ca, Nguyễn Đình Vinh, Nguyễn Xuân Nghĩa, Tạp chí Hóa học 51 (2C), 804-808 (2013) 24 III Báo cáo đăng kỷ yếu hội nghị khoa học Nguyen Xuan Ca, Nguyen Thi Hien, Nguyen Thi Thuy Lieu, Nguyen Xuan Nghia, Những tiến Quang học, Quang phổ Ứng dụng VI, 505-510 (2010) Nguyen Xuan Ca, Nguyen Thi Dung, Nguyen Xuan Nghia, Proceedings the 2nd Academic Conference on Natural Science for Master and PhD Students from Cambodia, Laos, Malaysia and Vietnam (CLV-02) , 234-240 (2011) Nguyen Xuan Ca, Nguyen Thi Dung, Nguyen Xuan Nghia, Proceedings the 2nd Academic Conference on Natural Science for Master and PhD Students from Cambodia, Laos, Malaysia and Vietnam (CLV-02), 188-194 (2011) Nguyen Xuan Ca and Nguyen Xuan Nghia, Những tiến Quang học, Quang phổ Ứng dụng VII, 655-659 (2012) 25 [...]... thƣớc, cấu trúc tinh thể, sự tạo thành lớp đệm hợp kim tại bề mặt tiếp giáp lõi/vỏ, ứng suất trong cấu trúc nano CdS/ZnSe, thành 9 phần mẫu, tính chất hấp thụ và PL của các mẫu nghiên cứu đã đƣợc khảo sát bằng các phƣơng pháp TEM, XRD, RS, EDS, hấp thụ quang và PL CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CÁC TINH THỂ NANO LÕI CdS VÀ CÁC TINH THỂ NANO LÕI/VỎ LOẠI II CdS/ZnSe 3.1 Chế tạo các tinh thể nano lõi CdS Hình... hẹp, ii) nhiệt độ bọc vỏ vừa đủ để lớp vỏ ZnSe có thể phát triển đƣợc trên lõi CdS và cũng không cao quá hạn chế sự tan ra của lõi CdS, iii)bơm nhanh dung dịch chứa các NC lõi CdS đã đƣợc làm sạch và các ion Se 2-, Zn2+ với nồng độ cao (0,4M) vào dung môi ODE ở nhiệt độ phản ứng thích hợp (230 oC) 3.3 Chế tạo các tinh thể nano lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe 3.3.1 Chế tạo các tinh thể nano lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe... sự thay đổi năng lượng phát xạ theo công suất kích thích mũ 1/3 của các NC CdS và CdS/M1-M4 15 CHƢƠNG 4: TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC NANO TINH THỂ LÕI/VỎ LOẠI II CdS/ZnSe 4.1 Ảnh hƣởng của kích thƣớc lõi, chiều dày vỏ và lớp tiếp giáp lên tính chất quang của các tinh thể nano lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe Bảng 4.1 Kí hiệu và kích thƣớc của các NC CdS và CdS/ZnSe Kí hiệu C1 C1/Z1 C1/Z2 C1/Z3 C1/Z4 C1/Z5 NC (nm)... nghiệm, tuy nhiên nếu ta kiểm soát chặt chẽ các điều kiện công nghệ thì hoàn toàn có thể lặp lại các kết quả thực nghiệm trong một phạm vi sai số nhất định 3.2 Nghiên cứu chế tạo các tinh thể nano lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe Chế tạo các NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe theo quy trình hai bƣớc gặp phải những khó khăn: khi lõi CdS đƣợc chế tạo ở nhiệt độ cao sau đó hạ xuống nhiệt độ phòng thì sẽ có một lƣợng tiền... các NC CdS/ZnSe này là các NC loại II, khi đó lớp vỏ ZnSe càng dày thì điện tử và lỗ trống càng bị tách không gian và tăng ứng suất lõi/vỏ nên PL QY giảm 4.1.1.2 Thời gian sống huỳnh quang Quan sát đƣờng cong suy giảm huỳnh quang của các NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe có chiều dày lớp vỏ tăng dần (b,d,e) ta nhận thấy thời gian sống trung bình tăng Thời gian sống huỳnh quang trung bình của mẫu C2/Z5 là 25,1... các nghiên cứu lý thuyết và các quan sát thực nghiệm khác cho rằng trong các NC loại II, khi lớp vỏ dày lên thì sự che phủ hàm sóng của điện tử và lỗ trống giảm và làm tăng thời gian sống Hình 4.6 Đường cong suy giảm huỳnh quang của các NC C2 (a), C2/Z1(b), C2/Z3(d) và C2/Z5(e) Đường liền nét là kết quả làm khớp giữa số liệu thực nghiệm và phương trình 4.1 18 4.1.1.4 Ứng suất trong các tinh thể nano. .. hiện đặc trƣng phát xạ giả loại II do hai nguyên nhân: i) Đỉnh PL của các NC C1/Z2 dịch đỏ 50nm là khá nhiều so với đỉnh PL của lõi C1, ii) Chƣa quan sát rõ thấy đặc trƣng loại II thể hiện ở việc quan sát thấy đuôi phổ hấp thụ đƣợc nâng lên và mở rộng Các NC C1/Z3-C1/Z5, C2/Z1-C2/Z5 và C3/Z1-C3/Z5 có dạng phổ hấp thụ rất giống nhau và thể hiện đặc trƣng phát xạ loại II Với các NC này, có thể quan sát... thụ bị mở rộng và ảnh TEM có thể kết luận cấu trúc NC lõi/vỏ CdS/ZnSe trong lần chế tạo này là cấu trúc NC loại II 13 Hình 3.22 (a) Sự thay đổi năng lượng phát xạ theo công suất kích thích mũ 1/3 và (b) phổ tán xạ Raman của các NC CdS và CdS/ZnSe 3.3.2 Chế tạo các tinh thể nano lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe với chiều dày lớp vỏ thay đổi Đỉnh PL của các NC CdS/ZnSe dịch về phía năng lƣợng thấp khi chiều dày... loại II CdS/ZnSe, điều này gây khó khăn cho việc xác định đâu mới đúng là phát xạ của cấu trúc loại II Để chế tạo thành công các NC lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe trong hệ phản ứng và điều kiện công nghệ của luận án thì phải hạn chế tối đa sự tan ra của lõi CdS và tìm ra nhiệt độ phù hợp để lớp vỏ ZnSe có thể phát triển đƣợc, bao gồm: i) các NC lõi CdS cần chế tạo ở nhiệt độ cao (310 oC) để có chất lƣợng tinh. .. xạ của cấu trúc NC CdS/ZnSe sẽ chuyển sang phát xạ với đặc trƣng loại I, chính là phát xạ của lớp tiếp giáp ZnCdSe 4.2 Ảnh hƣởng của công suất kích thích và nhiệt độ đến tính chất quang của các nano tinh thể lõi/vỏ loại II CdS/ZnSe có và không có lớp tiếp giáp hợp kim 4.2.1 Sự dịch xanh của đỉnh phát xạ khi tăng công suất kích thích Kết quả phân tích cho thấy hiệu ứng BB là nguyên nhân chính gây nên