Màng bán dẫn zno pbs chế tạo bằng phương pháp sol gen và tráng gương cùng với các đặc trưng của nó

DAI HOC QUOC GIÀ HA NOI
TRUÒNG DAI HOC KHOA HOC TIJNHIÉN
' r 'T T"* T* T' '1^ lA. ^ ^ ^ ^ ^

^

Tén de tài:
MÀNG BÀN DAN ZnO, PbS CHE TAO BANG PHUONG PHAP
SOL-GEL VA TRÀNG GlTONG CÙNG VÓI CÀC DAC TRUNG CIJA NÒ
MA SO: QT-02

12

CHIJ DE TÀI: KHÙC QUANCi DA I


DAI HOC QUOC GIÀ HA NĨI
TRNG DAI HOC KHOA HOC Tl/NHIÉN

Tèn de tài:
MÀNG BÀN DAN ZnO, PbS CHE TAO BANG PHUDNG PHÀP
SOL-GEL VA TRÀNG GLt)NG CÙNG VÓI CAC DAC TRLING CÙA NÒ

MA SO: Q T - 0 2 - 12

CHL DE TÀI:

KHLC QL ANC; DAT

CAN BO THAM GIÀ
1. Nguyén Thi Thuc Hien

2. Phùng Quoc Bào
3. iVIai Thi Tàm

Ha Nói - 2005


1. B A O C A O T O i M T À T .
a. Tén de tài: Màng barn ràn ZnO, PbS dicu che bang phiiong phàp sol
- g e l va tràng guoiìg cùng vói cac dac trung cùa no.

IVIàsó: Q T - 0 2 - 12
b. Chù de tài:

Khùc Quang Dat

e. Càn bó thani già:
1. Nguycn Thi Thuc Ilicn
2. Phùng Quóc Bàe^
3. Mai Thi Tarn
d. Muc tiéu va nói dung ngliién cùu.
-

Muc ticu: Nghicn ci'ru che lao màng mong hàng phircrng phap sol - gel va
tràne eu"cme.

-

Nói dung: - Nghièn ciru che Vdo nnàng ZnO bang phirctng phap sol - gel
cùng vói càc dac trirng.
- Nghicn ciru che lao màng PbS bang phmmg phap Lràng gircmg

cùng vai càc dac irung

e. Càc ket qua dat duoc
Dà che tao thành cóng màng ZnO tinh khiél. màng / n O co pha lap Al. In.
Dà nghién ciru ành hinVng cùa ci ti'ình xiV ly nhicl lói u'nh dinh hitiVng
cùa màng ZnO tinh khiét va màng ZnO co pha lap AL In ciing MYÌ càc
ifnh chàl quang hoc
Da che tao ihành cóng màng PbS, càc yen lo ành hifóng bang phmmg
phàp tràng girang.
-

Dà niihién cù'u càc dac trung ve càu irùc, do ben nhiéi... cùa màng PbS.


-

Càc kel qua nhàn óuac phù ho"p vai càc cịng irình dà cịng bó iren ihc
giai va góp phan làm sàng lo va phong phù ihèm 2 phirong phàp che lao
màng mòng va càc dac iiung cua càc màng nhàn duoc.

Vai Cdc kèl qua ihu diro'c chùng lói dà cóng bó' va càc cóng irình khoa
hoc sau day:
1. Khùc Quang Dai, Phùng Quóc Bào, Nghuyen Thi l^hiic Hién, Pham
Nhguyén Hai, Le Vàn \'ù, Nuuyen Chi Thành. Nghién cuu che lao mane
ZnO bang phirong phàp sol - gcL Bào cào hói nghi vài ly chàl ràn Knm
quoc làn ihi'r III. Nha Trang. 8 - 10/8/2001.
2. Phung Quoc Bao, Khuc Quang Dal and Tran Thi Duong. Elìcci ol beat
ireaiment on ihe slruciural and aplical properiies ol' sol - gel derived ZnO
ihin rilms. Communicalions in physics, voi. 13, No. 2 (2003). Pp. 10^ HO
3. Phung Quoc Bao, Khuc Quang Dal, Nguycn Thuc llien and Nguyen

Ngoc Long. Preparalion ni PbS glass ih in lilm by chemiscal haih
depc^siiion.. Communicaliori in physics. \'ol.l3. No.3 (2003), pp. 171 176.
4. Phung Quoc Bao, Khuc Quang Dal and Nguyen Trong Nghia. Sol - gel
deposilon o l Z n O : Al ihin Tilms, VNU. Journal ol science, Malhemalics Physics. T.XIX. NoL 2003, pp.l6 - 21.
5. Phung Quang Bao, Khuc quang Dal. Nguyen Thien Hui>ng. Sol - gel spin
coaiing prepareaiion ol Zn(J: jn lilms vviih highly e - axis orienlalion.
Journal of scicnce, Malhemalics - Physics. T.XIX, Noi, 2004, pp 7 - 14.

Càc màns diéu che duac co nhiéu dàc ifnh lói c6 ihe une dune cho nhiéu
muc di'ch khàc nhau. Dira vào de tài này dà góp phan vào ihành cóng 6 khóa
luan tot nghiép: Le Thi Hoa (Khoa Vài Ly Dai hoc su pham Ha Nói), Ngó


Vàn Giang ( Khoa Hoà Dai hoc Quoc già Ha Nói), Ha Vàn Trình, Bùi Thi
Thu Hồi, Nguyen Trong NghTa, Nguyen Thi Thién Hirang...(Khoa Val Ly.
Dai hoc Quóc già Ha Nc)i).

fTình hình su dung kinh phi:
Tong kinh phf dirac càp ihirc hien de lai là 08 irieu dóng rat khó khan
khi dùng de mua hóa chat dung cu, phàn lich kel qua, ih mitóì nhàn cóng...

KHOA HOA HOC

Nói ngày 16 iliuìv^ 09 nam 2005
CHÙ NHIÈM DF TÀI

F

Khùc Quang Dat

DAIH

HOC TCNHIEN
OMO witU TOLfĨNG

'^GS.T3Mu3^'^Ĩ
M^
DAI

OC GIÀ HA NOI

^w


2. SLMARV.
a. Reaseaching Project: Studying of preparation of semiconductor
membrancs (ZnO, PbS) by sol - gel and chemmical bath de position
techniques and it's characteristics.
CODK:QT-02-12
b. Director:

Khuc Quang Dat

e. Members:
1. Phung Quoc Bao
2. Nguyen Thi Thuc Hien
3. Mai Thi Tarn
d. Reaseaching attitudes and c(~)nlents:
Reseaching atlitudes:
-Sludy of prepaj-alion oT ZnO ihin lilms by sol - gel melhod and ifs

characleritics.
-Sludy of preparation n( PbS ihin Tilms by chemical baih deposiiion
methods and it's characteristics.
-

Reseaching contents:
- Preparalions of ZnO, ZnO wiih AL In inpuriiies
- Sludy (T ilN characteristics by XRD. phoU)luminescence speclra, L'V VIS.
- Preparalions of PbS by chemical bath deposilions
- Sludy ol ifs
techniques.

e. Resulls:

charactensiics by XRD, TGA, DTA, DSC, SEM,


-

Thin films of ZnO, ZnO wilh Al. In impiuiiies aie sucessfully prepared
- Chai-acteristic of thin films of ZnO, ZnO wilh Al, In impuriiies bave

becn siudied.
-

PbS ihin films are sucessfully prepared.

.

PbS ihin

films

measuremaenis.

bave

becn

siudied

by XRD, TGA,

DTA, DSC,


PHAN NĨI DLNG CHLNH
MUC LUC
Trang
A. MỊ DAU
B. NOI DUNG

^

L Tong qiian:

9

1.1. Màng ZnO tinh khiét va co pha tap

9

1.2. Phirang phàp sol - gel che tao màng mòng

9

1.3. Màng PbS

9

1.4. Phirong phàp lràng girong che tao màng mòng
2. Ket qua nghién

CULI

10
10

2.1. Màng ZnO tinh khiét

10

2.2. VIàng ZnO pha Al

14

2.3. Màng ZnO pha In

14

2.4. Màng PbS

14

2.4.1 Phirong phàp I che tao màng PbS

14

2.4.2 Phirong phàp 2 che tao màng PbS

14

3. Ket luan

19

C. TÀI LIÉU THAM KHAO

20


A. MỊ DÀU.
Màng mịng hien nay dang dirgc rat nhieu nhà khoa hoc va vài lieu hoc
quan làm do nbùng irng dung quan trong cùa chùng.
Co rat nhièu phiro'ng phap che tao màng mòng. Càc phirong phàp vài ly
thuàng direte dùng cho càc muc dfch dac hièi, ihich hcTp cho càc muc di'ch
nghién culi ca bàn va dang dirgc hoàn thién vói ràl nhieu càc ky ihl khàc
nhau.
Ben canh dị. chùng la cùng co ihé che tao càc màng mòng bang càc
phurang phàp hóa hoc va sol - gel. Do hoal ifnh ràl linh hoal cùa chùng cho

nén rat nhiéu càc nhà khoa hoc cà trong ITnh virc khoa hoc ca bàn cùng nhir
ùng dung quan tàm.
Trong de tài này chùng lói nghién cùu 2 phuang phàp che tao màng
mịng dò là:
-

Che tao màng PbS bang phirang phàp lràng girdng. Day là phmmg
phàp che tao màng mòng rat noi tiéng bang phirang phàp hóa hoc co
une dune dàc bici trom: ITnh virc nànu lircvn^ mài irai.

-

Che tao màng ZnO bang ky thuàl sol - gel. Là mól ky ihuàl circ ky
thuàn lién cho càc nhà vài liéii hoc phàl hien nhùng dac ifnh meri la
trong nghién ciru va ùng dung ve dién, ur, quang hoc...

Mịt so yeu tó quan irong ành hirịng den dàc tfnh cùa màng mịng cùng
vói nhiéu dàc tfnh ve tinh the, huynh quang, dò ben nhiéU.. .cùng dirac
nghién ciru irong de tài này.


Càc kèl qua dà diroc còng bò tién nhiéu còng tiình tai càc hịi nghi khoa
hoc vài lièu cùng nhir càc lap chi khoa hoc.

B. NOI DUNG.
1. Tòng quan.
1.1 Màng ZnO tinh khié't va co pha tap
Trong nhùng nam gàn day ZnO lai duoc chiì y nghién cim manh me nhàm
l'rng dung trong ITnh vuc quang dién tir, nhir làm eira so cho pin mat trịi, man
hién thi.... do nhiìng iru the noi bai cùa ZnO so vói càc vàt liéu khàc nhir dị

rịng vùng càm lón (E^~3.3eV ịnhiét dị phịng), nang lirong lién kéi cxction
lón (60 meV).... Co the pha tap Al. In.... de cài thién càc tinh chat dién lù
cùa mane
L2. Phirang phàp sol - gel che lao màng mòng.
Co nhiéu phircmg phàp lao màng lù vài liéu này, \i du phircmg phàp phun
iTnh dién. phùn xa, làng dong bang xung laser... Tuy nhién. phiro'ng phàp sol
- gel co mịi uu diém han so vói càc phircrng phàp khàc là khà dan giàn, iicn
lai va kinh te vi khóng phài dùng thié't bi tịt, qua dal va dèi hịi càc che dị
nghiém ngàl nhu chàn khóng cao nhiét do cao... Phirang phàp này cho phép
tao màng ò nhiét dị ihàp bang phàn ùng hóa hoc cùa càc chàl hùu ca chùa
Zn. Tuy nhién, chat lirang cùa màng hién lai khóng ihe dal den dị hồn hào
nhu nhùng màng tao bang càc phuang phàp epilaxi, spullering. ..Sau khi tao
gel chat Itrang cùa màng phu ihc vào nhiét dị ù. Tìm duac che do lịi uu va
xem xet sir ịn dinh cùa màng là mot nhiém vu quan trong cùa cóng nghé
này. Trong bào cào này chùng lói trình bay càc ket qua bucTc dàu trong vice
nehién cùu che tao màng ZnO khóng pha tap làm cùa so quang hoc bang
phirang phàp sol - gel tu hgp chat Zn(CH3COO)..2H,0.


1.3 Màng PbS.
Tràng girang là mól trong nhùng phirang phàp che lao màng mịng diroc
Ciìc nhà khoa hoc quan làm.. Màng PbS da linh ihe dirac che lao iheo càch
này dirac ùng dung do tfnh chat quang dàn cùa nò. Trong \ài nàm irò lai
day, vice nghién ctru màng bàn dàn dirac ùng dung ràl nhiéu ironu nuành
dién lù. irong càc ihiel bi pin nàng luong mài lrói.[ i |
1.4 Màng PbS che tao bang phmmg phàp lràng giranu.
Càc màng con co ihe dirac dieu che iheo mól vài càch khàc[2-5], tuy
nhién phuang phàp lràng gironu là don eiàn, co hiéu qua lóì trone viéc san
xt màng mịng co dién tich lón su dun^^ nàn^ Urania mal irói. Chàl lirani:
cùa màng PbS diéu che iheo phirang phàp lràng gmrng phu ihuòc vào ihành

phàn dung dich[6] va nhiét dò phàn ùng[7].
Trong bàn bào cào này chùng lói irình bay phirong phàp che lao màng
PbS theo hai phirang phàp co va khóng su dung làc nhàn là KBr.
2. Két qua nghién ciru
2.1. Màng ZnO tinh khiét.
Thirc nehiém
10 g Zn(COO)2.2H/) va 12.5ml eiylenglycol dirac dun hòi liru ò
150^C trong 30 phùl. Dung dich irong suol ihu dirac den nhicl dò phòng va
cho ihém 12.5 mi dung dich n -propanol vào dung dich va khuày nhe. Sau di')
cho thém

vào dung dich mól hón hap co chùa 4.Orni n propanol, 4.()ml

trimetylamine, 0.2ml glycerin va O.lml niróc. Khy manh de dung dich
trong st. Màng duac phù lén de ihuy linh bang phirang phàp quay vói toc
dị 120 vóng irén phùl a dị àm 90%. Sau khi lao màng càc mau duac ù ò
lOO^C, 260^C va trén 40(fC vói mịi irng khóng khi irong 6h. Phị nhieu xa
tia X dìigc do irén nhiéu xa ke tia X Bruker D5()05. Phò huynh quang dirac
do trén he do Jobin-Yvon FL 3 - 22 vói toc dị phàn giài 2nm. Phò hàp ihu
dirac do trén he chuyén dung Shima/u UV 31001.

10


Ket qua va thào luàn.
Pho nhiéu .xa tia X cùa càc màng tai 2 nhiét dò LI khàc nhau duoc trình
bà}' trén hình 6:

300

1= 100 e
Vi

200

a.
(002)

00

0

ì
i_l._^...L...i„..L..a....:....j....J

:

;

L...J

X

..„.i

J :

[

L l

:..J

i.

20 25 30 3> 40 ^5 .50 .55

20 25 30 35 40 45 50 55

2-Theta

2-Theta

Hình 1: Phị nhié xa tia X cùa càc màn^z ZnO ù ò càc nhiél dò 100 va 2 6 0 ' t .
Càc két qua cho thày càc dinh nhiéu xa xuài hién lù càc da linh ihé
ZnO vói càu irùc Wurl/ile va khóng xi hién mịi pha nào khàc. Màng ù lai
lOO^C cho vach nhiéu xa co ciróng dị yeu. Nàng nhiél dị ù Hong khồng
260 < T < 400°C ihì ciróng dị dinh nhiéu xa manh lén rị rèi. Diéu ịó chùng
tị chat lirang linh the làng lén khi nhiét dò tàng. U trén 400^ C, do sir bién
dang cùa de thuy tinh, nén chat lirang màng irị nén khóng lóì the hién qua sir
suy giàm càc dinh nhiéu xa. So sành lUc/ng quan càc dinh nhiéu xa (100),
(002) va (101) trén hình 1 co ihé cho thày dinh (002) manh han hàn. Diéu
do cho thày màng dà co su dinh hiróng u'u tién doc theo hng [002]. Bàn dị
rịng phị (FWHM) cùa dinh nhiéu xa hàu nhu khóng ihay dịi khi nhiél dị ù

11


tàng (<4()0*^C). chùng lo ràng kich ihiróc hai khóng làng vói nhiél dị mịi
càch dàng ké nhir nhiéu cóng irình khàc dà cóng bó.

Phị iruvén qua cùa màu ù lai nhicl dị 260''C dudc irình hàv trén hình
[7/1 Dị ibi cho thày sau bó hàp phu cùa ZnO (380nm ị nhiél dò phòng) phò
iruyén qua cùa vùng song ngàn 380< X <650nm (vùng nhìn ihày) là khóng
manh \à phị co dang làng dò iruyen qua mot càch lù lù. Nguyén nhàn cùa sir
suy giàm co thè do su iruyén qua cùa màng bi ành hirịng manh bịi hình ihài
bé mal va sir tịn tai cùa càc lo xóp co irong màng ma càc phiix^ig phàp hồ
hoc ha\' ềp. Chi'nh dị co sé cùa bé mài va càc lo xòp ben iron^ dà làn xa
mot phàn ành sàn^, làm cho cuónsz dị ành sàn^ ị vùne sónu ni^àn bi eiàm.
Càc phép do phị SEM. TEM, hồc AFM dang dirac tién hành de kiém chùng
ket luàn trén.
Phò huynh quang cùa màng do duac ị dai nhiél dị lOK den nhiél dị
phóne. Tuy nhién vói khn khị cùa bà cixo lịi chi dira ra thào luàn mot so
phò huynh quang do duac ò nhiél dị phịng. Mình 3 là phị huynh quang cùa
màu ù tai 1 0 0 % à 2 6 0 ' C .

r
X

./•. /

2
e?"
" j

P

Q

J
800

3-:o
i-rry-,: song oin"j

Hinh 2: Phị huynh quang cùa màng ZnO ù a 26()^C.

12


T"

ô3

> N

ã

^

ã

\>M4

P.f'

360

400

440

480

^0

c>0

Bitúc song, (rimi
Hỡnh 3: Phũ huynh quang ũ nhiộl dò phòng cùa màng ZnO ù lai 100 (a) va
26(/^C (b).
Phị huvnh quane ihu duoc som 2 dinh: mól dinh urani: dịi hep lai
380nm va mól dinh rịng lai 5()0nm. Thóng thiróng, dịi vói càc màng ZnO
chira pha lap, phị huynh quang ln xi hién dinh gàn bó hàp ihu (380nm)
une vc^i càc tài hap thònf^ qua excilon vi nane lirc^n^ lién kéi excilon ironu
ZnO lén tai óOmeV nén nị ràl de quan sài ihày a nhiél dò phòng. Chi'nh diéu
này tao diéu kién de viéc nghién cùu càc nguòn laser ị vùng cuc lim phàl
trién. Ngồi ra vói nhùng màu ZnO chira hoàn ihién, co thè co nhùng dai phị
khàc vói nàng lirang nhị han lién quan dén càc sai hòng irong mang linh ihè.
Dàc irirng han cà là dai phị ''gi'cen'' ùng vói dinh xung quanh 500nm - lién
quan den su lòn lai càc vacancy cùa Oxy, va dai phị '' orange'' ùng vói dinh
640nm - mién phị lién quan den càc làm sàu Zn dién kè. Phò huynh quang ị
hình 3 cho thày vói màng ù ị lOO^C, bién dò dinh 500nm

lién quan dén

vacancy cùa Oxy là manh han cùa excilon. Tuy nhién, khi nhiél dò ù dal irén
260^C thi ciróng dị huynh quang dinh excilon manh lén ró rèi dịng ihói lón
13

han cà bién dị dinh 500nnì lién quan lói vacancy cùa Oxy. Diéu nàv c('i ihé
giài ihi'ch sir òn dinh hti-n ve càu irùc nhu dà ihé hién qua kèl qua ^ìn phị
nhiéu xa \à sir làng hàm lUong Oxy cùa màng irong qua irình ù irone khonu
khi. Tàng nhiét dò ù dén gàn 40()^C phò huynh quang làng khòne dànu ké,
dịng ihói dinh phị lai 500nm vàn lịn lai. Càc

ihi nghiém lao marni ZnO

trén de SiO^ va Si de co ihè nàng cao duoc nhiél dò ù màu licmu mịi iriróne
khóng khi sach hồc Oxy ihiróng dang duac lién hành khào sài. Viéc khóng
tịn lai dinh 640nm này trone phò huvnh uuanu cho ihàv mànu ZnO lao bàne
phuang phàp sol - gel dà co mot uu diém han so vói càc phirong phàp vài ly
ha\' hồ hoc dan eiàn khàc.
2.2

Màng ZnO pha Al (.xeni cón;^ iri/ili dà dCuig (/phun lai lieti illuni
klìdo)

2.3

Màng ZnO pha In {xcm cón;^ Irinli du duìi^^ à pluìn lui lién llium
klìdo)

2.4. Màng PbS
2.4.1. Phirong phàp 1: Màng PbS kèl a ur dung tljLh khóng chùa KBr.
Mànchùa càc ihành phàn irong màng. TrU(Vc lièi de ihuy linh càn phài duac làm
sach bàne dune dich UNO, sau dị ùvxac riVa bàne niróc cài cho hel mòc sau
do ngàm trong dung dich NaOH 5M. Pb(NO0: ^'^^'^*-" hồ lan in^ng niróc cài
de thu drrac dung dich Pbf NOO2 0.5 M. dung dich dir(re bò sung ihèm Xa( )H

cho lói khi irị nén irong suol. Nhị lù lù lùng gi dung dich CS(NH2)2 0.1
M vào. De duac rùa sach va de khị irong khóng khi' lai nhiél dị phịng.
Thói gian phàn ùng khồng 4h. Sau khi phàn ùng xong màu duoc rùa
sach bàn^"» niróc cài sau dò làm khò iron^^ dessicaior va cuòi cune duac dcm
xàc dinh càc dàc irirng.
2.4.2. Phuang phàp 2: Màng PbS duac kéi lùa ur dung dich co chùa KBr
Dun^ dich A duac dièu che bòi càc luo'ng chàl nhu sau:
14


-

19ml Pb(NO,), : 6.62g Pb(NO,): pha trong lOOml nuóc càt.

-

0 - 0.4ml dung dich KBr: 0.578mg pha trong lOOml niróc càt.

-

Imi dung dich thiurc: lOg ihiourc + Ig Na.SO^ pha trong lOOml niróc

-

13ml dung dich NaOH 7.5g NaOH trong lOOml niróc.

Dị thiiv tinh dircTc làm sach duoc iziir thàno dirne sau dò nuàm vào dune
dich B co chùa: Imi etylenglycol pha trong lOOml niróc; 0,4ml dung dich A
va 4ml dung dich Na.SO, 30% giù ò nhiél dò phòng Hong 24h, qua trình này
se tao ra trén de mot sci màm phàn ùng. "

Sau dò de' duac nhùng irong dung dich A irong 5h. Càc phàn ùng xày ra
trén bé mài va sir lón lén cùa màu PbS trén be mal tao thành mot lóp màng
PbS mịne \'à ràl min trén mal de sau ihói pian két lùa, de direte rùa sach bàns:
nc càt sau dị làm khó ị nhiél dị phịng.

?.
acio

I2i'>

?] i

- •

J

{33:2:=Sli3iap*:;,W85V•VJ

<0

.™Xiw.
20

5<ì

?;(

.^
ttO

01

Hình 4: Ket qua phàn ifch nhiéu xa tia X cùa màng PbS che tao iheo phuc^n
phàp 1

15


pf

yr.

nt

72i)

é^

.%}

'>5

40

45

5i)
20

Hình 5: Két qua phàn tfch nhieu xa lia X cùa màng PbS che lao iheo phucmg

phàp 2.

Bang 1 : Khoàng càch giùa càc mài phàng cùa màng PbS ifnh ur càc
eiù liéu trén hlnh 1 \à 2
d (10^-m)
(hkl)

Càc Liià tri

xVIàng 1

iVIàng 2

ASTM
-ili

3.429

3.427

->

-200

2.969

2.967

2 ^)21

-220

2.099

2.098

2.009

-311

1.709

1.789

1.790

-222

1.714

1.713

1.715

16

1 ">

">

Bang 2: Ciróng dị tuong dịi cùa càc peak (hkl) irong phị XRD lù
hình 1 va 2
(hkl)

111

200

220

311

222

400

ASTM

0.89

1.00

0.56

0.33

0.15

0.09

Màng l

0.67

1.00

0.54

0.31

0.14

0.08

Màng 2

0.77

1.00

0.57

0.40

0.18

0.11

O a

Hình 6a: Hinh chiip SEM cùa màng
PbS diéu che theo phuang phàp 1

Hinh 3b: Hinh chup SLìM cùa man,
PbS dieu che 'heo phuang phàp 2
22c:2

>

Hình 7: Ket qua phàn tich nhiél cùa màng PbS che lao iheo phuang phàp 1.

r^Ai l-»C.C ^ U C C G I À n ^ .-..'••
TRUNG TÀM I H Ò N G Tll\i ThU ViÉK

pr / 4-'1^:7


:^<"
220

XD

mằ
Meo
ô1 i r e

il*:

IT' IJ*C

0-

?-120
ãJSUn> taan

j;hJ.i?^rai.,.

^ lOC

ã ^ -

4-

t

\

yo
44
.1 MlfTlH

Kx;

xn

305

*o:

;a>

ô

OtJô.i

":>!riper;iri:ic' i-C)

Hình 8: Kel qua phàn lich nhiél cùa màng PbS che lao iheo phucnig phàp 2

Tu hình ?a va 3b co thè ihày ràng: màng PbS diéu che bang phucmg
phàp 1 co kich thc hai lón han va kém dịng déu han phuemg phàp 2. Trén
giàn dò phàn ifch nhiét co peak phàl nhiél ò 4 3 6 . 2 ' t ihccì phuo'ng phàp 1 va
511.2 C iheo phuang phàp 2. Diéu này chùng lò i.mg màng PbS làm ihco
phuang phàp 2 ben nhiél han. Qua ti-ình oxy bịa duac già ihièl là:
2PbS + 3 O. =:2PbO + 2SO..

18


3. R E T I . L A N :
- Màng ZnO da linh ihé dà duac diéu che bang phuang phàp sol - gel
lù dàn chat ban dàu là Zn(CH, CO())..2H2C)- Su kèl linh cùa màng lòi \\an
khi nàng nhicl dò ù màu lén 26()'^C. luy nhién chua dinh hiróng hồn lồn
theo iruc [002] (iruc C cùa linh ihé vng góc vói bé mal de*). Bé mal cùa
màng chua duac min hoàn loàn va ben trong co the co lò xòp. Nhùng kel qua
do phò tia X va huynh quang dà cho ihày khà nàng tao duac mang ZnO
khóng chùa càc tàm tài bop phàt huynh quang lai 640nm bang phircmg phàp
trén. Tu \ ice phàn ifch phò huynh quang càc che dị ù Irong mịi irng khf
nhàm làm giàm nòng dò càc vacancy cùa Oxy, qua dò làng ciróng chàl luang
màng ZnO. dà duac de xuàt.

- Dà che tao dtrac màng PbS bang phuctng phàp tràng guang ihco hai
phuang phàp khóng co KBr ( 1) va co KBr (2). Màng PbS che lao iheo quy
trình 1 là màng da linh thè", co ki'ch ihuóc hai lón han va kém déu htrn va
kem ben nhiél han, kém òn dinh hctn. Theo kèl qua phàn li'ch nhicl ihì
khồng nhiét dị làm giàm manh irong luang cùa màng là khoàng 200 500^C va màng PbS bi chuyén hoàn loàn thành Ph( ) ò 436.23T. Màng PbS
che tao theo phuang phàp 2 là màng da linh thè va ral giòng kèl qua phàn
tich nhiéu xa lia X cùa màng che'lao theo càch 1. Nhu vày Br- Khong di vào
man^ luói linh ihé. Khồng nhiél dị giàm manh trong luang cùa màng làng
lén lù 240 - òOO'^C. Nhiél dò chuyén pha lao PbO cung làng lén dèn
511,08^C. Nhu vày màng sé ben nhiét han va òn dinh hon.


1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

l A I LIKL THAM KHAO:
I. Pop. Ei al. Thin Solid Films. 307 ( 1 9 9 7 ) 2 4 0 - 2 4 4 .
H. Nasii CI al.. J. ò Non - ciysiallinc Solids, 183 (1995) 290-296.
N. I. Faincr CI al., Thin Solid Films, 280(1996) 16-19
J. Vaikus ci al., Maicrials Research Bullcim, 5 ( 1998) 711-716.
T. Kainniaimen ci al, Maicrials Research BLiUeiin, 35 (2000) 1045
1051.
E. M. Lajramendi ci al., Thin Solid Films, 389 (2001) 301-306
R.A. Orozico - Teran ci al, Thin Solid Films 343-344 (1999) 587

20


TOM TÀT CAC CỊNG I RÌNH NCKH CUA CÀ NHÀN
1. Khùc Quang Dal. Phùng Quóc Bào, Nghuyén Thi Thuc Hién, Pham
Nhguyén Hai. Le Vàn Vù, Nguyén Chi Thành. Nghién cùu che lao
màng ZnO bang phuang phàp sol - gel. Bào cào hói nghi vài ly chàl
ràn lồn qc làn ihù III. Nha Trang. 8 - 10/8/2001.
SUMN'fRY
ZnO ihin films are prepared by scìl - gel lechnique wilh precusor
solution conianing ZniCH.COO), and spinning coauing on glass subsirals.
Temperature treatment began

lOO^C

to 400°C. ZnO ih in lilms are

polycryslal by XRD. There are iwo peaks of phoioluminesscencc ahsorlic^n al
380nm and 500nm. UV - Vis iransmilance spectum of ZnO ihm lilms gain
80%.
Phung Quoc Bao, Khuc Quang Dal and Tran Thi Duong. ElTecl of beat
treatment on ihe slruciural and aplical properiies ol" sol - gel deri\ed ZnO
thin films. Communications in physics, voi. 13, No. 2 (2003). Pp. 105 - 1 10
2. Phung Quoc Bao. Khuc Quang Dal, Ngux'cn Thuc Hien and Nguycn
Ngoc Long. Preparalion oÌ PbS glass ihin film by chemiscal balh
deposilion,. Communicalion in ph\sics. VoL13, No.3 (2003), pp. 171
-176.
SUMMRY
PbS thin films were prepai'cd on glass sublrales by chemical balh
depositon with and wilhoui KBr as oxidizing agenl. Slruciure and surface

characterizations of suck films were carried oul by using XRD, SEM. The as
- deposited films were polycrystalline wilh a (200) prefereniial orienlalion. Il
has been observed ihai ihe film deposited wilh KBi" were moie dense and
with a smaller average size of crystaliies ihan ihose deposited wiihoul KBr.

21


Further DSC - TGA investigations bave shown ihai ihe laier were less
thermally stable as well.
3. Phung Quoc Bao, Khuc Quang Dal and Nguyen Trong Nghia. Sol gel deposilon of ZnO: Al ihin lilms, VNU. Journal of science,
Mathematics - Physics. T.XIX, No 1, 2003, pp. 16 - 21.
SUMMRY
Singlelayer aluminium - doped /ine oxide film were prepared (^n
silicium substrates by the sol - gel spin coaiing process. The as - deposited
films ha\e been characteri/ed b\' XRD and oplical specirocopy. Ali sample
were polycrytaline wilh ihe hexagonal slruciure and the prelered [002J
texlure. Highly e - axis orienled ZnO:Al thin film were obiained by
annealinii al 520^C. The films exhibit an averaize UV - Vis iransmiilance of
879c-. The two 325nm - exciied PL bands were also observed al roc^m
temprerature.
4. Phung Quoc Bao. Khuc Quang Dal and Tran Thi Duong. Lflccl of beai
treaimenl on the slruciural and aplical properlies oi sol - gel derived
ZnO thin films. Ccìmmunicalions in physics, voi. 13, No. 2 (2003). Pp.
1 0 5 - 110
SUVIMRY
The slruciural, oplical properies of ZnO ihin films prepared Irom zine
acetate dihydraie in elhylene glycol solulion by ihe sol - gel spin coaiing
techniiiuc on silicium substrates bave been invesligaled logcihcr wilh ihe
effecis of ihe post deposilion beat treaimenl in air. Increasing ihe p(^sl annealins lemperaiure in ihe range of 200 lo 520^C improved in ihe film

crvtallite quality. Ffighly e - axis orienlalion was mosily ammounced lor ihe
films post - anneanled al 520^C. The considerd beai treaimenl did noi atlect
stronely io the films' UV - Vis absorpiion speclra. Wilh increasing ihe post

22


- anncaling lemperaiure , excilonic phoioluminesscencc band was enhanced
while the erccn onc hardlv chaneod.
6. Phung Quang Bao, Khuc quang Dal, Nguycn Thicn Huonu. Sol - gel spin
coaiing prepareaiion oÌ ZnO: in films wilh highly e - axis orienlalion.
Journal oi' science, Malhemalics - Physics. T.XIX, Noi, 2004, pp 7 - 14.
SUMNTR^'
The e - axis orienled ZnO: in films were prepared by the sol - gel spin
coating process using zine acetate 2-hydrale, elhylene glycol, indiiim
nilerale 9-hvdrate, irielhvamine as startinu materials. The preferred
orienlalion of the films increased with beat treatment temperature. The PL
inlensity was found io be greatly dependenl on posl-deposilion beat
treatment. Influcncc oÌ the mullilayer depositon on XRD analysis and PL
characterisation was also discussed.

23


SCIENCE u n e PRO.IEC r
Branchi

Chemistrv

Project category: Fundemental Project of Vietnam National University,

Hanoi.
L Tile:
'' Preparation of ZnO, PbS thin fihns by sol - gel and chemical bath
deposition"
2. Code:

QT-02-12

3. Managing Institution:

Hanoi University of science

4. Implementing Institution:

Faculty of chemistry

5. Key implementors:
- Khuc Quang Dat

- Director

- \ " u v e n Thi Thuc Hien

- implementor

- Phung Quoc Bao

- implementor

-Mai Thi Tarn

-implementor

6. Duration: S ince 2002
7. Budget:

08 miliions VND

8. Main resuits:
* Result in science and practical application:
- ZnO ihin lilms are prepared hy sol - gel technique vviih precusor
solution conianing ZnCCHjCOO), and spinning coatting on glass suhslrals.
Temperature

treatment began

100°C

to 40()°C. ZnO ihm lilms are

polycrystal by XRD. There are two peaks of photoluminesscence absoriion at
^80nm and 500nm. UV - Vis transmitance spectum of ZnO thin films gain
80%.

24