bài giảng hóa học nano

TS.Nguyễn Thị Phương Phong
1.GiỚI THIỆU VỀ HÓA HỌC NANO (1)
2.VẬT LiỆU NANO VÀ ỨNG DỤNG (2)
3.PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LiỆU NANO (TOP-
DOWN *** BOTTOM-UP) (2)
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VẬT LiỆU NANO (1)
1.GIÁO TRÌNH HÓA HỌC NANO - Nguyễn Thị Phương Phong
2.HÓA HỌC NANO- Nguyễn Đức Nghĩa, Nhà xuất bản Viện Khoa
học và Công nghệ Việt Nam (2007).
3. VẬT LiỆU TỪ CẤU TRÚC NANO VÀ ĐiỆN TỪ HỌC SPIN -
Nguyễn Hữu Đức,Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà nội (2008)
4. NANOCHEMISTRY, Sergeev- Elsivier (2006)
5. NANOMATERIALS & NANOCHEMISTRY, Catherine Bréchignac,
Philippe Houdy, Marcel Lahmani - European Materials Research
Society (2006)
Single Hair
Width = 0.1 mm
= 100 micrometers
= 100,000 nanometers !
1 nanometer = one billionth (10
-9
) meter

Khoa học nano là ngành khoa học nghiên cứu về các hiện tượng
và vận dụng vào các vật liệu tại các quy mô nguyên tử, phân tử và
đại phân tử. Tại các quy mô đó, tính chất của vật liệu khác hẳn với
tính chất của chúng tại các quy mô lớn hơn.


Công nghệ nano là việc thiết kế, phân tích đặc trưng, chế tạo và
ứng dụng các cấu trúc, thiết bị, và hệ thống bằng việc điều khiển
hình dáng và kích thước trên quy mô nano mét.

Vật liệu nano là đối tượng của hai lĩnh vực là khoa học nano và
công nghệ nano, nó liên kết hai lĩnh vực trên với nhau. Kích thước
của vật liệu nano trải dài một khoảng khá rộng, từ vài nm đến vài
trăm nm.

Hóa học nano: là các phương pháp chế tạo vật liệu và linh kiện
nano bằng các phản ứng hóa học.

Vật liệu nano là vật liệu trong đó ít nhất một chiều có kích thước
nano mét. Về trạng thái của vật liệu, người ta phân chia thành ba
trạng thái, rắn, lỏng và khí. Vật liệu nano được tập trung nghiên
cứu hiện nay, chủ yếu là vật liệu rắn, sau đó mới đến chất lỏng và
khí. Về hình dáng vật liệu, người ta phân ra thành các loại sau:

Vật liệu nano không chiều (cả ba chiều đều có kích thước nano,
không còn chiều tự do nào cho điện tử), ví dụ, đám nano, hạt nano


Vật liệu nano một chiều là vật liệu trong đó hai chiều có kích thước
nano, điện tử được tự do trên một chiều (hai chiều cầm tù), ví dụ,
dây nano, ống nano,

Vật liệu nano hai chiều là vật liệu trong đó một chiều có kích thước
nano, hai chiều tự do, ví dụ, màng mỏng,

Ngoài ra còn có vật liệu có cấu trúc nano hay nanocomposite trong

đó chỉ có một phần của vật liệu có kích thước nm, hoặc cấu trúc
của nó có nano không chiều, một chiều, hai chiều đan xen lẫn
nhau.
Hiệu ứng cầm tù lượng tử
Metal Nanoparticles
Chemistry changes with Size!
Au
Au
CO CO
2
CO CO
2
X
See, for example:
Valden
et al
.,
Science
1998,
281
, 1647.
Scott
et al
.,
J. Phys. Chem. B
2005,
109
, 692.
Hiệu ứng bề mặt
Hiệu ứng plasmon bề mặt

Nanochemist
ry
Nanophysics
Photolithography:
Quang khắc
Kỹ thuật liff-off Kỹ thuật ăn mòn

Quang khắc hay photolithography là kỹ thuật
sử dụng trong công nghệ bán dẫn và công nghệ
vật liệu nhằm tạo ra các chi tiết của vật liệu và
linh kiện với hình dạng và kích thước xác định
bằng cách sử dụng bức xạ ánh sáng làm biến
đổi các chất cảm quang phủ trên bề mặt để tạo
ra hình ảnh cần tạo. Phương pháp này được sử
dụng phổ biến trong công nghiệp bán dẫn và vi
điện tử, nhưng không cho phép tạo các chi tiết
nhỏ do hạn chế của nhiễu xạ ánh sáng, nên
được gọi là quang khắc micro (micro
lithography).

Electron beam lithography (EBL) là công nghệ tạo các chi tiết trên
bề mặt (các phiến Si ) có kích thước và hình dạng giống như thiết
kế bằng cách sử dụng chùm điện tử có năng lượng cao làm biến
đổi các chất cản quang phủ trên bề mặt phiến. EBL là một công cụ
phổ biến trong công nghệ nanô để tạo ra các chi tiết, các linh kiện
có kích thước nhỏ với độ chính xác cực cao.
CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION (CN LẮNG ĐỌNG HƠI HOÁ HỌC)
TẠO HẠT HOẶC MÀNG MỎNG NANO BẰNG PHẢN ỨNG PHA HƠI