THÔNG TIN TÓM TẮT VỀ NHỮNG KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Tên luận án: Nghiên cứu chế tạo và một số tính chất của dây nano Si và Si:Er3+
Chuyên ngành: Vật liệu điện tử Mã số: 62440123
Nghiên cứu sinh: Phạm Văn Tuấn
Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Phạm Thành Huy; 2. TS. Trần Ngọc Khiêm
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
TÓM TẮT KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN
1. Trong luận án này, dây nano Si được chế tạo bằng phương pháp bốc bay nhiệt sử dụng ba loại vật liệu nguồn khác nhau là bột SiO, bột Si trộn với bột SiO2 và bột Si trộn với C. Chúng tôi thấy rằng dây nano Si có thể chế tạo với hiệu suất cao sử dụng vật liệu nguồn Si trộn với C ở nhiệt độ 1200 oC.
2. Đây là lần đầu tiên, dây nano Si có cấu trúc lõi vỏ Si-SiO2 và có cấu trúc lớp Si/SiOx trong lõi của dây nano Si được quan sát thấy và chúng tôi đã đưa ra một mô hình cấu trúc và cơ chế mọc cho dây nano Si có cấu trúc lõi vỏ Si-SiO2 với cấu trúc lớp Si/SiOx trong lõi của dây nano Si. Trong mô hình này, dây nano Si hình thành do sự tách pha của Si và SiO2 và sự oxy hóa một phần bởi khí oxy dư trong chuông phản ứng. Hai quá trình, phản ứng giữa Si với O2 (oxy hóa) và quá trình kết hợp giữa các nguyên tử Si (quá trình mọc) xảy ra đồng thời. Ngay sau khi lõi Si hình thành, lớp bề mặt bị oxy hóa và mặt phân cách Si/SiO2 hình thành. Do hiệu ứng tự giới hạn tốc độ oxy hóa hay hiệu ứng làm chậm quá trình oxy hóa mà chỉ có một lớp SiO2 mỏng hình thành trên bề mặt lõi Si mới hình thành. Sự cạnh tranh của hai quá trình này sẽ dẫn đến sự hình thành cấu trúc lớp của Si tinh thể và SiO2 vô định hình trong lõi của dây nano Si
3. Dây nano Si thể hiện một dải huỳnh quang mạnh với bước sóng từ 600 đến 900 nm ở nhiệt độ phòngliên quan đến exciton giam cầm lượng tử trong lớp Si với độ dày khoảng vài nano mét trong lõi của dây nano Si. Sự phụ thuộc cường độ huỳnh quang của dây nano Si vào nhiệt độ cũng được đo từ 11 đến 300 K, kết quả này phù hợp với mô hình giải thích sự tách mức năng lượng giữa trạng thái singlet và triplet của exciton.
4. Màng nanocomposite SiO2:nano Si pha tạp Er3+ được chế tạo thành công bằng phương pháp sol-gel. Phổ huỳnh quang của màng nanocomposite này thể hiện một đỉnh huỳnh quang hẹp ở 1530 nm dưới bước sóng kích thích 260 nm liên quan đến sự truyền năng lượng từ sai hỏng của SiO2 tới nano tinh thể Si và sau đó tới ion Er3+
