DSpace at VNU: Nghiên cứu, tổng hợp chấm lượng tử ZnS Pha tạp Mn nhằm ứng dụng trong nhãn mác

Nghiên cứu, tổng hợp chấm lượng tử ZnS Pha
tạp Mn nhằm ứng dụng trong nhãn mác
Nguyễn Mai Bảo Thy
Trường Đại học Công nghệ
Luận văn ThS Chuyên ngành: Vật liệu và Linh kiện Nanô
Mã số Chuyên ngành đào tạo thí điểm
Người hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Mạnh Tuấn
Năm bảo vệ: 2010

Abstract. Nghiên cứu chế tạo hạt ZnS pha tạp Mn với nồng độ khác nhau. Nghiên cứu
tính chất quang của hạt ZnS pha tạp Mn. Khảo sát tính tính chất quang của hạt ZnS
pha tạp với nồng độ khác nhau.
Keywords. Công nghệ nanô; Vật liệu Nanô; Nhãn mác.

Content
LỜI MỞ ĐẦU
LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Hàng ngàn năm trước đây, kể từ khi các nhà bác học cổ xác lập các nguyên tắc đầu tiên
về khoa học, thì các ngành khoa học đều được tập trung thành một môn duy nhất đó là triết
học.Đối tượng của khoa học lúc bất giờ là các vật thể vĩ mô. Cùng với thời gian, hiểu biết của
con người càng tăng lên, và do đó, độ phức tạp cũng gia tăng, khoa học được phân ra theo các
ngành khác nhau như toán học, vật lí, hóa học, sinh học,… để nghiên cứu các vật thể ở cấp độ
lớn hơn. Và xu hướng của khoa học ứng dụng hiện nay là tích hợp lại để cùng nghiên cứu các
đối tượng nhỏ bé có kích thước tiến đến kích thước của nguyên tử. Công nghệ nano được đầu
tư và phát triển mạnh mẽ vì có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực của cuộc sống:
 Chẳng hạn, nó được sử dụng để chế tạo các con chip điện tử với kích thước rất bé
nhưng lại có bộ nhớ cao hơn gấp nhiều lần so với các loại máy tính trước đây. Sản xuất
các loại LED, laser chấm lượng tử có dòng ngưỡng thấp và hiệu suất cao
 Tạo ra các loại pin nhân tạo giúp con người phát triển các nguồn năng lượng sạch
 Và vật liệu nano còn được ứng dụng trong lĩnh vực công nghệ sinh học để dẫn truyền
các lại thuốc, hiện ảnh tế bào….Bên cạnh đó, chúng còn được ứng dụng trong các ngành

khác như quốc phòng, thực phẩm…
I.


Trước đây vật liệu thường sử dụng để tổng hợp chấm lượng tử là hợp chất của Cadimi
(Cd) như: CdS, CdSe. Chấm lượng tử của hợp chất Cd có ưu điểm: dễ tổng hợp, giá thành rẻ
tuy nhiên chúng lại có độc tính cao và ảnh hưởng xấu đến môi trường.
Vì lí do đó các nhà khoa học nghiên cứu thêm nhiều loại vật liệu để tổng hợp chấm
lượng tử, một trong những chất được quan tâm hiện nay là ZnS. Loại vật liệu không có độc
tính cho con người và thân thiện với môi trường, bên cạnh đó chúng còn có một số tính chất
đặc trưng như: có vùng cấm thẳng, độ rộng vùng cấm lớn (ở nhiệt độ phòng là 3,68eV), nhiệt
độ nóng chảy lớn (2103oK). Mặt khác khi pha thêm các kim loại chuyển tiếp như: Mn2+, Cu2+,
Eu3+.... hay thay đổi nồng độ pha tạp, bọc phủ polymer thì ta có thế thay đổi được độ rộng
vùng cấm của hạt nano ZnS để thu được các dải bức xạ khác nhau theo ý muốn.
Từ những điều trên và trên cơ sở thiết bị sẵn có của Viện Vật Lý Tp. Hồ Chí Minh, tôi
chọn đề tài “Nghiên cứu, tổng hợp chấm lượng tử ZnS pha tạp Mn nhằm ứng dụng trong
nhãn mác “.
II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:
 Nghiên cứu chế tạo hạt ZnS pha tạp Mn với nồng độ khác nhau.
 Nghiên cứu tính chất quang của hạt ZnS pha tạp Mn
 Khảo sát tính chất quang của hạt ZnS pha tạp ở nồng độ tối ưu.
III. CẤU TRÚC LUẬN VĂN:
 Mở đầu
 Nội dung:
 Chương 1: Tổng quan.
 Chương 2: Thực nghiệm.
 Chương 3: Kết quả và phân tích.
 Chương 4: Hướng phát triển đề tài.
 Phụ lục
 Tài liệu tham khảo

Reference
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1 Nguyễn Khánh Dũng, Giáo trình Vật lý màng mỏng, Viện Vật Lý TPHCM.
2 Nguyễn Nhật Khanh, Lê Khắc Bình (2002), Vật Lý chất rắn, Trường Đại Học Khoa Học
Tự Nhiên,TP Hồ Chí Minh.
3 Nguyễn Mạnh Tuấn, Giáo trình Khoa học vật liệu, Viện Vật Lý TPHCM.
4 Nguyễn Đình Triệu, Các phương pháp vật lý ứng dụng trong hóa học, NXB Đại học Quốc
Gia Hà Nội.


5 Châu Văn Tạo, Giáo trình các phương pháp phân tích không hủy mẫu, Trường Đại học
Khoa học Tự Nhiên, TP Hồ Chí Minh.
6 Nguyễn Minh Vương (2008), Luận văn Thạc Sỹ, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên,
Hà Nội.
[7] Hoàng Anh Tuấn (2009), Luận văn Thạc Sỹ, Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội

Tiếng Anh
[8] A. Bol* and Andries Meijerink, Luminescence quantum efficiency of nanocrystalline
ZnS:Mn2+ (I): Surface passivation and Mn2+ concentration,
J.Phys. Chem. B,105 (2001) 42, 10197-10202.
[9] Balram Tripathi, Y.K. Vijay, Sanjay Wate, F. Singh, D.K. Avasthy, Synthesis and
luminescence properties of mangansese-doped ZnS nanocrystals, Solid - State Electronics
51(2007) 81-84.
[10] A. Bol* and Andries Meijerink, Luminescence Quantum Efficiency of Nanocrystalline
ZnS:Mn2+(II): Enhancement by UV- Irradiation, J. Phys. Chem. B 2001, 105, 10203-10209.
[11] W.Q. Peng, S.C.Qu, G.W.Cong, X.Q.Zhang, Z.G. Wang, Optical and magnetic
properties of ZnS nanoparticles doped with Mn2+, Journal of Crystal Growth 282 (2005)
179-185.
[12] R. Maity, U.N. Maiti, M.K. Mitra, K.K. Chattopadhyay, Synthesis and optical

characterization of polimer-capped nanocrystalline ZnS thin films by chemical process,
physica E 33 (2006) 104-109.
[13] Poulomi Roy, Jyoti R. Ota, Suneel Kumar Srivastava, Crystalline ZnS thin films by
chemical bath depotion method and its characterization, Thin solid films 515 (2006) 19121917.
[14] Mustafa Öztas, Metin Bedir, A. Necmeddin Yazici, E. Vural Kafadar, Hüseyin Toktamis,
Characterization of copper-doped sprayed ZnS thin films, Physica B 381 (2006) 40-46.
[15] Jin mu*, Danying Gu, Zhinzhen Xu, Effect of annealing on the structural and optical
properties of non-coated and silica-coated ZnS:Mn2+ nanoparticles, Materials Research
Bulletin 40 (2005) 2198.
[16] Kevin J.Huang, Poorna Rajendran, Chekesha M. Liddell, Chemical bath deposition
synthesis of sub-micron ZnS – coated polystyrene, Journal of colloid and Interface Science
308 (2007) 112-120.
[17] Kiyoshi Takahashi, Akihiko Yoshikawa, and Adarsh Sandhu, Wide Bandgap
Semiconductors, Chairman of the 162 Committee, JSPS (1996–2005), Tokyo Institute of
Technology, Nippon EMC Ltd, Springer Publishing, p.68.
[18] W.Q. Peng, S.C.Qu, G.W.Cong, X.Q.Zhang, Z.G. Wang, Optical and magnetic
properties of ZnS nanoparticles doped with Mn2+, Journal of Crystal Growth 282 (2005)
179-185.
[19] N. Karar, F.Singh, and B. R. Mehta (2002), “ Structure and photoluminescence studies
on ZnS:Mn nanoparticles ”, Journal of Applied Physics, volume 95, number 2,pages 656 –
660.
[20] Takashi Ida, “ CHAPTER 5: CHARACTERIZATION METHODS FOR


NANOSTRUCTURE OF MATERIALS ”.
[21] V.Koleva, D. Stoilova (2002), “ Infraed and Raman studies of the solids in the
Mg(CH3COO)2 – Zn(CH3COO)2 – H2O system ”, Journal of Molecular Structures, volume
611, pages 1 – 8.
[22] Zhijie Li, Wenzhong Shen, Limei Fang and Xiaotao Zu ( 2008 ), “ Synthesis and
characteristics of silica-modified ZnS nanoparticles by sol – gel - hydrothermal method ”,

Alloys and Compounds, Volume 463, Issues 1-2, Pages 129-133.
[7]. Gwenael Goudec, Philippe Colomban (2007), “ Raman spectroscopy of
nanomaterials: How spectra relate to disorder, particles size and mechanical properties ”,
Progress in Crytal Growth and characterization of Materials, volume 53, pages 1 -56.