Đang tải... (xem toàn văn)
nghiên cứu chế tạo dây coban có kích thước nano bằng phương pháp điện hóa
Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý MỤC LỤC Lời mở đầu Error! Bookmark not defined Chương 1: Tổng quan chế tạo dây nano từ tính phương pháp điện hóa 1.1 Giới thiệu dây nano 1.2 Tế bào điện hóa 1.2.1 Cấu tạo tế bào điện hóa 1.2.2 Các loại điện cực 1.3 Quá trình lắng đọng 11 1.3.1 Các tương tác ion trình lắng đọng 11 1.3.2 Độ dày lớp lắng đọng 12 Chương 2: Các phương pháp kĩ thuật chế tạo dây nanoError! Bookmark not defin 2.1 Kĩ thuật phún xạ Error! Bookmark not defined 2.2 Lắng đọng điện hóa 15 2.3 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 15 2.4 Phép đo hiển vi điện tử quét (SEM) 18 2.5 Từ kế mẫu rung (VSM) 20 Chương 3: Kết thảo luận Error! Bookmark not defined 3.1 Ảnh SEM lớp màng xốp dùng làm khuôn cho dây nano 22 3.2 Kết hiển vi điện tử quét mẫu 23 3.3 Kết đo tính chất từ dây………………………………………… 22 3.4 Kết phân tích cấu trúc 26 Vũ Thị Huyền Trang Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý MỞ ĐẦU Nếu kỷ XX coi cách mạng công nghệ thông tin kỷ XXI thuộc công nghệ nano Bằng công nghệ nano, người ta “nhét” tất thông tin 27 Từ điển Bách khoa toàn thư nước Anh Britannica nằm gọn thiết bị sợi tóc, chế tạo robot mà mắt thường không nhìn thấy vô số điều kỳ lạ khác Khái niệm công nghệ nano (CNNN) nhà vật lý học Richard Feynman nhắc đến lần diễn văn đọc Hội nghị nhà vật lý Mỹ năm 1959 Khi đó, ông dự báo thời kỳ mà người ta ráp nguyên tử với nguyên tử, phân tử với phân tử, công cụ thật nhỏ giúp sản xuất vật chất nhỏ Vào năm 1980, nhờ phương pháp thiết bị khoa học đại, nhà khoa học chế tạo thành công vật chất có kích thước quy mô phân tử, nghĩa phần tỷ mét đặt tên cho chúng “nano” Trong tiếng Hy Lạp, “nano” nghĩa “nhỏ xíu” đường kính sợi tóc người lớn 80.000 lần so với nano Theo nguyên tắc chung, CNNN nằm vùng vật chất từ 0,1-100 nanomét (1nm = phần triệu mm), mở khả sản xuất vật liệu mức độ nguyên tử - vật liệu nano hứa hẹn làm đảo lộn nhiều lĩnh vực từ hóa học đến hàng không Cho đến nay, nhiều sản phẩm đời từ CNNN có mặt thị trường Chẳng hạn, nano carbon làm cách mạng ngành công nghiệp xây dựng Những graphite “không vết nối” có đường kính 1nm dài 10.000nm (nhìn mắt thường, khối lượng lớn vật liệu giống bụi bồ hóng) cứng thép gấp 100 lần, nhẹ khoảng lần Người ta biến chúng thành sợi dây bện thành mỏng, pha trộn với vài vật liệu composite, làm thay đổi cách cách thức xây dựng chiều cao công trình Thậm chí, công trình xây Vũ Thị Huyền Trang Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý dựng phủ tế bào làm vật liệu nano để biến ánh nắng thành điện cung cấp cho nhu cầu lượng Hiện nay, nhiều nước phát triển Ấn Độ, Nam Phi, Mexico, Thái Lan, Philippines… thực sáng kiến công nghệ nano để hỗ trợ phát triển khoa học Không nằm quy luật đó, Việt Nam chế tạo vật liệu nano để sử dụng ứng dụng Đặc biệt tập trung vào y sinh học việc phân tách tế bào, dẫn thuốc, nung nóng cục bộ…Tại môn Vật lý Nhiệt độ thấp thuộc trường Đại học Khoa học Tự nhiên-ĐHQGHN, nhóm nghiên cứu chế tạo dây có kích thước nano hình thành tiến hành chương trình nghiên cứu, nội dung chủ yếu chế tạo dây nano từ tính phương pháp điện hóa Phương pháp lắng đọng điện hóa có ưu việt phương pháp khác chỗ không đòi hỏi thiết bị đắt tiền, nhiệt độ cao, chân không cao Chế tạo dây nano có tốc độ phát triển nhanh, phương pháp không tốn thời gian Sử dụng phương pháp này, tổng hợp dễ dàng dây nano nhiều đoạn cách thay đổi dung dịch phù hợp, để biến đổi khả lắng đọng ta cần thay đổi xung điện đưa vào trình lắng đọng kiểm soát Để tìm hiểu phương pháp lắng đọng điện hóa số tính chất dây nano từ tính, nhóm nghiên cứu tiến hành thí nghiệm ban đầu việc chế tạo dây Co có kích thước nano Chính nhiệm vụ khóa luận “nghiên cứu chế tạo dây Coban có kích thước nano phương pháp điện hóa” Bản khóa luận gồm phần chính: + Chương 1: Tổng quan chế tạo dây nano từ tính phương pháp điện hóa + Chương 2: Các phương pháp kĩ thuật chế tạo dây nano + Chương 3: Kết thảo luận Vũ Thị Huyền Trang Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHẾ TẠO DÂY NANO TỪ TÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA 1.1 Giới thiệu dây nano Sự kết hợp sinh vật học vật lý học tác động đến nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật quy mô micro nano Trong số lĩnh vực từ y sinh lĩnh vực thú vị đầy hứa hẹn Ví dụ, hạt nanô từ dùng để chọn lọc đầu dò thao tác hệ thống sinh học Đây lĩnh vực phát triển nhanh chóng, có loạt ứng dụng phát triển, phân tách tế bào, cảm biến sinh học, nghiên cứu chức tế bào, loạt ứng dụng y học trị liệu tiềm Hầu hết hạt từ tính sử dụng có dạng hình cầu, thường bao gồm lõi từ vỏ, cho phép chức hóa phối tử độc hại sinh học để thực mục đích y sinh mong muốn Các ứng dụng hạt từ tính trở nên phổ biến nghiên cứu y học công nghệ sinh học, nghiên cứu thuận lợi hạt từ tính thực nhiều chức Để sử dụng hạt nano từ tính thiết bị linh kiện, cần phải tuân thủ số điều kiện như: phải điều kiển kích thước hình dạng hạt Ngoài ra, hạt phải bảo quản môi trường hoá học phải giữ ổn định nhiệt độ Trong nhiều trường hợp riêng biệt, dây nano từ có tính trật tự cao tính đến Dây nano từ tính dạng hạt từ tính Dây nano gọi nano, có cấu trúc dị hướng gần chiều với tỷ số cao Các dây nano từ tính sở hữu tính chất đặc biệt, khác hoàn toàn vật liệu sắt từ dạng khối hạt hình cầu màng mỏng Hầu hết dây nano từ tính sử dụng y sinh kim loại hình trụ chế tạo phương pháp điện hóa xốp có lỗ kích thước nano Bán kính chúng kiểm soát phạm vi từ đến 500nm, chiều dài chúng kiểm soát lên tới 60µm Cần lưu ý dây nano từ đơn thành phần dây nano từ nhiều đoạn sử dụng rộng rãi nghiên cứu khoa học ứng dụng thực tế Có thể biến đổi Vũ Thị Huyền Trang Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý tính chất từ quan trọng nhiệt độ Curie, lực kháng từ, trường bão hòa, từ dư, định hướng trục dễ từ hóa cách thay đổi đường kính, độ dày thành phần đoạn từ tính/ không từ tính dây nano nhiều đoạn Nhiều nỗ lực thực để phát triển phương pháp tổng hợp, chế tạo điểu khiển dây nano từ để ứng dụng y sinh tiến tới ứng dụng lĩnh vực khác Một điều quan trọng mà không quan tâm tạo thành cấu trúc dây nano Peter Krogstrup đồng nghiệp phân tích hình ảnh cấu trúc dây nano InAs chụp có độ phân giải cao qua máy hiển vi điện tử Hình 1.1 Cấu trúc tinh thể dây nanô InAs Dây nano phát triển theo hướng tiến lên Trong trình phát triển, cấu trúc tinh thể dây nano thay đổi từ hình lục giác (WZ) sang hình khối (ZB) Từ cấu trúc tinh thể (như hình 1.1), cấu trúc lục giác thay đổi nguyên tử Indi sang Asen theo hướng lớp sang lớp khác đó, thay đổi cấu trúc hình khối lại giống Vũ Thị Huyền Trang Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý Thành phần quan trọng thiết bị điện tử tương lai dựa vào tinh thể nano Tinh thể nhỏ bước sóng ánh sáng mà người thấy Các nhà nghiên cứu giới nghiên cứu nhiều năm để phát triển thuộc tính đặc trưng dây nano 1.1.1 Các dây nano tạo mảng phân tán Trong hầu hết ứng dụng dây nano, chúng sử dụng dạng mảng dây phân tán thành dây rời rạc Hình 1.2 (a) ví dụ mảng dây nano Ni có đường kính khoảng 200nm Cần lưu ý dây nano Ni biểu diễn hình 1.3 (a) tạo mảng cách ngẫu nhiên Trên hình 1.3 (b) biểu diễn dây nano Co phân tán rời rạc có đường kính 70nm Trong ứng dụng y sinh, dây nano thường bị treo lơ lửng dung dịch Hình 1.2: (a) Dây nano Ni tạo mảng có đường kính 200nm; (b) Dây nano Co bị phân tán có đường kính khoảng 70nm 1.1.2 Các dây nano đoạn, nhiều đoạn nhiều lớp Do mong muốn có vật liệu nano đơn lẻ thực nhiều chức lúc nên cấu trúc nano nhiều đoạn nghiên cứu chuyên sâu, mà khám phá nhiều chức vốn có chúng Hình 1.1 cho thấy phát triển dây nano có nhiều thành phần hóa học liên kết dọc theo trục chiều dài chúng Hình 1.3 (a) biểu diễn phần dây nano Ni đoạn Cần lưu ý rằng, dây nano đoạn làm từ nguyên tố đơn lẻ Vũ Thị Huyền Trang Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý kim loại, hợp kim oxit Hình 1.4 (b) biểu diễn phần dây nano NiAu hai đoạn Hình 1.4(c) biểu diễn phần dây nano nhiều lớp Co-Cu Hình 1.3 (a) Dây Ni đoạn; (b) Dây nano Ni-Au hai đoạn; (c) Dây nano nhiều lớp Co-Cu.(c) biểu diễn phần dây nano nhiều lớp Co-Cu Vũ Thị Huyền Trang Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý 1.1.3 Ảnh hưởng chiều dài dây nano Hình 1.5 (a) Các đường từ trễ với từ trường đặt vào theo trục mảng dây nano có chiều dài khác nhau; (b) Sự phục thuộc lực kháng từ độ từ dư theo chiều dài dây nano Hình 1.5 (a) biểu diễn chu trình trễ mảng dây nano khác có chiều dài từ 500 nm đến 2000 nm Hình 1.5 (b) biểu diễn phụ thuộc tuyến tính lực kháng từ độ từ dư mảng dây nano theo chiều dài dây nano Những kết luận đưa giả thuyết: dây nano có chiều dài khác kết tương tác từ tính dây nano với cường độ khác 1.2 Tế bào điện hóa 1.2.1 Cấu tạo tế bào điện hóa Trong hình 1.1a cấu tạo tế bào điện hóa điển hình thực nghiệm chế tạo dây nano Một tế bào điện hóa đơn giản gồm điện cực nhúng chìm dung môi Hình 1.1b mô tả điện cực cô lập tách từ dung môi Tiến hành thí nghiệm với bình dung môi, cất điện phân, hay nhiều điện tử hoạt tính, thuốc thử, xảy trình phản ứng với sản phẩm điện phân Trước thí nghiệm ta phải loại bỏ oxi catot thể gây cản trở cho việc quan sát dòng phản hồi Việc thường thực cách làm dung dịch với khí N2 hay Ar Loại bỏ oxi thực Vũ Thị Huyền Trang Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý cách dùng bơm chân không Các thí nghiệm điện hóa thực túi, hộp đựng, hay chân không loại điện cực hoạt tính dễ tiếp xúc với không khí nước H1-1 (a) Tế bào điện hóa điển hình b Điện cực cô lập 1.2.2 Các loại điện cực a Điện cực làm việc Những điện cực hình đĩa rắn dùng phổ biến thí nghiệm H1-2: Điện cực làm việc Trong Platin, hay thủy tinh carbon, vàng, bạc hay hợp chất vấn thường sử dụng làm điện cực Việc sử dụng loại điện cực cacbon nghiên cứu Điện cực giọt thủy ngân hữu ích cho điện cực hóa học dung dịch nước âm lớn phản ứng điện cực hydro chậm so với điện cực khác Tuy nhiên, việc làm khan điện hóa dương điện cực rắn ưu tiên Điện cực làm việc cần có Vũ Thị Huyền Trang Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý điện tử di chuyển dễ dàng với loại điện cực hoạt tính Các nhân tố tạo điều kiện cho việc di chuyển điện tử phức tạp lúc hiểu rõ, sử lý sơ cẩn thận cách đánh bong, làm siêu âm Việc điện cực đóng cặn xuất dễ dàng nên đánh bong cần thiết Những hiệu ứng không tốt sụt thời gian tích điện dung (dung tích) giảm bớt đáng kể bán kính điện cực làm nhỏ Hầu hết nghiên cứu quét sơ mức vừa phải sử dụng điện cực có bán kính khoảng 0,2 cm b Điện cực chuẩn (điện cực so sánh) Hầu hêt điện cực chuẩn sử dụng dung dịch điện cực Ag/AgCl điện cực caloment Nếu cực chuẩn sử dụng dung môi khan, nhiên, mặt tiếp xúc lớn chất lỏng sinh ra; thường quan trọng nhiễm nước tế bào khô Vì vậy, kết hợp không phù hợp Việc sử dụng điện cực Ag/AgCl đề cử cho điện hóa học khan Để tránh tiếp xúc lớn, dung môi tế bào tốt Thông thường được kiểm định theo tiêu chuẩn, ferrocene cobaltocene Cấu tạo điện cực Ag/Ag+ chuẩn mô tả hình sau H1-3: Điện cực chuẩn khan Vũ Thị Huyền Trang 10 Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý thoa có cường độ thay đổi theo θ Điều kiện để có cực đại giao thoa xác định theo công thức Bragg: 2dhkl sinθ = nλ Trong đó: phản xạ + d : Khoảng cách mặt phẳng nguyên tử tham gia + θ : Góc phản xạ + λ : Bước sóng tia X + n :Số bậc phản xạ + h,k,l : Các số Miller Về mặt định lượng, dựa đỉnh có mặt phổ nhiễu xạ ta xác định số mạng a,b tinh thể theo công thức: h2 k2 l2 = + + a2 b2 c2 dhkl Vũ Thị Huyền Trang 17 Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý Bằng cách thay đổi vị trí đầu dò (detector) quay vòng tròn giác kế kế, cường độ nhiễu xạ theo góc nhiễu xạ 2θ ghi nhận, ta thu phổ nhiễu xạ mẫu nghiên cứu Việc nghiên cứu phân tích cực đại nhiễu xạ góc 2θ khác cho thông tin cấu trúc tinh thể (kiểu ô mạng, số mạng…), thành phần pha mẫu nhiều thông tin khác mẫu đo H2-3 (c) Hệ đo nhiễu xạ tia X (XRAY) 2.4 Phép đo hiển vi điện tử quét (SEM) Kính hiển vi điện tử quét thiết bị dùng để chụp ảnh vi cấu trúc bề mặt với độ phóng đại gấp nhiều lần so với kính hiển vi quang học, bước sóng Vũ Thị Huyền Trang 18 Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý chùm tia điện tử nhỏ gấp nhiều lần so với bước sóng chùm tia điện tử nhỏ gấp nhiều lần so với bước sóng vùng khả biến H2-4 (a) Tương tác chùm điện tử với chất rắn Điện tử tăng tốc điện trường có vận tốc v tương ứng với bước sóng De Broglie với bước sóng : λ = h mv Chùm điện tử bị tán mạnh vào trường biến thiên đột ngột đám mây điện tử mang điện tích âm hạt nhân nguyên tử mang điện tích dương Mỗi nguyên tử trở thành tâm tán xạ chùm điện tử Nhiễu xạ chùm điện tử có nhứng đặc điểm thích hợp cho việc nghiên cứu cấu trúc màng mỏng Vũ Thị Huyền Trang 19 Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý H2-4 (a) Kính hiển vi điện tử quét Người ta tạo chùm điện tử mảnh điều khiển chùm tia quét theo hàng theo cột diện tích nhỏ bề mặt mẫu cần nghiên cứu Chùm điện tử chiếu vào mẫu kích thích mẫu phát điện tử thứ cấp, điện tử tán xạ ngược, tia X,… Mỗi loại điện tử, tia X thoát mang thông tin mẫu phản ánh tính chất chỗ tia điện tử tới đập vào mẫu Thí dụ, điện tử tới chiếu vào chỗ lồi mẫu điện tử thứ cấp phát nhiều chiếu vào chỗ lõm Căn vào lượng điện tử thứ cấp nhiều hay ít, ta biết chỗ lồi hay lõm bề mặt mẫu Ảnh SEM tạo cách dùng ống điện tử quét hình cách đồng với tia điện tử quét mẫu 2.5 Từ kế mẫu rung (VSM) Nguyên lý hoạt động VSM: Khi mẫu có từ tính bị rung từ trường gây biến điệu đường sức từ Mức độ biến điệu lớn hay nhỏ tùy thuộc vào độ lớn từ độ mẫu đo Một hệ thống cuộn dây bố trí vùng từ trường biến điệu để ghi nhận biến thiên từ thông qua cuộn dây cmar ứng từ (hay gọi cuộn dây đo) Vũ Thị Huyền Trang 20 Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý H 2.5 (a) Máy đo từ kế mẫu rung (VSM) H 2.5 (b) Mô hình từ kế mẫu rung Hiệu điện cảm ứng cuộn dây đo tỷ lệ với mô men từ mẫu M mẫu.Trên sở xác định từ độ mẫu Máy VSM sử dụng nghiên cứu loại Lake Shore 7400, đặt Trường Đại học quốc gia Chungnam, Hàn quốc Vũ Thị Huyền Trang 21 Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Các mẫu dây nano với thời gian lắng đọng khác 10 phút, 15 phút 30 phút chế tạo với bước sau: + Rửa Si (1,5 cm x 1,5 cm) acetone làm khô + Phủ lớp vàng với chiều dày 100 nm phương pháp phún xạ catot + Chế tạo lớp màng xốp có lỗ kích thước nano cách sử dụng polymer : polystyrene (PS) polymethylmethacrylate (PMMA) trộn với tỷ lệ thích hợp ủ điện trường + Thực trình lắng đọng hình Mẫu sau đươc chế tạo mang đo đạc phân tích với phép đo: + Hiển vi điện tử quét : hình thái học dây + Từ kế mẫu rung tính chất từ dây + Nhiễu xạ tia X với cấu trúc tinh thể dây Các kết thu sau: Vũ Thị Huyền Trang 22 Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý 3.1 Ảnh SEM lớp màng xốp dùng làm khuôn cho dây nano Hình 3-1 Ảnh SEM chụp bề mặt lớp màng xốp sau ủ Các dây nano chế tạo khuôn có lỗ với đường kính khoảng 45 nm, chiều dài khoảng µm khoảng cách lỗ khuôn 60 nm 3.2 Kết hiển vi điện tử quét mẫu Mẫu sau lắng đọng 30 phút cắt đem đo theo mặt cắt ngang màng xốp, ta thu kết hình 3.2 Vũ Thị Huyền Trang 23 Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý Hình3-2 Ảnh SEM bề mặt cắt ngang màng xốp dây lắng đọng 30 phút Từ hình 3.2 chụp phần đoạn cắt ngang mảng dây nano Co với chiều dài dây nano chưa hoàn chỉnh không với đường kính khoảng 200 nm, chiều dài khoảng µm Từ kết ta đánh giá kích thước dây lớn kích thước khuôn ban đầu, điều dự đoán trình lắng đọng dây bị giãn dây bị lớp polymer bám xung quanh lắng đọng Vũ Thị Huyền Trang 24 Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý 3.3 Kết đo tính chất từ dây 0.003 0.003 0.002 0.002 Moment(emu) 0.001 0.001 0.000 -0.001 -0.001 10 phút -0.002 -0.002 -0.003 -0.003 -6000 -4000 -2000 2000 4000 6000 Field(Oe) 0.004 0.003 Moment (emu) 0.002 0.001 0.000 -0.001 -0.002 15 phút -0.003 -0.004 -4000 -2000 2000 4000 Field (O e) 0.010 0.008 0.006 moment(emu) 0.004 0.002 0.000 -0.002 -0.004 -0.006 30 phút -0.008 -0.010 -4000 -2000 2000 4000 field(Oe) Kết đo VSM với từ trường đặt vuông góc với màng xốp (mầu đỏ) song song với màng xốp (mầu đen) Vũ Thị Huyền Trang 25 Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý Hình vẽ cho ta đường từ trễ mảng dây nano với thời gian lắng đọng khác nhau: 10, 15 30 phút Từ trường đặt vuông góc với màng xốp song song với dây nano song song với màng xốp hay vuông góc với dây nano Từ kết ta thấy dây nano có dị hướng đơn trục cao, kết đo đám dây nano Đối với dây nano hình trụ tròn, dị hướng hình dạng trội so với dị hướng từ khác kéo theo xu hướng xếp thằng hàng moment tù dọc theo trục dây.Để dây nano Co để có dị hướng đơn trục điều kiện đường kính dây phải nhỏ 140 nm, điều cho thây kết hoàn toàn phù hợp dây có lớp polymer bán vào Mặt khác ta phải tính đến tương tác tĩnh từ dây, trường hợp bỏ qua khoảng cách dây đủ lớn 3.4 Kết phân tích cấu trúc Hình 3.4 Kết phân tích X dây lắng đọng 30 phút Vũ Thị Huyền Trang 26 Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý Phổ nhiễu xạ tia X dây nano Co với pha trộn trạng thái fcc hcp tương ứng với pick (100) (111) (101) (200) (220) phản ánh cấu trúc đa tinh thể dây Co, có Au (111) (220) đế Các dây nano đơn tinh thể pha fcc xảy độ pH 2,7 , dây nano đa tinh thể pha hcp xảy độ pH=5 Tuy nhiên độ pH =3,82 cấu trúc dây nano Co bao gồm hỗn hợp pha fcc hcp Do độ pH chất điện phân thông số quan trọng việc xác định tính dị hướng vật liệu từ tính Co Vũ Thị Huyền Trang 27 Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý KẾT LUẬN Với đề tài nghiên cứu chế tạo dây Co có kích thước nano phương pháp điện hóa nhóm tìm hiểu được: Tìm hiểu tổng quan dây nano Tìm hiểu cấu tạo tế bào điện hóa bao gồm điện cực là: điện cực đếm- điện cực chuẩn (điện cực so sánh)- điện cực làm việc Với điện cực làm việc Ag/AgCl lại điện cực đếm điện cực chuẩn sử dụng Pt Các điều kiện lắng đọng sử dụng phương pháp lắng đọng Từ thu kết sau: Chế tạo thành công dây nano Co với đường kính d= 200nm, chiều dài l≈ 5μm Cho thấy dây nano bao phủ lớp polymer Thu kết đường từ trễ dây nano Co dị hướng đơn trục Hình ảnh thu từ kết đo nhiễu xạ tia X (phương pháp XRAY) cho thấy dây nano Co có cấu hình hcp fcc Vũ Thị Huyền Trang 28 Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt: Giáo trình hóa học đại cương (dùng cho sinh viên không thuộc chuyên ngành hóa) NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, (2007) Đặng Kim Triết (01-2005), giảng điện hóa lý thuyết, Trường Đại học Công Nghiệp thành phố HCM, Khoa công nghệ hóa học Điện hóa lý thuyết, Trương Ngọc Liên, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, (1999) Vũ Đăng Độ, Cơ sở lý thuyết trình hóa học, NXB Giáo Dục, Hà Nội, (2002) Tài liệu tiếng Anh: Reich, D.H., Tanase, M., Hultgren, A., Bauer, L.A., Chen, C.S and Meyer, G.J (2003) Biological applications of multifunctional magnetic nanowires, Journal of Applied Physics, 93(10), 7275–80 Sun, L., Hao, Y., Chien, C.L and Searson, P.C (2005) Tuning the properties of magnetic nanowires, IBM Journal of Research and Development , 49(1), 79–102 Vũ Thị Huyền Trang 29 Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý Chen, M., Sun, L., Bonevich, J.E., Reich, D.H., Chien, C.L and Searson, P.C.(2003) Tuning the response of magnetic suspensions, Applied Physics Letters, 82(19), 3310–12 J.M Zhang, C.J.Lin, Z.D.Feng,Z.W Tian, Mat Sci Lett 17 (1998) Y.C Zhou, Jay A Switzer, Mat Res Innovat (1998) 22-7 1077 Fashen Li, Tao Wang, Liyuan Ren, and Jianrong Sun, J Phys.: Condens.Matter 16 (2004) 8053 Bae C H, Park S M, Park S C and Ha J S (2006) Nanotechnology 17 381 Ma X D, Qian X F, Yin Z and Zhu Z K (2002) J Mater Chem 12 663 Li Y, Cheng G S and Zhang L D (2000) J Mater Res 15 2305 [36] Lakshmi B B, Dorhout P R and Martin C R (1997) Chem Mater 857 Vũ Thị Huyền Trang 30 Khóa luận tốt nghiệp Vũ Thị Huyền Trang Khoa Vật Lý 31 [...]... Với đề tài nghiên cứu chế tạo dây Co có kích thước nano bằng phương pháp điện hóa nhóm đã tìm hiểu được: Tìm hiểu tổng quan về dây nano Tìm hiểu về cấu tạo tế bào điện hóa bao gồm 3 điện cực là: điện cực đếm- điện cực chuẩn (điện cực so sánh)- điện cực làm việc Với điện cực làm việc là Ag/AgCl còn lại 2 điện cực đếm và điện cực chuẩn sử dụng Pt Các điều kiện lắng đọng khi sử dụng phương pháp lắng... đọng điện hóa chế tạo dây nano Sử dụng hệ điện hóa ba cực để chế tạo các dây nano, thí nghiệm được thực hiện tại nhiệt độ phòng, các hóa chất được sử dụng là 1 M CoSo4.5H2O và 0,7 M H3PO3 trong dung dịch nước đã khử ion với độ pH là 3,82 Thế làm việc được được đặt ổn định là -0,74V 2.3 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRAY) Cấu trúc tinh thể của một chất quy định các tính chất vật lý của nó Do đó, nghiên cứu. .. đối với dây lắng đọng trong 30 phút Từ hình 3.2 chụp được 1 phần của đoạn cắt ngang của mảng dây nano Co với chiều dài dây nano chưa hoàn chỉnh không được đều nhau với các đường kính khoảng 200 nm, và chiều dài khoảng hơn 5 µm Từ kết quả trên ta có thể đánh giá kích thước của dây lớn hơn kích thước của khuôn ban đầu, điều đó có thể dự đoán trong quá trình lắng đọng dây có thể bị giãn ra hoặc dây bị... là Pt Do điện cực được làm bằng vật liệu trơ nên nó không tham gia phản ứng điện cực chỉ đóng vai trò như vật truyền dấn điện tử do sự trao đổi điện tử giữa chất oxi hóa và chất khử gây ra Tức là trong quá trình điện hóa luôn xảy ra quá trình cho và nhận điện tử, khi chất khử cho điện tử thì điện cực Pt sẽ dẫn truyền điện tử tới chất oxi hóa nhận điện tử Thực tế, để ngăn cản ảnh hưởng của điện cực... phút, 15 phút và 30 phút đã được chế tạo với các bước như sau: + Rửa sạch tấm Si (1,5 cm x 1,5 cm) bằng acetone và làm khô + Phủ một lớp vàng với chiều dày 100 nm bằng phương pháp phún xạ catot + Chế tạo lớp màng xốp có các lỗ kích thước nano đều nhau bằng cách sử dụng các polymer : polystyrene (PS) và polymethylmethacrylate (PMMA) trộn với một tỷ lệ thích hợp và ủ trong điện trường + Thực hiện các quá... đó đã thu được các kết quả như sau: Chế tạo thành công dây nano Co với đường kính d= 200nm, chiều dài l≈ 5μm Cho thấy dây nano được bao phủ bởi một lớp polymer Thu được kết quả đường từ trễ và dây nano Co là dị hướng đơn trục Hình ảnh thu được từ kết quả đo nhiễu xạ tia X (phương pháp XRAY) cho thấy dây nano Co có cấu hình hcp và fcc Vũ Thị Huyền Trang 28 Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý TÀI LIỆU... nguyên tử bị phún xạ Như vậy cơ chế của quấ trình phún xạ là va chạm và trao đổi xung lượng Kĩ thuật phún xạ hay sử dụng là: + Phún xạ phóng xạ 1 chiều + Phún xạ phóng điện xoay chiều + Phún xạ magnetron Vũ Thị Huyền Trang 14 Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý 2.2 Lắng đọng điện hóa Khuôn có kích thướcnano Lắng đọng Điện cực so sánh Điện cực đếm Chất điện phân + Màng xốp (khuôn) Điện cực làm việc - Hình2-2... Trang 25 Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý Hình vẽ cho ta đường từ trễ của các mảng dây nano với thời gian lắng đọng khác nhau: 10, 15 và 30 phút Từ trường ngoài được đặt vuông góc với màng xốp hay là song song với các dây nano và song song với màng xốp hay vuông góc với các dây nano Từ kết quả trên ta thấy các dây nano có dị hướng đơn trục rất cao, mặc dù các kết quả đo là đối với một đám các dây nano Đối...Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý Các điện cực chuẩn có thể thăng giáng theo thời gian và phải được bảo vệ cẩn thận c Điện cực đếm Điện cực đếm là điện cực phụ trong tế bào điện hóa Các quá trình diễn ra ở điện cực làm việc và điện cực đếm thường ngược nhau, nếu tại điệc cực làm việc xảy ra quá trình oxi hóa thì tại điện cực đếm sẽ xảy ra quá trình khử và ngược... tử được tăng tốc bằng điện trường có vận tốc v tương ứng với bước sóng De Broglie với bước sóng : λ = h mv Chùm điện tử bị tán mạnh khi đi vào trường thế biến thiên đột ngột do đám mây điện tử mang điện tích âm và hạt nhân và nguyên tử mang điện tích dương Mỗi nguyên tử cũng trở thành tâm tán xạ của chùm điện tử Nhiễu xạ chùm điện tử có nhứng đặc điểm rất thích hợp cho việc nghiên cứu cấu trúc màng ... chất dây nano từ tính, nhóm nghiên cứu tiến hành thí nghiệm ban đầu việc chế tạo dây Co có kích thước nano Chính nhiệm vụ khóa luận nghiên cứu chế tạo dây Coban có kích thước nano phương pháp điện. .. nhóm nghiên cứu chế tạo dây có kích thước nano hình thành tiến hành chương trình nghiên cứu, nội dung chủ yếu chế tạo dây nano từ tính phương pháp điện hóa Phương pháp lắng đọng điện hóa có ưu... 27 Khóa luận tốt nghiệp Khoa Vật Lý KẾT LUẬN Với đề tài nghiên cứu chế tạo dây Co có kích thước nano phương pháp điện hóa nhóm tìm hiểu được: Tìm hiểu tổng quan dây nano Tìm hiểu cấu tạo