Đang tải... (xem toàn văn)
Bài trình bày về "Các Tính chất và phương pháp chế tạo hạt Nano dạng sợi"
SỢI NANO (nanowire) 1 Giới thiệu sợi nano Kích thước ngang vài chục nanomet. Chiều dài không giới hạn. Còn được gọi là sợi lượng tử (do ở kích thước này các hiệu ứng lượng tử rất quan trọng) Sợi nano vàng và Ni 2 2 Giới thiệu sợi nano Được tạo thành từ các phân tử lặp đi lặp lại: hữu cơ (DNA), vô cơ (Si) DNA Sợi nano Si 3 3 Giới thiệu sợi nano Phân loại ◦ Sợi nano kim loại: Ni, Pt, Au ◦ Sợi nano bán dẫn: InP, Si, GaN, . . . ◦ Sợi nano cách điện: SiO 2 , TiO 2 Sợi nano Si Sợi nano Au Sợi nano TiO 2 4 4 Các tính chất của sợi nano Sợi nano có 2 chiều giới hạn ở kích thước nano – hiệu ứng cơ học lượng tử rất quan trọng. Các tính chất khác biệt so với vật liêu kích thước lớn: ◦ Tính chất từ ◦ Tính chất nhiệt điện ◦ Tính chất điện ◦ Tính chất quang học ◦ Tính chất hóa học 5 5 Tính chất của sợi nano Sợi nano có hình dạng đặc biệt và các tính chất vật lý đặc biệt do kích thước lượng tử của chúng ◦ Tính chất điện ◦ Tính chất từ ◦ Tính chất quang ◦ Tính chất cơ học 6 6 Sarkar, J., Khan, G. G., & Basumallick, A. (2007). Nanowires: properties, applications and synthesis via porous anodic aluminium oxide template. Bulletin of Materials Science, 30(3), 271-290. Tính chất từ Độ cong của vòng lặp trễ thay đổi khi thay đổi đường kính sợi nano Độ cong vòng lặp trễ thay đổi khi thay đổi đường kính sợi nano Co: (a) 78nm và (b) 18 nm 7 7 Tính chất từ Độ kháng từ cũng thay đổi khi thay đổi đường kính dây và nhiệt độ Độ kháng từ thay đổi theo đường kính D w : (a) ở nhiệt độ phòng và (b) 0 o C 8 8 Tính chất từ Tính bất đẳng hướng từ của sợi nano bị ảnh hưởng mạnh của dị hướng từ trường, hình dạng của sợi nano và từ trường khử từ. Độ trở từ (MR) phụ thuộc mạnh vào đường kính sợi 9 9 Sợi nano kim loại cho thấy sự gia tăng nhiều lần hệ số Seebeck do hiệu ứng giam giữ lượng tử làm tăng trạng thái mật độ điện tử ở mép băng tần phụ 1 chiều Hệ số Seebeck và năng lượng nhiệt của sợi nano kim loại bị ảnh hưởng bởi đường kính dây và nồng độ pha hợp kim độ dẫn nhiệt của sợi nano bị ảnh hưởng bởi đường kính dây Tính chất nhiệt điện (Thermoelectric) Độ dẫn nhiệt (k) là một hàm theo nhiệt độ đối với sợi nano Si ở các đường kính khác nhau 10 10 [...]... hình thành sợi nano kiểm soát trạng thái quá bão hòa để thay đổi thói quen phát triển của mầm sử dụng tác nhân bao phủ để kiểm soát tốc độ phát triển các chiều khác nhau của mầm Cấu trúc 0D lắp ráp lại với nhau Giảm tính đối xứng của mầm bằng giao diện bề mặt lỏng rắn 16 Các phương pháp chế tạo sợi nano 17 Có thể chia làm 2 loại: Phát triển sợi nano trong pha khí Phương pháp chế tạo sợi nano dựa... đường kính sợi nano giảm do hiệu ứng giam giữ lượng tử và sự xảy ra hiện tượng blue shift Sợi nano Ag: với độ dài cố định, bước sóng λ giảm (ngắn hơn) khi giảm đường kính dây do hiệu ứng giam giữ lượng tử 13 14 Tính chất hóa học Tính chất hóa học thay đổi (hoạt tính hóa học tăng) do: ◦ ◦ ◦ tỉ lệ bề mặt/thể tích tăng tỉ lệ cạnh lớn số lượng nguyên tử bề mặt cao 14 Các phương pháp chế tạo sợi nano 15... ion) của chất rắn đủ cao sẽ tập hợp lại thành hạt nhân hoặc nhóm hạt – quá trình tạo mầm ◦ Các nhóm này sẽ đóng vai mầm, tiếp tục phát triển thành các nhóm lớn hơn 15 Các phương pháp chế tạo sợi nano 16 Các chiến lược tổng hợp sợi nano: kiểm soát các thông số: ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ sử dụng cấu trúc tinh thể đẳng hướng của chất rắn để định hướng phát triển tinh thể gắn bề mặt lỏng – rắn để giảm tính đối xứng... nhau đường kính sợi càng nhỏ, số lượng đường dẫn càng nhỏ độ dẫn càng thấp http://en.wikipedia.org/wiki/Nanowire, 15:18, 18/03/2014 12 13 Tính chất quang học Năng lượng băng tần plasmon bề mặt nhạy cảm với sự thay đổi các yếu tố như kích thước hạt, hình dạng, thành phần, môi trường xung quanh và tương tác bên trong hạt Mảng sợi nano cho thấy tính chất quang học phi tuyến tính, sự gia tăng cường... đường kínk 11 12 Tính chất điện (Electrical properties - Transport properties) Tính dẫn điện của sợi nano thấp hơn so với vật liệu khối tương ứng Sợi nano cho thấy tính chất điện khác do kích thước của chúng ◦ ◦ Độ dẫn điện bị ảnh hưởng của các hiệu ứng cạnh: các điện tử nằm trên bề mặt của sợi nano liên kết yếu với các nguyên tử lân cận bên trong sợi làm giảm độ dẫn điện của sợi nano Độ dẫn điện xem... dimension: synthesis and properties of nanowires and nanotubes Accounts of Chemical Research, 32(5), 435-445 29 30 Phương pháp hơi – rắn (VS) Hơi được tạo ra bằng bay hơi nhiệt, khử hoặc phản ứng pha khí Hơi được đưa đến và ngưng tụ trên đế VS tổng hợp các sợi nano oxit Zn, Sn, In, Cd, Mg và Ga Seo và đồng sự chế tạo đơn tinh thể gallium phosphide với đường kính 40nm và chiều dài 300µm thông qua sự... dimension: synthesis and properties of nanowires and nanotubes Accounts of Chemical Research, 32(5), 435-445 30 31 Phương pháp hơi – rắn (VS) Lee và các đồng sự tổng hợp lượng lớn sợi nano (đường kính 6-28 nm, chiều dài 1mm) bằng thăng hoa đơn giản bột SiO Thăng hoa nhiệt bột SiO tạo ra hơi SiO, được vận chuyển và ngưng tự ở o 930 C tạo thành sợi nano chứa lõi tinh thể Si và một màng bọc vô định hình SiO2... one dimension: synthesis and properties of nanowires and nanotubes Accounts of Chemical Research, 32(5), 435-445 33 34 Các phương pháp khác trong pha khí Lauhon và các đồng nghiệp sử dụng phương pháp ngưng tự hơi hóa học (CVD) ◦ ◦ Sợi nano được phát triển bằng cách xây dựng một vỏ mỏng đồng nhất xung quanh nhóm nguyên tử vàng kích thước nano Sản phẩm: Sợi nano vỏ Si pha tạp Boron bao xung quanh... phân hủy đồng nhất tác chất trên bề mặt sợi nano dẫn đến lớp vỏ mỏng đồng nhất Vỏ đa lớp được phát triển bằng cách lặp lại quá trình trên Hu, J., Odom, T W., & Lieber, C M (1999) Chemistry and physics in one dimension: synthesis and properties of nanowires and nanotubes Accounts of Chemical Research, 32(5), 435-445 35 36 Phương pháp chế tạo sợi nano trong dung dịch Dùng tính chất bất đẳng hướng của.. .Tính chất nhiệt điện (Thermoelectric) 11 Heremans phát hiện rằng Si và Sb được pha vào sợi nano Bi, năng lượng nhiệt sẽ tăng bằng cách giảm đường kính sợi Sợi nano Bi có điện trở phụ thuộc nhiệt độ, hiện tượng này bị ảnh hưởng mạnh bởi đường kính dây ◦ Ở nhiệt độ cao hoặc nhiệt độ phòng, pha bán kim loại của sợi nano Bi chuyển đổi thành bán dẫn có thể chỉ bằng cách thay đổi đường kínk 11 12 Tính . SỢI NANO (nanowire) 1 Giới thiệu sợi nano Kích thước ngang vài chục nanomet. Chiều dài không giới hạn. Còn. từ ◦ Tính chất quang ◦ Tính chất cơ học 6 6 Sarkar, J., Khan, G. G., & Basumallick, A. (2007). Nanowires: properties, applications and synthesis via porous anodic aluminium oxide template. Bulletin. kính sợi càng nhỏ, số lượng đường dẫn càng nhỏ độ dẫn càng thấp http://en.wikipedia.org/wiki /Nanowire, 15:18, 18/03/2014 12 12 Năng lượng băng tần plasmon bề mặt nhạy cảm với sự thay đổi