Chế tạo và nghiên cứu tính chất của vật liệu ZnO pha tạp Al và Mn

TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN



ĐÀO SƠN LÂM


CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA VẬT
LIỆU ZnO PHA TẠP Al VÀ Mn



LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC




Hà Nội – 2012


TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN


ĐÀO SƠN LÂM


CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA VẬT
LIỆU ZnO PHA TẠP Al VÀ Mn

Chuyên ngành: Vật lý chất rắn
Mã số: 60 44 07

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn: PGS.TS. NGÔ THU HƢƠNG


Hà Nội - 2012
Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm



MỤC LỤC
NG QUAN V VT LIU ZnO 3
1.1. Cu trúc mng tinh th ZnO: 3
1.1.1. Cu trúc mng lc giác wurtzite: 3
1.1.2. Cu trúc mng l km kiu sphalerite: 4
1.1.3. Cu trúc mng ln kiu NaCl: 5
1.2. Cng: 7
1.2.1. Cng ca ZnO dng lc giác wurtzite:7
1.2.2. Cng ca ZnO dng l km sphalerite 10
1.2.3. Cng ca ZnO dng ln kiu NaCl10
1.3. Tính chn ca ZnO: 11
1.4. Tính cht quang ca ZnO: 12
1.5. Tính cht t ca ZnO: 12
1.6. Mt s thông s ca vt liu kh 14
1.7. Mt s ng dng ca vt liu bán dn ZnO: 15
C NGHIM 16

 to mu: 16
 18
nh cht cu trúc: 18
t t: 23
t quang: 24
Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm


n: 28
 KT QU VÀ THO LUN 30
3.1. Kt qu ca h mu Zn1-xMnxO 30
3.1.1:Kt qu t cu trúc ca h mu Zn1-. 30
3.1.2. Kt qu a h mu Zn1-xMnxO 36
3.1.3. Kt qu t t ca h mu Zn1- 41
3.2. Kt qu a h mu Zn1- 43
3.2.1. Kt qu t cu trúc ca h mu Zn1-  43
3.2.2. Kt qu a h mu Zn1-yAlyO 47
3.2.3. Kt qu n ca h mu Zn1- 53
KT LU 59
TÀI LIU THAM KHO 60

Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm



BẢNG PHỤ LỤC HÌNH VẼ
STT
Tên hình
Trang
1.
Hình 1.1: Cu trúc lc giác wurtzite
3
2.
Hình 1.2: Cu trúc l km
4
3.
Hình 1.3: Cu trúc ln kiu NaCl ca ZnO [3].

5
4.
Hình 1.4: S chuyn pha t cu trúc lc giác wurtzite sang cu trúc
ln kiu NaCl ca ZnO
6
5.
Hình 1.5: Vùng Brillouin ca mng tinh th
7
6.
Hình 1.6: Cng ca mng tinh th dng
wurtzite
8
7.

 cng ca ZnO  lân cn k=0.

9
8.
Hình 1.8: Vùng Brillouin ca mng tinh th l km
10
9.
 ng ca tinh th ZnO
11
10.
ng cong t hóa ph thuc nhi ca dây Zn
1-
x
Mn
x
O
13
11.
 khi quá trình to mu.

17
12.
Hình 2.2: Lò nung Carbolite RHF1500
17
Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm


13.
Hình 2.3: Gi nung mu.

18
14.
Hình 2.4: Hing nhiu x
trên tinh th
19
15.
Hình 2.5: Nhiu x tia X góc nh

20
16.

Hình 2.6: Thit b nhiu x tia X, D5005  Bruker, Siemens

20
17.
Hình 2.7:   cu to và nguyên tc hot ng ca SEM.

22
18.
Hình 2.8 :Mô phn t vi cht rn.

22
19.

Hình 2.9: Máy SEM Jeol- JSM5410LV
22
20.

Hình 2.10: Thit b t k mu rung
24

21.
 quang hc ca quang ph k micro -Raman Spex
Micramate
27
22.
Hình 2.12: Máy Hewlett Packard 4192 HP  Vin khoa hc vt liu.
28
23.
Hình 3.1: Ph nhiu x tia X (XRD) ca h mu khi Zn
1-x
Mn
x
O.
30
24.
Hình 3.2: nh SEM ca h mu Zn
1-x
Mn
x
O
33
25.
Hình 3.3: Ph tán sc EDS ca mu Zn
0.9
Mn
0.02
O.
34
Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm

26.
Hình 3.4: Ph tán sc EDS ca mu Zn
0.9
Mn
0.04
O.

35
27.
Hình 3.5: Ph tán sc EDS ca mu Zn
0.94
Mn
0.06
O

36
28.
Hình 3.6: Ph tán x Raman ca h mu Zn
1-x
Mn
x
O.
37
29.
Hình 3.7: Ph tán x Raman ca m

.
37

30.
Hình 3.8: Ph tán x Raman ca mu Zn
0,98
Mn
0,02
O
38
31.
Hình 3.9: Ph tán x Raman ca mu Zn
0,96
Mn
0,04
O
39
32.
Hình 3.10: Ph tán x Raman ca mu Zn
0,94
Mn
0,06
O.
40
33.
Hình 3.11: Ph tán x Raman ca mu Zn
0,92
Mn
0,08
O.
40
34.
Hình 3.12: Ph tán x Raman ca mu Zn

0,90
Mn
0,10
O.

41
35.
ng cong t tr ca h mu khi Zn
1-x
Mn
x
O
42
36.
Hình 3.14: Ph nhiu x tia X c


1-y
Al
y
O.
44
37.
Hình 3.15: nh SEM ca h mu Zn
1-y
Al
y
O.

46

38.
Hình 3.16: Ph tán sc EDS ca mu Zn
0.97
Al
0.03
O
47
Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm


39.
Hình 3.17: Ph tán sc EDS ca mu Zn
0.94
Al
0.06
O.

48
40.
3.18: Ph Raman c

u Zn
1-y
Al
y
O

49
41.
Hình 3.19: Ph Raman ca mu ZnO

50
42.
3.20: Ph Raman ca mu Zn
0.97
Al
0.03
O.

51
43.
Hình 3.21: Ph Raman ca mu Zn
0.94
Al
0.06
O.
52
44.
Hình 3.22: Ph Raman ca mu Zn
0.91
Al
0.09
O.
52
45.
Hình 3.23: Ph Raman ca mu Zn
0.88
Al
0.12
O.
53

46.
Hình 3.24: Ph Raman ca mu Zn
0.85
Al
0.15
O
53
47.
Hình 3.25 : Giá tr n dung ca h mu Zn
1-y
Al
y
O
54
48.
Hình 3.26: Giá tr  d








1-y
Al
y
O.
56
49.

Hình 3.27: Giá tr phn thc ca hng s n môi 
1-y
Al
y
O
57
50.
Hình 3.28 : Giá tr phn o ca hng s n môi c




1-
y
Al
y
O.
58

51.
Hình 3.29: Giá tr ca tg() ph thuc tn s 
1-y
Al
y
O.
59

Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm

1
MỞ ĐẦU
S phát trin ca khoa hc công ngh chuyn sang mc ngot ln khi cht
bán dc phát hin và ng dng vào thc t. Các sn phm s dng cht bán dn
c ph bin trong công nghic st liu
bán dn càng thu hút s quan tâm ca các nhà khoa hc nói chung và các nhà vt lý nói
riêng.
Trong nht liu bán dc nano lc chú ý
n b   i tri và khác bit .Nhng sn phm công ngh cao ng dng
mnh m ca công ngh : Máy tính có kh  thông tin ln, t
x lý nhanh gp nhiu ln hin nay, hay pin mt tri tn dng ngung sch,
thân thin vng
Mt trong nhng vt liu bán dt nhiu nhà khoa hc nghiên cu
v ng dng ca nó là ZnO. ZnO là hp cht thuc nhóm A
II
B
VI
có nhiu tính cht ni
b rng vùng cm ln (c 3,37 eV  nhi  bn v rn và
nhi nóng chy cao [5]. Vt liu cho linh kin t hong trong vùng
ph t ngoi, các chuyn mc phát quang xy ra vi xác sut li vi ZnO, hiu
sung t phát quang có th t gn 100 %, m ra nhiu trin vng trong vic ch
to laser, sensor nhy khí, pin mt trn nay ZnO có cc
tp trung nghiên cu vì hy v cho phép ch to mt th h mi các
linh kin có nhiu tính cht.
ng khi không pha tp, ZnO là bán dn  h







 

. 



 , 





























 . 






 nhôm (Al), gallium (Ga), indium (In), pht pho (P), asen (As), và antimony
(Sb), .
Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm


2
Trong lun này,  , 




, chúng tôi 


 




vt liu ZnO pha tp Al c 


m.
Ngoài phn m u, kt lun, danh mc tài liu tham kho, luc chia

ng quan v vt liu ZnO
c nghim
t qu và tho lun.








Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm


3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU ZnO
1.1. Cấu trúc mạng tinh thể ZnO
Tinh th ZnO có th tn ti ba dng cu trúc: cu trúc lc giác wurtzite 
u king, cu trúc l km  nhi cao và cu trúc l
n kiu NaCl xut hin  áp sut cao.
1.1.1. Cấu trúc mạng lục giác wurtzite
Cu trúc lc giác wurtzite là cu trúc nh và bn vng ca ZnO  u kin

nhi phòng và áp sut khí quyi xng không gian tinh th hc ca tinh
th này là C
4
6v
– P
6
3
mc. M có 2 phân t  Zn nm
 v trí có t (0; 0; 0) và (1/3; 2/3; 1/3) còn 2 nguyên t O nm  v trí có t (0;
0; u) và (1/3; 2/3; 1/3 + u) vi u = 3/5. Mng lc giác wurtzite gm 2 phân mng lc
giác xp cht lng vào nhau, mt mng cha các cation Zn
2+
và mt mng cha các
anion O
2-
c dt khong bng u = 3/5 chiu cao. Mi nguyên t Zn liên kt
vi 4 nguyên t O, nm  lân cnh ca mt t din. Xung quanh mi nguyên t
có 12 nguyên t lân cn bc hai6 nguyên t  nh lc giác trong cùng mt
mt phng vi nguyên t u và cách nguyên t u mt khong a, 6 nguyên
t khác   tam giác, cách nguyên t u mt khong(1/3a
2
+ 1/4c
2
)
1/2

(hình 1.1)

Hình 1.1: Cấu trúc lục giác wurtzite [7].
O
2-
Zn
2+
Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm


4
  ca ZnO có hng s mng a = b = 3,2498 Å và c = 5,2066 Å.
Tinh th li xng nên trong mng tn ti trc phân cc
song song v rng vùng cm gim khi nguyên t 5].

] là:

1.1.2. Cấu trúc mạng lập phƣơng giả kẽm kiểu sphalerite
Cu trúc l km kiu sphalerite là trng thái gi bn ca ZnO xut
hin  nhi i xng không gian ca cu trúc này là
2
43
d
T F m
. Mi
 cha bn phân t ZnO.[9].
- V trí ca 4 nguyên t Zn là: (1/4; 1/4; 1/4), (1/4; 3/4; 3/4), (3/4; 1/4; 3/4), (3/4;
3/4; 1/4).
- V trí ca 4 nguyên t O là: (0; 0; 0), (0; 1/2; 1/2), (1/2; 0; 1/2), (1/2; 1/2; 0).
Mt nguyên t bt k c bao bc bi 4 nguyên t khác loi. Mi nguyên t O
c bao quanh bi 4 nguyên t Zn nm  nh ca t din có khong cách

32a
,
vi a là thông s ca mng li nguyên t c bao bc bi
12 nguyên t cùng loi, là lân cn bc hai, nm ti khong cách
2a
(hình 1.2) [9].
[7]

Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm


5

1.1.3. Cấu trúc mạng lập phƣơng đơn giản kiểu NaCl
Cu trúc ln kiu NaCl là cu trúc gi bn ca ZnO xut hin
 áp sut thi xng không gian ca cu trúc này là Fm3m. Ô mng
 ca cu trúc ln kiu NaCl có th m hai phân
mng lt ca cation Zn
2+
và anion O
2-
l
mc dn bng a/2, vi a là cnh hình lM
s gm bn phân t ZnO. V trí ca 4 nguyên t Zn là: (0; 0; 0), (1/2; 1/2; 0), (1/2; 0;
1/2), (0; 1/2; 1/2). V trí ca 4 nguyên t O là: (1/2;1/2;1/2), (0;0;1/2), (0;1/2;0),
(1/2;0;0) (hình 1.3) [7].
Zn
2+
O
2-

Hình 1.2: Cấu trúc lập phương giả kẽm [7].

Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm


6

Gia cu trúc lc giác wurtzite và cu trúc ln kiu NaCl ca
ZnO có th xy ra s chuyn pha. S cân bc thit lp  áp sut khong
6 GPa. Theo tính toán, s i th tích ca hai trng thái này vào c 17% và hng
s mng trong cu trúc này là a = 4,27 Å [3, 6, 9] (hình 1.4) [11].

Zn
2+
O
2-
Hình 1.4: Sự chuyển pha từ cấu trúc lục giác wurtzite sang cấu trúc lập phương đơn giản
kiểu NaCl của ZnO [11]
Hình 1.3: Cấu trúc lập phương đơn giản kiểu NaCl của ZnO [7].

Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm


7
1.2. Cấu trúc vùng năng lƣợng
1.2.1. Cấu trúc vùng năng lƣợng của ZnO dạng lục giác wurtzite
a) Cấu trúc vùng năng lƣợng của mạng lục giác wurtzite
Bng mt s c gi thng
tri ta ng ca các hp cht A
II

B
VI
. Tt
c các hp cht A
II
B
VI
u có vùng cm thng rng vùng cm ca các hp cht
A
II
B
VI
gim khi nguyên t ng tinh th wurtzite cu to t hai mng lc
giác lng vào nhau, mt mng cha các cation, mng còn li cha các anion. Các
vector tnh ti i vi mng lc giác này là:
1 2 3
11
(1, 3,0); (1, 3,0); (0,0,1)
22
a a a a a c   
  

Ta bit mi liên h gia vector tnh ti ca mng thc và mo ;
23
1
1 2 3
2
()
aa
b

a a a






  
;
31
2
2 3 1
2
()
aa
b
a a a






  
;
12
3
3 1 2
2
()

aa
b
a a a






  


Vì vy mu trúc lc giác vi các vector tnh ti là:
1 1 1
1 2 3
2 (1, 3,0); 2 (1, 3,0); 2 (0,0,1)b a b a b c
  
  
   
  
[9]
Vùng Brillouin th nht là mt khi bát dic biu din trên hình 1.5.

Hình 1.5: Vùng Brillouin đối với mạng tinh thể

Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm


8
Do cu trúc tinh th ca mng lng lc giác có khác nhau nên
th n t trong hai loi tinh th i vi cùng
mt cht, khong cách gia các nguyên t trong hai mng tinh th là bng nhau. Liên
kt hóa hc ca các nguyên t trong hai loi mng tinh th  có s
khác nhau cng tinh th và vùng Brillouin gây ra s khác bit trong th 
dn t. Bu lon có th  ng ca
mng lc giác t ng ca mng l vùng dn (CB) và vùng
hoá tr (VB) ca hp cht nhóm A
II
B
VI
vi mng tinh th lc cho trên hình
1.6. [5].

So v vùng ca mng ly rng, mc 
8

7
(J =
1/2) ca vùng hoá tr do ng ca nhiu long tinh th, b tách thành 3 phân

9

7

7
(C) trong mng lc giác [9].
b) Cấu trúc vùng năng lƣợng của ZnO

Hình 1.6: Cấu trúc vùng năng lượng của mạng
tinh thể wurtzite tại lân cận k = 0 [2].

Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm


9
Tinh th ng tn ti  dng lc giác kiu wurtzite.   c
m chung ca các hp cht A
II
B
VI

là cu trúc vùng cm thng: Ci tuyi ca

vùng hóa tr và cc tiu ca vùng dn cùng nm ti giá tr k = 0, tc là  tâm vùng
Brillouin. C    n t ca nguyên t O là: 1s
2
2s
2
2p
4
và ca Zn là:
1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
10
4s
2
. Trng thái 2s, 2p và mc suy bin bi ba trong trng thái 3d
ca Zn to nên vùng hóa tr. Trng thái 4s và suy bin bi hai ca trng thái 3d trong
Zn to nên vùng dn. T cn t và s phân b n t trong các qu o, Zn
và Zn
2+
không có t tính bi vì các qu c ln t, dn
mômen t cn t bng không.[11].
Theo mô hình cng cu trúc vùng

di xng 
7
và vùng hóa tr có cu trúc suy bin bi ba ng vi 3 giá tr khác
nhau 
9,

7,

7
[4]. Hàm sóng ca l tri xng cu ln
t là: 
9
(A)


7

7
(C). Nhánh cao nht trong vùng hóa tr có ci
xng 
9
còn hai nhánh thci xng 
7
. Chuyn di 
7

9
là chuyn
di vi sóng phân cc, chuyn di 
7

 
7
là chuyn di vi mi phân cc (hình
1.7.a). Thomas [11ng cách gia 3 phân vùng A, B, C trong vùng hóa
tr và vùng dn là: 3,3768 eV; 3,3828 eV và 3,4208 eV  nhi T = 77 K. Tuy nhiên
kt qu thc nghim cho thy th t chuyn di có s i v trí là: 
7

9

7

(hình 1.7.b) [9].







Hình 1.7: Sơ đồ cấu trúc vùng năng lượng (a)- theo Birman và (b)- theo Thomas
của ZnO ở lân cận k=0.
Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm


10
1.2.2. Cấu trúc vùng năng lƣợng của ZnO dạng lập phƣơng giả kẽm sphalerite
Mng l km có cu i xng tnh tin ca mng l
tâm mt vi các vector tnh ti là:
1 2 3

1 1 1
(1,1,0); (1,0,1); (0,1,1)
2 2 2
a a a a a a  
  

Mo dng li có các vector tnh ti là:
1 1 1
1 2 3
2 (1,1, 1); 2 (1, 1,1); 2 ( 1,1,1)b a b a b c
  
  
     
  

Vùng Bri      [5]. Hình 1.8     


1.2.3. Cấu trúc vùng năng lƣợng của ZnO dạng lập phƣơng đơn giản kiểu NaCl
Các vector tnh ti ca mng ln kiu NaCl gi
trong mng l km.
1 2 3
1 1 1
(1,1,0); (1,0,1); (0,1,1)
2 2 2
a a a a a a  
  

Hình 1.8: Vùng Brillouin của mạng tinh thể lập phương giả kẽm [9].

Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm


11
a loi mng này hng hp mng lp
 km.
    ng ca ZnO vi cu trúc tinh th dng lc giác kiu
wurtzite, l km (zin blende) và l n dc
cho trên hình 1.9 [6].

1.3. Tính chất điện của ZnO
ng vùng cm thi ln, khong 3,37 eV ti nhi
t là vt liu trong sut và không màu. Nhm cùng
vi vùng cm rng bao g gim th  ng ln,
dòng bin thiên th cao và công sut hong cao. Vùng cm ca ZnO


 t 3 ~ 4 eV 

 hp kim MgO hoc CdO. ZnO là bán dn loi n
Hình 1.9: Sơ đồ vùng năng lượng của tinh thể ZnO [1]:
(a) Cấu trúc lục giác wurtzite tại p = 0,
(b) Cấu trúc lập phương đơn giản kiểu NaCl tại p = p
T1
,
(c) Cấu trúc lập phương giả kẽm tại p = p
T2


Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm

12
khi không pha tpó là do các sai hng t t oxy và các nguyên t
kn k. Các sai hng này có tác dp cht donor. Vic duy trì ZnO
pha tp loi p v này bt ngun t  hòa tan thp ca cht thêm
vào loi p và s p ca chúng bi các tp cht loi n. Khi pha tp cht thích hp
p cht F, màng ZnO tr nên dn tn tr sut nh [6].
1.4. Tính chất quang của ZnO
Ph hunh quang ca ZnO tn ti hai ci phát x. Ci th nht  lân
cc sóng 380 nm (n chuyn mc tái hp exciton. 
 tóm tt b sau:
 
)(,
v
)('
UVhZnOheZnOZnO
bcb
UVh



[9]

hν’(UV) ng kích thích b vùng, e
cb
n t vùng dn, h
vb
là l
trng vùng hóa tr, hν(UV) là bc x tái hp exciton.

Ci th hai  vùng kh kic sóng khong 520 ÷ 550 nm là do tái
hp qua tâm bn các sai hng trong mng tinh th mà ch yu là nút
khuyt oxy và các trng thái b m cnh phát x  vùng kh kin có th
tóm tt b sau:
   
)vis(,,
sv
)('


hZnOheZnOheZnOZnO
cbbcb
UVh

[9]
h
s
là l trng b bt  b mt, hν (vis) là bc x vùng nhìn thy.
T l  nh này tùy thuu kin ch to [9].
1.5. Tính chất từ của ZnO
i ta nhn thy rng ZnO là mt vt liu ny trin vng cho vic pha
tp st t. Khi pha các nguyên t kim loi chuyn tit
Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm


13
liu ZnO pha tp tr thành vt liu bán dn có tính cht tc gi là bán
dn t pha loãng .









. ng cong t hóa ph thuc nhi ca dây
Zn
1-x
Mn
x
O (x = 0,13) ti t ng 5c th hi

nh 1.10 [9].





Hình 1.10: Đường cong từ hóa phụ thuộc nhiệt độ của dây Zn
1-x
Mn
x
O (x = 0,13) tại từ
trường 500 Oe. Phía góc trên là đường từ trễ của quá trình từ hóa thu được ở nhiệt độ 5K
[9].
Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm


14

Dây nano st t Zn
1-x
Mn
x
O (x = 0,13) có nhi c Chang và
ng s ch to thành công bn chuy]. DMS da trên
ZnO là trin vng cho nhng thit b quang t s dng sóng ng 
ng ln.
1.6. Một số thông số của vật liệu khối ZnO
Mt vài thông s n ca vt liu ZnO dng khi 

bng 1.
Bảng 1: Các thông số cơ bản của vật liệu ZnO dạng khối
Hng s mng (T = 300K)
a

0,32469 nm
c
0,52069 nm
Khng riêng
5,606 g/cm
3

Nhi nóng chy
2248 K
Hng s n môi hiu dng
8,66
 rng vùng cm  0 K
3,4 eV; chuyn mc thng
N ht ti riêng

< 10
6
cm
-3

ng liên kt exciton
60 meV
Khng electron hiu dng
0,24 m
o
Khng l trng hiu dng
0,59 m
o


Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm


15
1.7. Một số ứng dụng của vật liệu bán dẫn ZnO
Vt liu bán dt nhiu ng dng trong khoa hc, công ngh và
i sng.
 Bc ng dng nhiu trong công ngh gm, ch to các loi linh kin
bo v cho các mng ct bin. Bt ZnO vi pha tp
thích hc s dng là cht quang dn trong công ngh chp n. Thi gian
gc bit  dng hc nghiên cu rt mnh m
cho các ng dn t  to laser ngu nhiên  loi laser mi hot
ng  vùng t ngoi, ch to vt liu phát quang hiu sut cao trong vùng t ngoi và
kh kin .
 c vuông góc v


 .
 


 
  
 




sensor khí.
   

 
 [9]. 

ghiên cc
tính quý báu ca ZnO ha hc nhiu ng d
Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm


16
CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
2.1. Phƣơng pháp chế tạo mẫu
Trong lun này, chúng tôi ch to vt liu khi ZnO pha tp Mn, Al bng
m.
Phƣơng pháp gốm:
n thm

n, ít ti nhiu thit b t tin. C c
gm là quá trình khuych tán ca các nguyên t trong cht rn. Khi tru
ca hn hp vt rn bng nht v mt thành phn hoá hc thì quá trình khuych tán
s làm cho chúng tr ng nh Quá trình khuych tán, các nguyên t 
tác vi nhau và gia chúng hình thành nhng liên kt hoá hc m
c gn ng pha rn. Các phn ng pha rng xy ra
chm và ph thuc rt nhiu vào các yu t c ht, kh o
pha gia chúng. Hn hp Zn
1-x
Mn
x
O (x = 0,00; 0,02; 0,04; 0,06; 0,08 và 0,10) và Zn
1-
y
Al
y
O (y = 0,00; 0,03; 0,06; 0,09; 0,12 và 0,15) c to ra t các vt liu có
 sch khá cao ( ZnO 99 %, MnO
2
90 %, Al
2
0
3
93,925%). Quy trình ch to mu
c thc hin (hình 2.1):
n 1: Chun b nguyên liu to mu Zn
1-x
Mn
x
O và Zn

1-x
Al
x
O t bt



2


 Al
2
O
3


.
n 2: Quá trình nghin trn. Nguyên liu dng bc nghin mn vi
thi gian là 8 gi bng c n tích tip xúc gia các ht, to s ng
u các cht trong hn hp.
n 3: Ép mu. Mc trn cùng cht kt dính PVA 2% vi m
liên kt tm thi các ht ri rc li vi nhau, cht kt dính có thành phn h
Luận văn cao học Học viên: Đào Sơn Lâm


17
khi nung thiêu kt  nhi cao s t. Mu hình tr c ép vi áp sut 5
tn/cm
2
.

n 4: Nung thiêu kt. Mc sy khô  80
o
C trong thi
gian 10 tic nung thiêu kt trong lò nung Carbolite RHF1500 (hình 2.2).
Nhi thiêu kt là 1100
o
C, gi nhit trong thi gian 5 gi rc làm 
n nhi phòng ( hình 2.3).










Các ôxít
(1)
Nghin
trn
(2)
To hình
(3)
Sn
phm
Nung
thiêu
kt

(4)
Hình 2.1: Sơ đồ khối quá trình tạo mẫu.

Hình 2.2: Lò nung Carbolite RHF1500.