Nghiên cứu tính chất dập tắt huỳnh quang vật liệu tổ hợp nano sử dụng cho linh kiện quang điện Nguyễn Thị Thúy Nga Trường Đại học Công nghệ Luận văn ThS Chuyên ngành: Vật liệu linh kiện nano Mã số Chuyên ngành đào tạo thí điểm Người hướng dẫn: GS.TS Nguyễn Năng Định Năm bảo vệ: 2014 Keywords Linh kiện nano; Linh kiện quang điện; Vật liệu Nano; Huỳnh quang 1 MỞ ĐẦU Các linh kiện vi điện tử, quang điện tử quang tử ngày giảm thiểu kích thước nâng cao hiệu suất Đó nhờ có phát triển nhanh công nghệ micro nano Ảnh hưởng hạt nanơ ơxit lên tính chất quang điện tổ hợp nanơ giải thích hạt TiO2, SiO2 thường tạo chuyển tiếp dị chất Trong polymer dẫn (mật độ hạt tải thấp) lượng hạt tải xác định phân cực vật liệu ảnh hưởng lên cấu hình mức lượng HOMO LUMO lượng exciton Quá trình phân tách điện tích hạt tải (charge separation) cải thiện nhờ cấy thêm vật liệu giàu điện tử C60, chất màu hay nanô tinh thể Quá trình tách hạt tải nhanh so với q trình tan dã khơng xạ đơn exciton, dẫn đến dập tắt cường độ quang huỳnh quang (PL) Trên giới, hướng nghiên cứu vật liệu tổ hợp nanô đơn lớp đa lớp nhiều nhóm khoa học quan tâm, thí dụ nước Mỹ, Anh, Pháp, Đức, Italy, Canada, Nhật Bản, Singapore, Hàn Quốc Trên sở màng mỏng tổ hợp nanô, linh kiện điôt phát quang hữu (OLED), pin mặt trời hữu (OSC),… chất lượng cao, thân thiện môi trường nghiên cứu chế tạo đưa vào ứng dụng thực tiễn Các nghiên cứu gần GS Nguyễn Năng Định cộng phần làm sáng tỏ chế số hiệu ứng điện huỳnh quang, quang huỳnh quang vật liệu polymer tổ hợp nanô phát quang Các hạt nanô tinh thể TiO2 trộn vào polymer tạo biên tiếp xúc bán dẫn vùng cấm rộng / polymer, làm cho hạt tải (điện tử lỗ trống) sinh biên tiếp xúc chiếu sáng dễ dàng chuyển động điện cực tương ứng tạo điện dòng điện Với mục đích nghiên cứu chế tạo vật liệu tổ hợp nano chứa chuyển tiếp dị chất, đồng thời nghiên cứu tính chất đặc thù chúng, tơi chọn đề tài: “Nghiên cứu tính chất dập tắt huỳnh quang vật liệu tổ hợp nano sử dụng cho linh kiện quang điện” Mục đích nghiên cứu: - Chế tạo vật liệu tổ hợp nanô chứa chuyển tiếp dị chất phù hợp cho việc nghiên cứu hiệu ứng tính chất dập tắt huỳnh quang, qua nghiên cứu chế truyền lượng hạt tải qua biên tiếp xúc hữu / vô - Khảo sát đặc trưng tính chất quang điện vật liệu tổ hợp nano nêu nhằm sử dụng để chế tạo pin mặt trời hữu (OSC) 2 Các kết nghiên cứu trình bày chương luận văn sau: Chương 1: Trình bày tổng quan lý thuyết polymer dẫn, định nghĩa dập tắt huỳnh quang cấu tạo số linh kiện quang điện Chương 2: Trình bày phương pháp chế tạo đo đạc Chương 3: Trình bày kết thu khảo sát tính chất dập tắt huỳnh quang tổ hợp polymer, đồng thời qua phép đo đặc tuyến dòng (I-V) tính tốn hiệu suất chuyển hóa quang điện vật liệu chứa loại tổ hợp polymer 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] Nguyễn Duy Khánh, Trần Vĩnh Sơn, Huỳnh Ngọc Tiên (2009), Khóa luận tốt nghiệp, Đại học Khoa Học Tự Nhiên Tp HCM [2] Nguyễn Thị Lan (2004), “Chế tạo màng nano TiO2 dạng anatas khảo sát hoạt tính xúc tác quang phân hủy metylen xanh”, Luận văn thạc sỹ khoa học, Đại học Bách khoa Hà Nội [3] Ngô Sỹ Lương (2005), Ảnh hưởng yếu tố q trình điều chế đến kích thước hạt cấu trúc tinh thể TiO2 Tạp chí Khoa học Khoa học tự nhiên cơng nghệ ĐHQGHN, T.XXI, N.2, tr 16-22 Tài liệu tiếng Anh [4] A Mills, S Le Hunte, “An overview of semiconductor photocatalysis, J Photochem and Photobiology”, A: Chemistry ,1997), pp.108 [5] C.Y Kuo, W.C Tang, C Gau, T.F Guo, D.Z Jeng, Appl Phys Lett 93 (2008) 033303 [6] Derek M Stevens et al (2009), “Enhancement of the Morphology and Open Circuit Voltage in Bilayer Polymer/Fullerene Solar Cells”, Physical Chemistry [7] J H Burroughes et al (1990), “Light emitting diodes based on conjugated polymers”, Nature, 347 539 [8] J Thipperudrappa D S Biradar, and S M Hanagodimath, J Lumin.124 (2007) 45 [9] L.S.Hung, C.H Chen (2002), “Recent Progress of Molecular organic electroluminescent material and devices”, Materials Science and Engineering R 39, 143-222 [10] Maher Al-Ibrahim et al (2005), “Flexible large area polymer solar cells based on poly(3-hexylthiophene)/fullerene”, Solar Energy Materials & Solar Cells, 85(1), pp 13-20 [11] M Vohlgenannt, et al (2001), “Formation cross-sections of singlet and triple excitons in π-conjugated polymers”, Nature 409, 494 [12] N J Turro, “Modern Molecular Photochemistry”, Modern Molecular Photochemistry C, 113 (26), pp 11408–11415 37 [13] S A Carter, J C Scott, J Brock, Enhanced luminance in polymer composite light emitting diodes,J Appl Phys 71(9) (1997) 1145 [14] S Bhattacharyya, A Mitavapatra, Bull Mater Sci.35 (2012) 719 [15] S H Yang, T P Nguyen, P Le Rendu, C S Hsu, Composites Part A: Appl Sci Manufact 36 (2005) 509 [16] S Ren, L Y Chang, S K Lim, J Zhao, M Smith, N Zhao, V Bulovic, M Bawendi, S Gradecak, Nano Letters 11 (2011) 3998 [17] S V Chasteen, “Exciton dynamics in conjugated polymer phottovolataics: steady –state and time-resolved optical spectroscopy”, Doctor of philosophy in Physics, December 2005 [18] V K Sachder, R Kumar, A Singh, S Kumar, and R M Mehra, “Electrical conducting polymers: An overview”, Solid State Phenomena, 1997, pp 55 [19] V Shrotriya, J Quyang, R J Tseng, G Li, Y Yang, Chem Phys Lett 411 (2005) 138 [20] Y Cao et al (1999), “Improved quantum efficiency for electroluminescence in semi-conducting polymer”, Nature 397, 414  ... cứu tính chất dập tắt huỳnh quang vật liệu tổ hợp nano sử dụng cho linh kiện quang điện Mục đích nghiên cứu: - Chế tạo vật liệu tổ hợp nanô chứa chuyển tiếp dị chất phù hợp cho việc nghiên cứu. .. hiệu ứng tính chất dập tắt huỳnh quang, qua nghiên cứu chế truyền lượng hạt tải qua biên tiếp xúc hữu / vô - Khảo sát đặc trưng tính chất quang điện vật liệu tổ hợp nano nêu nhằm sử dụng để chế... động điện cực tương ứng tạo điện dòng điện Với mục đích nghiên cứu chế tạo vật liệu tổ hợp nano chứa chuyển tiếp dị chất, đồng thời nghiên cứu tính chất đặc thù chúng, tơi chọn đề tài: Nghiên cứu