ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Hoàng Thị Chúc Quỳnh NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ BỘT ZnSe KÍCH THƯỚC NANO THEO PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Hoàng Thị Chúc Quỳnh NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ BỘT ZnSe KÍCH THƯỚC NANO THEO PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT Chuyên ngành: Hóa vô Mã số : 60 44 01 13 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Ngô Sỹ Lƣơng Hà Nội – 2014 LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, em tạo điều kiện tốt để học tập nghiên cứu, thầy cô khoa Hóa học thầy cô Trường quan tâm, tận tình bảo truyền đạt cho em kiến thức quý báu, thiết thực Điều giúp em nhiều trình thực luận văn Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô điều làm cho em Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy PGS.TS Ngô Sỹ Lương Thầy giáo hướng dẫn trực tiếp định hướng cho em việc nghiên cứu khoa học trình làm luận văn nghiệp công tác sau thân Em xin chân thành cảm ơn cán bộ, giảng viên, cô kỹ thuật viên Bộ môn Hóa Vô Cơ bạn sinh viên Phòng thí nghiệm Vật liệu mới, Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình làm thực nghiệm Và cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình bạn bè động viên giúp đỡ để em hoàn thành tốt luận văn Hà Nội, Ngày 25 tháng 11 năm 2014 Học viên Hoàng Thị Chúc Quỳnh MỤC LỤC MỞ ĐẦU .4 Chƣơng 1- TỔNG QUAN Error! Bookmark not defined 1.1 Tổng quan cấu trúc tính chất vật liệu ZnSeError! Bookmark not defined 1.1.1 Các tính chất vật lý hóa học vật liệu ZnSeError! Bookmark not defined 1.1.2 Cấu trúc hình thái học ZnSe Error! Bookmark not defined 1.1.3 Tính chất đặc trưng ZnSe Error! Bookmark not defined 1.2 Ứng dụng vật liệu ZnSe kích thƣớc nano métError! Bookmark not defined 1.3 Một số phƣơng pháp điều chế ZnSe Error! Bookmark not defined 1.3.1 Phương pháp sol - gel .Error! Bookmark not defined 1.3.2 Phương pháp đồng kết tủa Error! Bookmark not defined 1.3.3 Phương pháp thủy nhiệt Error! Bookmark not defined 1.4 Một số nghiên cứu chế tạo tinh thể nano ZnSe phƣơng pháp thủy nhiệt Error! Bookmark not defined 1.4.1 Điều chế ZnSe kích thước nm theo phương pháp thủy nhiệt………………… 13 1.4.2 Điều chế ZnSe kích thước nm pha tạp Mn theo phương pháp thủy nhiệt……15 Chƣơng - THỰC NGHIỆM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined 2.1 Mục tiêu nội dung nghiên cứu .Error! Bookmark not defined 2.1.1 Mục tiêu Error! Bookmark not defined 2.1.2 Các nội dung nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.2 Hóa chất, thiết bị Error! Bookmark not defined 2.2.1 Hóa chất Error! Bookmark not defined 2.2.2 Thiết bị 20 2.2.3 Pha dung dịch NaOH………………………………………………………………20 2.3 Các phƣơng pháp điều chế thực nghiệm điều chế bột ZnSe Mn.ZnSe kích thƣớc nano phƣơng pháp thủy nhiệt 21 2.3.1 Điều chế bột ZnSe kích thước nano phương pháp thủy nhiệt………….21 2.3.2 Điều chế bột Mn.ZnSe kích thước nano phương pháp thủy nhiệt…….23 2.4 Các phƣơng pháp xác định đặc trƣng vật liệuError! Bookmark not defined 2.4.1 Phương pháp phân tích cấu trúc phổ nhiễu xạ tia X ( XRD ) 25 2.4.2 Phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM)Error! Bookmark not defined 2.4.3 Phổ tán sắc lượng tia X (EDX) Error! Bookmark not defined 2.4.4 Phương pháp đo phổ huỳnh quang 31 Chƣơng - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .32 3.1 Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến cấu trúc tinh thể kích thƣớc hạt vật liệu ZnSe dạng bột đƣợc điều chế theo phƣơng pháp thủy nhiệt 32 3.1.1 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol Zn/Se 32 3.1.2 Khảo sát tỷ lệ nồng độ mol Zn Se .Error! Bookmark not defined 3.1.3 Khảo sát thời gian thủy nhiệt Error! Bookmark not defined 3.1.4 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ mol NaOH 41 3.1.5 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thủy nhiệt Error! Bookmark not defined 3.2 Xây dựng quy trình điều chế bột ZnSe kích thƣớc nano 48 3.2.1 Tổng hợp điều kiện thích hợp để điều chế ZnSeError! Bookmark not defined 3.2.2 Quy trình thực nghiệm điều chế bột ZnSe kích thước nanoError! Bookmark not defined 3.2.3 Đặc trưng mẫu sản phẩm điều chế Error! Bookmark not defined 3.3 Ảnh hƣởng pha tạp Mn đến cấu trúc tính chất sản phẩm 53 3.3.1 Điều kiện thích hợp để điều chế bột ZnSe kích thước nano pha tạp Mn Error! Bookmark not defined 3.3.2 Kết điều chế mẫu ZnSe pha tạp Mn có đặc trưng sau Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN .60 TÀI LIỆU THAM KHẢO .61 PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc lập phương kẽm blende (sphalerite/Zinc blende Error! Bookmark not defined Hình 1.2 Cấu trúc mạng lưới kiểu wurtzite Error! Bookmark not defined Hình 1.3 Giản đồ nhiễu xạ tia X tinh thể ZnSe Error! Bookmark not defined Hình 1.4 Giản đồ Kennedy mối quan hệ điều kiện P, V, T0 Error! Bookmark not defined Hình 1.5 Bình thủy nhiệt thương mại sử dụng phương pháp thủy nhiệt 12 Hình 1.6 Cơ chế hình thành vi cầu ZnSe phương pháp thủy nhiệt Error! Bookmark not defined Hình 2.1 Sơ đồ điều chế bột ZnSe kích thước nano phương pháp thủy nhiệt Error! Bookmark not defined Hình 2.2 Bình thủy nhiệt sử dụng nghiên cứu thực nghiệm 22 Hình 2.3 Sơ đồ điều chế bột Mn.ZnSe kích thước nano phương pháp thủy nhiệt 24 Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý nhiễu xạ tia X Error! Bookmark not defined Hình 2.5 (a) - Sơ đồ nhiễu xạ tia X (b) - Nhiễu xạ kế tia XError! Bookmark not defined Hình 2.6 Kính hiển vi điện tử truyền qua Error! Bookmark not defined Hình 2.7 Nguyên lý hoạt động của thiế t bi ̣ ghi EDX Error! Bookmark not defined Hình 2.8 Kính hiển vi điện tử quét Nova NANO-SEM-450, FEI 30 Hình 2.9 Hệ đo phổ huỳnh quang phân giải cao .31 Hình 3.1 Giản đồ nhiễu xạ tia X ZnSe ứng với tỉ lệ mol Zn/Se =2,0 32 Hình 3.2 Giản đồ XRD tinh thể ZnSe ứng tỷ lệ mol Zn/Se khác Error! Bookmark not defined Hình 3.3 Đồ thị phụ thuộc kích thước hạt trung bình vào tỷ lệ mol Zn /Se Error! Bookmark not defined Hình 3.4 Giản đồ XRD mẫu ZnSe ứng với nồng độ mol Zn khác Error! Bookmark not defined Hình 3.5 Giản đồ XRD tinh thể ZnSe ứng với nồng độ mol Zn: Error! Bookmark not defined Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc kích thước hạt vàoError! Bookmark not defined nồng độ mol Zn hỗn hợp chất đầu thủy nhiệtError! Bookmark not defined Hình 3.7 Giản đồ XRD ZnSe ứng với nồng độ mol Zn 0,175 thời gian thủy… nhiệt khác nhau: a 16h; b 18h; c 20h; d 22h; e 24hError! Bookmark not defined Hình 3.8 Phổ XRD ZnSe ứng với nồng độ mol Zn 0,200 thời gian thủy nhiệt khác nhau: a 16h; b 18h; c 20h; d 22h; e 24h .Error! Bookmark not defined Hình 3.9 Phổ XRD ZnSe ứng với nồng độ mol Zn 0,225 thời gian thủy nhiệt khác nhau: a 16h; b 18h; c 20h; d 22h; e 24h .40 Hình 3.10 Đồ thị phụ thuộc kích thước hạt vào thời gian thủy nhiệt ứng với nồng độ mol kẽm khác 41 Hình 3.11 Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu ZnSe điều chế điều kiện tương ứng với nồng độ mol NaOH 4M 42 Hình 3.12 Giản đồ XRD mẫu ZnSe tương ứng với nồng độ mol NaOH: 1M (a), 2M(b); 3M(c); 4M(d); 5M(e): 43 Hình 13 Đồ thị phụ thuộc kích thước hạt vào nồng độ mol NaOH Error! Bookmark not defined Hình 3.14 Đồ thị phụ thuooch cường độ phát quang mẫu ZnSe vào nồng độ NaOH khác nhau………………………………………………………………………… 45 Hình 3.15 Giản đồ XRD ZnSe điều chế nhiệt độ thủy nhiệt khác nhau: a)125 oC; b) 150 oC; c)175 oC; d)200 oC .Error! Bookmark not defined Hình 3.16 Đồ thị phụ thuộc kích thước hạt vào nhiệt độ thủy nhiệt Error! Bookmark not defined Hình 3.17 Sơ đồ điều chế bột ZnSe kích thước nm phương pháp thủy nhiệt Error! Bookmark not defined Hình 3.18 Giản đồ XRD mẫu ZnSe 50 Hình 3.19 Ảnh TEM mẫu ZnSe kích thước nano mét với độ phóng đại khác 51 Hình 3.20 Phổ EDX tinh thể nano ZnSe 52 Hình 3.21 Kết đo tính chất phát quang mẫu vật liệu ZnSe 53 Hình 3.22 Sơ đồ chế tạo mẫu ZnSe:Mn phương pháp thủy nhiệt……………54 Hình 3.23 Phổ nhiễu xạ tia X mẫu ZnSe:Mn với nồng độ pha tạp Mn 5% 56 Hình 3.24 Phổ EDX tinh thể nano ZnSe:Mn với nồng độ pha tạp Mn 5% 57 Hình 3.25 Kết đo tính chất phát quang mẫu vật liệu 5% Mn.ZnSe……….58 Hình 3.26 Đồ thị phụ thuộc cường độ phát quang mẫu ZnSe-Mn vào nồng độ tạp Mn khác .59 DANH MỤC BẢNG Bảng 1 Các thông số vật liệu nano ZnSeError! Bookmark not defined Bảng 3.1 Kích thước hạt trung bình số mạng tinh thể ZnSe ứng tỷ lệ mol Zn/Se khác Error! Bookmark not defined Bảng 3.2.Kích thước hạt trung bình số mạng ứng nồng độ mol Zn khác Error! Bookmark not defined Bảng 3.3 Kích thước hạt trung bình số mạng ZnSe ứng thời gian khác 40 Bảng 3.4 Hằng số mạng kích thước hạt trung bình tinh thể ZnSe ứng với nồng độ mol NaOH khác Error! Bookmark not defined Bảng 3.5 Kết đo quang mẫu ZnSe ứng với nồng độ mol NaOH khác nhau……… ………………………………………………………………………………….45 Bảng 3.6 Kích thước trung bình số mạng ZnSe nhiệt độ thủy nhiệt khác Error! Bookmark not defined Bảng 3.7 Thành phần nguyên tố có mẫu ZnSe 52 Bảng 3.8 Thành phần nguyên tố có mẫu ZnSe:Mn với nồng độ pha tạp Mn 5% 57 Bảng 3.9 Kết đo quang mẫu ZnSe:Mn ứng với nồng độ pha tạp Mn khác 58 MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, công nghệ nano ngày đƣợc xem môn khoa học hàng đầu nghiên cứu công nghệ cao đƣợc phát triển toàn cầu Công nghệ nano phát triển với tốc độ bùng nổ hứa hẹn đem lại nhiều thành tựu kỳ diệu cho loài ngƣời Với kích thƣớc nhỏ, diện tích bề mặt lớn, vật liệu nano có tính chất vô độc đáo mà vật liệu khối có đuợc nhƣ độ bền học, hoạt tính xúc tác cao, tính siêu thuận từ, tính chất điện, quang trội Chính tính chất ƣu việt mở cho vật liệu nano ứng dụng vô to lớn nhiều lĩnh vực từ công nghệ điện tử, viễn thông, luợng đến vấn đề sức khỏe, y tế, môi trƣờng; từ công nghệ thám hiểm vũ trụ đến vật liệu đơn giản đời sống hàng ngày Các vật liệu bán dẫn thuộc nhóm AIIBVI kích thƣớc nano với tính chất quang phong phú đối tƣợng đƣợc nhiều nhà nghiên cứu quan tâm Kẽm selenua ZnSe chất bán dẫn thuộc nhóm AIIBVI, có độ rộng vùng cấm Eg  2,67eV nhiệt độ phòng thích hợp cho vật liệu phát quang phổ nhìn thấy Vật liệu ZnSe dạng bột kích thƣớc nano mét ngày đƣợc ý vật liệu không độc, có khả phát quang mạnh cho ánh sáng xanh có tiềm ứng dụng nhiều lĩnh vực quang điện tử [9,14,17,18,20,22] Đồng thời, vật liệu ZnSe pha tạp ion kim loại chuyển tiếp (Ni2+, Cu2+, Mn2+, Pb2+, …) đƣợc ứng dụng nhiều lĩnh vực điện phát quang, chẳng hạn nhƣ dụng cụ phát xạ electron làm việc dải tần rộng Với việc pha tạp thêm ion kim loại, ngƣời ta điều khiển độ rộng vùng cấm thu đƣợc dải phát xạ khác vùng ánh sáng nhìn thấy tinh thể ZnSe mở rộng phạm vi ứng dụng vật liệu ZnSe [12,13,14,21,26,28] Các vật liệu bán dẫn ZnSe kích thƣớc nano mét thƣờng đƣợc điều chế phƣơng pháp khô Tuy nhiên năm gần đây, nhà nghiên cứu cố gắng điều chế tinh thể nano ZnSe phƣơng pháp hoá ƣớt [14,16] Việc điều chế ZnSe theo đƣờng hóa ƣớt gặp số khó khăn ion Se2- không bền, dễ bị oxi hóa không khí, việc tìm phƣơng pháp điều chế thích hợp để có đƣợc Se2- bền dung dịch điều chế quan trọng [14,17,18] Có số phƣơng pháp điều chế ZnSe kích thƣớc nano mét đƣợc công bố: solgel [15], vi sóng [27], vận chuyển hóa học (CVT) [19,28], vận chuyển vật lý (PVT) [30], micel đảo [33], nhiệt dung môi [32], ion hóa [21], khử [25], đặc biệt phƣơng pháp thủy nhiệt Theo tác giả số công trình [14, 17,18,23], thủy nhiệt phƣơng pháp hiệu để điều chế vật liệu bột đƣợc sử dụng phổ biến để điều chế loại vật liệu khác Phƣơng pháp thủy nhiệt sử dụng thích hợp để điều chế tinh thể nano ZnSe phản ứng đƣợc tiến hành bình thủy nhiệt kín nhiệt độ cao áp suất cao nên hạn chế oxi hóa oxi không khí Se2- trình điều chế Vì vậy, phƣơng pháp đƣợc số tác giả sử dụng để điều chế tinh thể nano ZnSe tinh khiết pha tạp ion kim loại [12,17,18,23] Tuy nhiên công trình công bố việc điều chế ZnSe kích thƣớc nano mét theo phƣơng pháp thủy nhiệt chƣa nêu cụ thể điều kiện điều chế Vì vậy, chọn đề tài nghiên cứu " Nghiên cứu điều chế bột ZnSe kích thước nano theo phương pháp thủy nhiệt” Mục đích luận văn nghiên cứu xây dựng quy trình điều chế vật liệu ZnSe kích thƣớc nano mét theo phƣơng pháp thủy nhiệt quy mô nhỏ phòng thí nghiệm khảo sát số đặc trƣng cấu trúc tính chất sản phẩm điều chế đƣợc TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt La Văn Bình (2000), Khoa học Công nghệ Vật liệu, Giáo trình Đại học Bách Khoa Hà Nội Lê Thị Thanh Bình (1996), Chế tạo nghiên cứu số tính chất màng mỏng bán dẫn dung dịch rắn AIIBIV, Luận án Phó Tiến Sĩ Khoa học Toán - Lý, Hà Nội 3 Vũ Đình Cự, Nguyễn Xuân Oánh (2004), Hóa học nano, điều khiển đến phân tử, nguyên tử, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Vũ Đăng Độ (2001), Các phương pháp vật lý hóa học, Giáo trình chuyên đề cao học ngành Hóa học, ĐHKHTN- ĐHQGHN, Hà Nội Phùng Hồ, Phan Quốc Phô (2008), Giáo trình Vật liệu bán dẫn, Nhà xuất Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Ngọc Long (2007), Vật lý chất rắn, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Hoàng Nghị (2002, Lý thuyết nhiễu xạ tia X, NXB Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Đình Triệu (2001), Các phương pháp phân tích vật lý hoá lý, T.1, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Tài liệu tiếng Anh Aixiang Wei, Xianghui Zhao, Jun Liu, Yu Zhao (2013), “Investigation on the structure and optical properties of chemically deposited ZnSe nanocrystalline thin films”, Physica B, 410, pp 120-125 10 Andrade J.J., A G Brasil Jr., P.M.A Farias, A Fontes, B.S Santos (2009), “Synthesis and characterization of blue emitting ZnSe quantum dots”, Microelectronics Journal, 40, pp 641-643 11 Bo Hou, Yongjun Liu, Yanjuan Li, Bo Yuan, Mingfen Jia, Fengzhi Jiang (2012), “ Evolvement of soft templates in surfactant/cosurfactant system for shape control of ZnSe nanocrystals”, Materials Science and Engineering B, 177, pp 411-415 12 DongmeiHan, ChunfengSang, and XiaoyuLi (2010), “Synthers and Fluorescence Property of Mn-Doped ZnSe Nanowires”, Research Article, pp.1-4 13 D J Norris, Nan Yao, F T Charnock and T A Kennedy (2001), “High-Quality ManganeseDoped ZnSe Nanocrystals”, Nano Letters Vol 1, No 1, pp 3-7 14 Gao Xue, Wang Chao, Niu Lu, Su Xingguang (2011), “Aqueous synthesis of Cu-doped ZnSe quantum dots”, Journal of Luminescence, 131, pp 1300-1304 15 Haiyan Hao, Xi Yao, Minqiang Wang (2007), “Preparation and optical characteristics of ZnSe nanocrystals doped glass by sol–gel in situ crystallization method”, Optical Materials, 29, pp 573–577 16 Hongyi Qin, Wenping Jian, Yinan Zhang, Taesung Kim, Zhenhua Jiang, Dong Jiang, Dahui Sun (2012), “A simple and novel route for the synthesis of water soluble ZnSe quantum dots using the Nano-Se as the reaction intermediate”, Materials Letters, 67, pp 28-31 17 Hua Gong, Hui Huang, Liang Ding, Minqiang Wang, Kaiping Liu (2006), “Characterization and optical properties of ZnSe prepared by hydrothermal method”, Journal of Crystal Growth, 288, pp 96– 99 18 Hua Gong, Hui Huang, Minqiang Wang, Kaiping Liu (2007), “Characterization and growth mechanism of ZnSe microspheres prepared by hydrothermal synthesis”, Ceramics International, 33, pp 1381– 1384 19 Huanyong Li, Wanqi Jie (2003), “Growth and characterizations of bulk ZnSe single crystal by chemical vapor transport”, Journal of Crystal Growth, 257, pp 110– 115 20 Yanbin Wang, Chunlei Wang, Shuhong Xu, Haibao Shao, Yuan Jiang, Fan Bo, Zhuyuan Wang, Yiping Cui (2014), “One-pot synthesis of multicolor MnSe:ZnSe nanocrystals for optical coding”, Journal of Colloid and Interface Science, 415, pp 7-12 21 Yaping Zhang, Yuhua Shen, Xiufang Wang, Ling Zhu, Bing Han, Lanlan Ge, Yulun Tao, Anjian Xie (2012), " Enhancement of blue fluorescence on the ZnSe quantum dots doped with transition metal ions”, Materials Letters,78, pp 35-38 22 Shi-Zhao Kang, Ladi Jia, Xiangqing Li, Lixia Qin, Jin Mu (2014), “Preparation and optic properties of 3D ZnSe hierarchical nanostructure”, Ceramics International, 40, pp 699-702 23 Jiang Hai-qing, Che Jun, LI Zhi-min, YAO Xi (2006), “A reduction approach to prepare ZnSe nanocrystallites”, Trans Nonferrous Met SOC China, 16, pp 419-422 24 Jørgensen J.-E., T.R Jensen, J.C Hanson (2008), “Hydrothermal synthesis ofnanocrystalline ZnSe: An in situ synchrotron radiation X-ray powder diffraction study”, Journal of Solid State Chemistry, 181, pp 1925-1929 25 Jun Che, Xi Yao, Haiqing Jian, Minqiang Wang (2004), “Application and preparation of ZnSe nanometer powder by reduction process”, Ceramics International, 30, pp 1935-1938 26 J F Suyver, S F Wuister, J J Kelly and A Meijerink (2000), “Luminescence of nanocrystalline ZnSe : Mn2+”, PCCP , pp 1-3 27 Liang Huang, Heyou Han (2010), “One-step synthesis of water-soluble ZnSe quantum dots via microwave irradiation”, Materials Letters, 64, pp 1099-1101 28 Narayan Pradhan and Xiaogang Peng (2006), “Efficient and Color-Tunable MnDoped ZnSe Nanocrystal Emitters: Control of Optical Performance via Greener Synthetic Chemistry”, Articles, Vol 129, No 11, pp 2007-3341 29 N.N Kolesnikov, E.B Borisenko, D.N Borisenko, I.I Zverkova, A.N Tereshchenko, A.V Timonina, I.B Gnesin, V.K Gartman (2013), “Ceramic material ZnSe(Te) fabricated by nanopowder technology: Fabrication, phase transformations and photoluminescence”, Journal of Crystal Growth, pp 1-4 30 Ping Wu, Zheng Fang, Xinhua Zhong, Yong-Ji Yang (2011), “Depositing ZnS shell around ZnSe core nanocrystals in aqueous media via direct thermal treatment”, Colloids and Surfaces A: Physicochemicn and Engineering Aspects, 375, pp 109-116 31 Sankara N., K Ramachandran (2003), “On the thermal and optical properties of ZnSe and doped ZnSe crystals grown by PVT”, Journal of Crystal Growth, 247, pp 157– 165 32 Sunirmal Jana, In Chan Baek, Mi Ae Lim, Sang Il Seok (2008), “ZnSe colloidal nanoparticles synthesized by solvothermal method in the presence of ZrCl4”, Journal of Colloid and Interface Science, 322, pp 473-477 33 Zhongli Lei, Xiangyu Wei, Shuxian Bi, Rongjian He (2008), “Reverse micelle synthesis and characterization of ZnSe nanoparticles”, Materials Letters, 62, pp 36943696 [...]... nêu cụ thể các điều kiện điều chế Vì vậy, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu này là " Nghiên cứu điều chế bột ZnSe kích thước nano theo phương pháp thủy nhiệt Mục đích của luận văn là nghiên cứu xây dựng quy trình điều chế vật liệu ZnSe kích thƣớc nano mét theo phƣơng pháp thủy nhiệt ở quy mô nhỏ trong phòng thí nghiệm và khảo sát một số đặc trƣng về cấu trúc và tính chất của sản phẩm điều chế đƣợc TÀI... trong bình thủy nhiệt kín ở nhiệt độ cao và áp suất cao nên có thể hạn chế sự oxi hóa của oxi không khí đối với Se2- trong quá trình điều chế Vì vậy, phƣơng pháp này đã đƣợc một số tác giả sử dụng để điều chế các tinh thể nano của ZnSe tinh khiết hoặc pha tạp các ion kim loại [12,17,18,23] Tuy nhiên trong các công trình đã công bố về việc điều chế ZnSe kích thƣớc nano mét theo phƣơng pháp thủy nhiệt chƣa... [30], micel đảo [33], nhiệt dung môi [32], ion hóa [21], khử [25], và đặc biệt là phƣơng pháp thủy nhiệt Theo tác giả của một số công trình [14, 17,18,23], thì thủy nhiệt là phƣơng pháp khá hiệu quả để điều chế các vật liệu bột và đã đƣợc sử dụng khá phổ biến để điều chế các loại vật liệu khác nhau Phƣơng pháp thủy nhiệt có thể sử dụng thích hợp để điều chế các tinh thể nano của ZnSe do phản ứng đƣợc... điều khiển độ rộng vùng cấm và thu đƣợc dải phát xạ khác trong vùng ánh sáng nhìn thấy của tinh thể ZnSe và mở rộng phạm vi ứng dụng của vật liệu ZnSe [12,13,14,21,26,28] Các vật liệu bán dẫn ZnSe kích thƣớc nano mét thƣờng đƣợc điều chế bằng các phƣơng pháp khô Tuy nhiên trong những năm gần đây, các nhà nghiên cứu đang cố gắng điều chế các tinh thể nano ZnSe bằng phƣơng pháp hoá ƣớt [14,16] Việc điều. .. tinh thể nano ZnSe bằng phƣơng pháp hoá ƣớt [14,16] Việc điều chế ZnSe theo con đƣờng hóa ƣớt gặp một số khó khăn do ion Se2- không bền, dễ bị oxi hóa trong không khí, vì vậy việc tìm phƣơng pháp điều chế thích hợp để có đƣợc Se2- bền trong các dung dịch khi điều chế là rất quan trọng [14,17,18] Có một số phƣơng pháp điều chế ZnSe kích thƣớc nano mét đã đƣợc công bố: solgel [15], vi sóng [27], vận chuyển... Đại học Bách Khoa Hà Nội 2 Lê Thị Thanh Bình (1996), Chế tạo và nghiên cứu một số tính chất của màng mỏng bán dẫn dung dịch rắn AIIBIV, Luận án Phó Tiến Sĩ Khoa học Toán - Lý, Hà Nội 3 Vũ Đình Cự, Nguyễn Xuân Oánh (2004), Hóa học nano, điều khiển đến từng phân tử, nguyên tử, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 4 Vũ Đăng Độ (2001), Các phương pháp vật lý trong hóa học, Giáo trình chuyên đề cao...MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, công nghệ nano ngày càng đƣợc xem là một trong những môn khoa học hàng đầu trong cả nghiên cứu cơ bản và công nghệ cao và đƣợc phát triển trên toàn cầu Công nghệ nano đang phát triển với một tốc độ bùng nổ và hứa hẹn đem lại nhiều thành tựu kỳ diệu cho loài ngƣời Với kích thƣớc nhỏ, diện tích bề mặt lớn, vật liệu nano có những tính chất vô cùng độc đáo mà những... liệu nano những ứng dụng vô cùng to lớn đối với nhiều lĩnh vực từ công nghệ điện tử, viễn thông, năng luợng đến các vấn đề về sức khỏe, y tế, môi trƣờng; từ công nghệ thám hiểm vũ trụ đến các vật liệu đơn giản nhất trong đời sống hàng ngày Các vật liệu bán dẫn thuộc nhóm AIIBVI kích thƣớc nano với các tính chất quang phong phú đã và đang là đối tƣợng đƣợc nhiều nhà nghiên cứu quan tâm Kẽm selenua ZnSe. .. nhóm AIIBVI, có độ rộng vùng cấm Eg  2,67eV ở nhiệt độ phòng thích hợp cho vật liệu phát quang ở phổ nhìn thấy Vật liệu ZnSe dạng bột kích thƣớc nano mét đang ngày càng đƣợc chú ý do vật liệu này không độc, có khả năng phát quang mạnh cho ánh sáng xanh và có tiềm năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực quang điện tử [9,14,17,18,20,22] Đồng thời, vật liệu ZnSe pha tạp các ion kim loại chuyển tiếp (Ni2+,... “Preparation and optic properties of 3D ZnSe hierarchical nanostructure”, Ceramics International, 40, pp 699-702 23 Jiang Hai-qing, Che Jun, LI Zhi-min, YAO Xi (2006), “A reduction approach to prepare ZnSe nanocrystallites”, Trans Nonferrous Met SOC China, 16, pp 419-422 24 Jørgensen J.-E., T.R Jensen, J.C Hanson (2008), “Hydrothermal synthesis ofnanocrystalline ZnSe: An in situ synchrotron radiation