Nghiên cứu công nghệ chế tạo, các tính chất và khả năng ứng dụng của vật liệu xốp nano sic vô định hình

TRANG THÔNG TIN LUẬN ÁN
Tên luận án: Nghiên cứu công nghệ chế tạo, các tính chất và khả năng ứng
dụng của vật liệu xốp nano SiC vô định hình
Tên chuyên ngành: Vật lý chất rắn
Mã số: 62440104
Tên NCS: Cao Tuấn Anh
Ngày sinh: 15/3/1979
Khoá đào tạo: 2009 - 2014
Người hướng dẫn:
GS. TS. Đào Trần Cao
Tên cơ sở đào tạo: Viện Vật lý, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Các kết quả chính của Luận án
1. Đã nghiên cứu chế tạo thành công lớp aSiC xốp trên màng mỏng aSiC với các thông
số về hình thái của lớp xốp có thể điều khiển được, đặc biệt là đã chế tạo được lớp
aSiC xốp với hình thái cột xốp bắt đầu ngay từ mặt mẫu cho đến hết màng mỏng
aSiC.
2. Đã phát hiện ra rằng khi ăn mòn anốt aSiC trong dung dịch HF/H2O loãng thì C
trong aSiC luôn được ăn mòn theo cơ chế ăn mòn gián tiếp, còn Si trong aSiC được
ăn mòn theo cơ chế ăn mòn gián tiếpkhi mật độ dòng anốt nhỏ và gián tiếp khi mật
độ dòng anốt lớn. Cơ chế ăn mòn gián tiếp Si làm cho hình thái của lớp aSiC xốp có
dạng cột xốp.
3. Đã thấy rằng khi ăn mòn anốt aSiC trong dung dịch HF/EG loãng thì Si trong aSiC
được ăn mòn theo cơ chế ăn mòn trực tiếp, còn C rất ít bị ăn mòn. Cơ chế ăn mòn Si
trực tiếp làm cho hình thái của lớp aSiC xốp là dạng rễ cây.
4. Đã nghiên cứu cho thêm chất hoạt hóa bề mặt TX100 hoặc chất ôxy hóa H2O2 vào
dung dịch HF/H2O để tăng cường quá trình ăn mòn xốp aSiC (đặc biệt là khi mật độ
dòng ăn mòn nhỏ). Đã tìm ra nồng độ TX100 và H2O2 tối ưu cho một số trường hợp.
5. Đã quan sát thấy rằng aSiC xốp phát huỳnh quang mạnh hơn rất nhiều lần các màng
aSiC trước khi ăn mòn với phổ huỳnh quang gồm ba vùng: đỏ, xanh lá cây và tímxanh dương. Đã phát hiện sự liên quan chặt chẽ giữa sự phát quang trong vùng bước
sóng tím-xanh dương với ôxy.
6. Đã chế tạo thành công một số cấu trúc đặc biệt của lớp aSiC xốp, mở ra các khả

năng ứng dụng mới cho loại vật liệu này.
7. Đã nghiên cứu thành công một ứng dụng mới của vật liệu aSiC xốp, đó là ứng dụng
cho phân tích lượng vết các phân tử hữu cơ sử dụng kỹ thuật tán xạ Raman tăng
cường bề mặt (SERS) với hệ số tăng cường Raman đạt tới trên 109 lần.
Nghiên cứu sinh

Cao Tuấn Anh


THESIS INFORMATION
Title: Research on fabrication technology, properties and applicability of
nanoporous amorphous SiC materials
Major: States Physic
Code: 62440104
Full name: Cao Tuan Anh
Date of Birth: 15/03/1979
Training Course: 2009 - 2014
Supervisors:

Prof. Dr. Dao Tran Vao

Training Facility: Institute of Physic, Vietnam Academy of Science and
Technology
The main results of thesis
1. We successfully fabricated thin porous aSiC layer with controlled morphological
parameters. Especially, we fabricated porous aSiC layer on which small deep
columnar pores are straight from surface to bottom of aSiC thin film.
2. We found that when we anodic etched aSiC in dilute HF/H2O solution, the C in
aSiC always would be etched as indirectly mechanism, wheares Si in aSiC always
would be etched as indirectly mechanism when current density was low and

directly mechanism when anodic current density was high. The directly etching
mechanism of Si makes morphology of porous SiC layer to have columnar pores.
3. We have found that when we anodic etched aSiC in dillute HF/EG electrolyte, Si in
aSiC would be etched through directly etching mechanism, and C would be less
prone to etch. Directly mechanism of Si etching makes porous aSiC layer to have
cluster-root-like pore
4. We have added TX100 surfactant or H2O2 into HF/H2O electrolyte to enhance the
aSiC etching rate (especially when etching current density is low). We also found
the optimal concentrations of TX100 and H2O2 for some cases.
5. We observed that PL of porous aSiC sample is many times stronger than that of the
nonetched aSIC one.The PL spectra of porous aSiC consists of three zones: red,
green and purple-blue. We also found a closely relation between PL in the blueviolet region with oxygen.
6. We have successfully fabricated some special structures of the porous aSiC layer.
This opens the possibility of new applications for this material.
7. We also have successfully studied on a new applicationof porous aSiC material, in
which porous aSiC is used to fabricate surface-enhanced Raman scattering (SERS)
substrate to analysis the trace of organic molecules with Raman enhancement fator
can be reach to 109.
PhD student

Cao Tuan Anh