THÔNG TIN TÓM TẮT VỀ NHỮNG KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Tên đề tài: Nghiên cứu tổng hợp vật liệu màng nano ZnO pha tạp định hướng chế tạo linh kiện nhiệt điện
Chuyên ngành: Hoá Vô cơ
Mã số: 9440113
Nghiên cứu sinh: Vũ Viết Doanh
Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS Trịnh Quang Thông
PGS.TS Lê Hải Đăng
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
Những kết luận mới của luận án
– Thiết lập được các quy trình thích hợp để tổng hợp vật liệu màng nano ZnO cho cả loại n khi pha tạp Al, Ga, Sn và loại p khi pha tạp Sb, Cu, Ag, tỷ lệ pha tạp các nguyên tố là 1, 2 và 3% mol. Sử dụng dung môi 2-methoxyethanol, ethylene glycol, ethanolamine trong phản ứng sol-gel giúp dễ hòa tan muối zinc acetate, tăng độ nhớt dung dịch và thuận lợi cho quy trình lắng đọng tạo màng ZnO có độ dày cần thiết trên đế thủy tinh bằng kỹ thuật nhúng phủ.
Các mẫu màng ZnO pha tạp loại n và loại p chế tạo được đều có cấu trúc tình thể hexagonal wurtzite hình thành từ các hạt có kích thước nanomet, độ dày màng khoảng 240 đến 260 nm, hàm lượng nguyên tố phù hợp với lượng tính toán ban đầu khi tổng hợp dung dịch. Kết quả cho thấy phương pháp hóa học ướt là một lựa chọn tốt trong chế tạo màng nano ZnO pha tạp.
Đã biến đổi được bản chất vật liệu là bán dẫn loại n hoặc loại p và cải thiện được tính chất điện của màng ZnO thông qua pha tạp. Nồng độ hạt tải màng ZnO pha tạp loại n từ 1017 đến 108 cm³, loại p khoảng 1016 cm³. Hệ số công suất (PF) phụ thuộc nhiệt độ lên đến 400 °C của màng ZnO:A12%, ZnO:Sn2%, ZnO:Ga3% từ 45 đến 140 µW/mK² và màng ZnO:Sb2%, ZnO:Ag3%, ZnO:Cu3% từ 8 đến 40 µW/mK², đạt tiêu chí ứng dụng làm vật liệu nhiệt điện, cạnh tranh được với các vật liệu nhiệt điện truyền thống, cho thấy phương pháp hóa ướt và kỹ thuật nhúng phủ với chi phí thấp là cách tiếp cận phù hợp trong triển khai nghiên cứu về vật liệu cấu trúc nano cho ứng dụng vật liệu và linh kiện nhiệt điện.
