Tinh chat va phuong phap che tao hat Nano dang soi

Views:
 
Category: Education
     
 

Presentation Description

Tính chất và phương pháp chế tạo hạt Nano dạng sợi (Nanowire)

Comments

Presentation Transcript

SỢI NANO (nanowire):

SỢI NANO (nanowire) 1

Giới thiệu sợi nano:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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 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

Slide 10:

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

Slide 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 Tính chất nhiệt điện (Thermoelectric) 11 11

Tính chất điện (Electrical properties - Transport properties):

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 như một tổng độ dẫn ở các đường dẫn có mức năng lượng khác 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 12

Slide 13:

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 độ hấp thụ khi đường kính sợi nano giảm do hiệu ứng giam giữ lượng tử và sự xảy ra hiện tượng blue shift Tính chất quang học 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 13

Slide 14:

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 Tính chất hóa học 14 14

Các phương pháp chế tạo sợi nano:

Các phương pháp chế tạo sợi nano Quá trình kết tinh rất quan trọng Phát triển mầm tinh thể trong pha hơi, pha lỏn, pha rắn. Khi nồng độ các đơn vị (nguyên tử, phân tử, 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 15

Các phương pháp chế tạo sợi nano:

Các phương pháp chế tạo sợi nano 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 của mầm dùng khuôn định hướng sự 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 16

Các phương pháp chế tạo sợi nano:

Có thể chia làm 2 loại: Phát triển sợi nano trong pha khí Phương pháp chế tạo sợi nano dựa trên dung dịch. Các phương pháp chế tạo sợi nano 17 17 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.

Phát triển sợi nano trong pha hơi:

Phát triển sợi nano trong pha hơi Phương pháp hơi – lỏng – rắn (VLS) Phương pháp dùng oxit hỗ trợ (Oxide assited) Phương pháp rắn – hơi (VS). Phản ứng nhiệt Carbon (Carbothemal) Các phương pháp khác trong pha khí 18 18 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.

Phương pháp hơi – lỏng – rắn (VLS):

Phương pháp hơi – lỏng – rắn (VLS) Phát triển tinh thể dị hướng được thúc đẩy bởi sự hiện diện của một bề mặt tiếp xúc rắn – hợp kim lỏng Ứng dụng cho sợi nano Si, Ge và các loại khác 19 19

Phương pháp hơi – lỏng – rắn (VLS):

Phương pháp hơi – lỏng – rắn (VLS) 3 giai đoạn phát triển: (I): Ge và Au sẽ tạo thành hợp kim lỏng ở nhiệt độ cao hơn điểm eutecti (363 o C) (bề mặt lỏng có hệ số tương thích lớn, thích hợp ngưng tụ Ge) (II) (III): Hơi Ge ngưng tụ ở bề mặt tiếp xúc rắn – lỏng 20 20 20 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.

Phương pháp hơi – lỏng – rắn (VLS):

Phương pháp hơi – lỏng – rắn (VLS) 21 21 21

Phương pháp hơi – lỏng – rắn (VLS):

Phương pháp hơi – lỏng – rắn (VLS) VLS đã được khai thác trong quá khứ nhiều thập kỷ để sản xuất cấu trúc 1D đường kính 1 -100nm VLS nguyên tố bán dẫn ( Si và Ge), bán dẫn III-V (GaAs, InP, InAs), bán dẫn II-IV (ZnS, CdS,CdSe), oxit (ZnO, SiO2) 22 22 22 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.

Phương pháp hơi – lỏng – rắn (VLS):

Phương pháp hơi – lỏng – rắn (VLS) Lieber và đồng nghiệp: Phát triển và tối ưu hóa VLS dựa trên cắt đốt laser để sản xuất dây nano bán dẫn với nhiều thành phần khác nhau. TEM: kích thước đồng nhất với đường kính10nm và chiều dài >1 µm 23 23 23 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.

Phương pháp hơi – lỏng – rắn (VLS):

Phương pháp hơi – lỏng – rắn (VLS) Lee và đồng nghiệp: sợi nano bán dẫn siêu dài, độ tinh khiết cao, kích thước đồng đều với số lượng lớn TEM: đường kính: 20-80nm (a) Mỗi sợi nano gồm lớp oxit Si bên ngoài và lõi Si bên trong (HREM (C)) 24 24 24 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.

Surface Step-Edge Templates :

Surface Step-Edge Templates Các bậc kích thước nguyên tử có thể được sử dụng làm khuôn phát triển sợi nano Phương pháp này thuận lợi ngưng tụ nhiều loại vật liệu trên bề mặt, ưu tiên những khu vực khuyết tật Khó tách sợi nano ra khỏi khuôn 25 25

Oxit hỗ trợ (Oxide assited):

Oxit hỗ trợ (Oxide assited) Oxit Si nghèo O ưu tiên tạo liên kết Si-Si Một nhóm mầm Si được ngưng tụ trên đế và vài nguyên tử Si khả năng phản ứng cao liên kết mạnh với nguyên tử đế Si để hạn chế sự di động trên đế. Nguyên tử hoạt động Si không liên kết trong cùng nhóm trong pha hơi hướng liên kết trống ra khỏi bề mặt. Chúng hoạt động như hạt nhân hấp thụ thêm các nhóm oxit Si và thúc đẩy sự hình thành SiNWs. Nguyên tử O bị đuổi khỏi Si và khuếch tán ra bên cạnh tạo thành lớp vỏ oxit Si trơ bao bên ngoài sợi nano tạo thành, ngăn cản sự phát triển đường kính sợi. Zhang, R. Q., Lifshitz, Y., & Lee, S. T. (2003). Oxide‐Assisted Growth of Semiconducting Nanowires.  Advanced Materials ,  15 (7‐8), 635-640. 26 26

Oxit hỗ trợ (Oxide assited):

Oxit hỗ trợ (Oxide assited) 27 27

Oxit hỗ trợ (Oxide assited):

Oxit hỗ trợ (Oxide assited) Wang và đồng sự: Trộn 30%–70% SiO 2 vào bột Si tinh khiết Pha hơi Si x O (x>1) được tạo ra bằng bay hơi nhiệt hay đốt laser TEM: đường kính 9-12nm 28 28 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.

Oxit hỗ trợ (Oxide assited):

Oxit hỗ trợ (Oxide assited) Lee và đồng nghiệp đưa ra. GaAs thu được bằng sự cắt đốt laser có hỗ trợ của oxit từ hỗn hợp GaAs và Ga 2 O 3 chiều dài lên đến 10 µm, đường kính khoảng 10 – 120 nm, trung bình 60nm Sợi nano có lớp bao mỏng và một lõi tinh thể GaAs 29 29 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.

Phương pháp hơi – rắn (VS):

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 thăng hoa của bột gallium phosphide 30 30 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.

Phương pháp hơi – rắn (VS):

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 930 o C tạo thành sợi nano chứa lõi tinh thể Si và một màng bọc vô định hình SiO 2 31 31 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.

Phản ứng nhiệt Carbon (Carbothemal Reactions):

Phản ứng nhiệt Carbon (Carbothemal Reactions) Sợi nano GaN được sản xuất bằng cách xử lý nhiệt hỗn hợp Ga 2 O 3 và carbon trong N 2 hoặc NH 3 Sợi nano silicon cũng có thể được tạo ra bằng cách xử lý nhiệt SiO 2 với carbon trong khí quyển thích hợp Yang và đồng sự đã tổng hợp sợi nano MgO, Al 2 O 3 , ZnO, SnO 2 thông qua quá trình nhiệt carbon trong bầu khí quyển thích hợp Gundiah và đồng sự đã sử dụng phương pháp pha hơi gián tiếp thông qua quá trình carbothermal, để tổng hợp sợi nano silicon carbide, silicon oxynitride và silicon nitride 32 32 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.

Phản ứng nhiệt Carbon (Carbothemal Reactions):

Phương pháp đơn giản nhất để thu được sợi nano  -SiC liên quan đến đun nóng silica gel với carbon ở nhiệt độ 1360 o C trong H 2 và NH 3 Ảnh SEM: (a) xử lý nhiệt gel chứa than hoạt tính ở 1360 o C trong NH 3 – 4h (b) Xử lý nhiệt gel từ phản ứng ethyleneglycol và acid citric ở 1360 o C trong NH 3 – 4h – có TEOS. (c) HREM  -SiC xử lý nhiệt gel chứa than hoạt tính và Si ở 1360 o C trong NH 3 – 7h Phản ứng nhiệt Carbon (Carbothemal Reactions) 33 33 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.

Các phương pháp khác trong pha khí:

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 lõi Silicon. Lõi Ge được bao quanh bởi vỏ Si, đường kính 50 nm 34 34 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.

Ngưng tụ hơi hóa học - CVD:

Ngưng tụ hơi hóa học - CVD Các giai đoạn: Chất phản ứng (màu đỏ) ngưng tụ trên bề mặt của cụm nguyên tử vàng tạo thành mầm và định hướng sợi nano phát triển. Sự phát triển 1 chiều được duy trì trong khi phản ứng phân giải xảy ra mạnh trên xúc tác vàng Điều kiện tổng hợp được điều chỉnh để tạo ra sự 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. 35 35 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.

Phương pháp chế tạo sợi nano trong dung dịch:

Phương pháp chế tạo sợi nano trong dung dịch Dùng tính chất bất đẳng hướng của tinh thể - không sử dụng khuôn. Chế tạo bằng khuôn mẫu. Phương pháp dung dịch – lỏng – rắn Phương pháp Solvothermal 36 36 36 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.

Cấu trúc tinh thể bất đẳng hướng cao bằng phương pháp không khuôn:

Cấu trúc tinh thể bất đẳng hướng cao bằng phương pháp không khuôn polysulphur nitride, (SN) x phát triển thành cấu trúc 1D – do liên kết bất đẳng hướng trong cấu trúc tinh thể Selenium, Telurium và molybdenum chalcogenide cũng dễ dàng thu được dưới dạng sợi nano do liên kết bất đẳng hướng, quá trình tinh thể hóa diễn ra 1D Molybdenum chalcogenides: M 2 Mo 6 X 6 (M¼Li, Na; X¼Se, Te) chứa chuỗi lục giác được sắp xếp tuyến tính của công thức Mo 6 X 6 tồn tại chủ yếu dưới dạng chuỗi đường kính 2 nm, có thể tự kết hợp với nhau thành dạng bó hoặc sợi 37 37 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.

Cấu trúc tinh thể bất đẳng hướng cao bằng phương pháp không khuôn:

Cấu trúc tinh thể bất đẳng hướng cao bằng phương pháp không khuôn Xia và đồng sự đã chế tạo sợi nano Se vô định hình bằng hồi lưu acid selenious và hydrazine ở nhiệt độ cao 38 38 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.

Cấu trúc tinh thể bất đẳng hướng cao bằng phương pháp không khuôn:

Cấu trúc tinh thể bất đẳng hướng cao bằng phương pháp không khuôn Sau khi làm lạnh huyền phù về nhiệt độ phòng, một lượng nhỏ selennium hòa tan trong dung dịch kết tủa ra tinh thể Se triagonal (t-Se) t-Se có bản chất dị hướng tạo thành chuỗi xoắn ốc song song nhau, dọc theo c-axis Các chuỗi xoắn ốc sắp xếp vào mạng lục giác do lực tương tác van der Waals (a) Cuối cùng hình thành sợi nano t-Se đường kính trung bình 32 nm (b) Có thể áp dụng cho SbSI, quang điện tử và sắt điện, K 2 [Pt(CN) 4 ], bán dẫn band gap hẹp, tinh thể hóa hình thành sợi (whiskers). 39 39 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.

Chế tạo sợi nano bằng khuôn:

Chế tạo sợi nano bằng khuôn là một phương pháp thuận tiện và linh hoạt để tạo ra các cấu trúc nano 1D Trong quá trình chế tạo, vật liệu được định hình thành cấu trúc nano với hình dạng bổ sung cho khuôn. khuôn này có thể là các kênh có kích thước nano bên trong vật liệu xốp hoặc nhôm xốp và màng polycarbonate Chúng có thể được điền đầy bằng cách sử dụng (i) con đường dung dịch, (ii) kỹ thuật sol – gel hoặc (iii) con đường điện hóa để tạo ra sợi nano 1D 40 40 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.

Chế tạo sợi nano bằng khuôn:

Chế tạo sợi nano bằng khuôn Nhiều loại vật liệu được chế tạo thành sợi nano sử dụng anod màng nhôm (AAM) làm khuôn bao gồm: các loại vật liệu vô cơ như: Au, Ag, Pt, TiO 2 , MnO 2 , ZnO, SnO 2 polymer dẫn điện như: polypyrrole, poly(3-methylthiophene), and polyaniline , ống nano carbon 41 41 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.

Chế tạo sợi nano bằng khuôn:

Chế tạo sợi nano bằng khuôn Picture: “Fabrication of Polypyrrole Nanowire and Nanotube Arrays,” Fa-Liang Cheng*, Ming-Liang Zhang and Hong Wang, http://www.mdpi.net/sensors/papers/s5040245.pdf A porous Template Nanowire array Picture: “Fabrication of Polypyrrole Nanowire and Nanotube Arrays,” Fa-Liang Cheng*, Ming-Liang Zhang and Hong Wang, http://www.mdpi.net/sensors/papers/s5040245.pdf 42 42

Chế tạo sợi nano bằng khuôn:

Chế tạo sợi nano bằng khuôn (a) màng AAO xốp chứa các mảng lỗ hình trụ lục giác với một kích thước lỗ đồng nhất 60nm. (b) sợi nano In 2 O 3 sắp xếp trật tự và đồng nhất vào một AAM bằng quá trình oxi hóa mảng sợi nano In được mạ điện (c) sợi nano In2O3/mẫu AAM bằng cách hòa tan AAM trong dung dịch NaOH sau đó rửa vài lần với nước cất 43 43 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.

Chế tạo sợi nano bằng khuôn:

Chế tạo sợi nano bằng khuôn Sợi nano phát triển trong một màng khuôn có lỗ xốp 80nm sau khi hòa tan và khuôn Picture: “Fabrication of Polypyrrole Nanowire and Nanotube Arrays,” Fa-Liang Cheng*, Ming-Liang Zhang and Hong Wang, http://www.mdpi.net/sensors/papers/s5040245.pdf 44 44

Chế tạo sợi nano bằng khuôn:

Chế tạo sợi nano bằng khuôn vật liệu silica độ xốp trung bình (MCM-41 hoặc SBA-15) được sử dụng thành công như khuôn mẫu cho tổng hợp sợi nano polymer và sợi nano vô cơ Sợi nano Ag đường kính đồng nhất 5-6nm và tỉ lệ cạnh 100 – 1000 tổng hợp từ dung dịch AgNO 3 được ngâm trong khuôn MCM-41 hoặc SBA-15 rồi phân hủy nhiệt sợi nano Ge được tổng hợp thành công trong lỗ của MCM-41 45 45 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.

Chế tạo sợi nano bằng khuôn:

Chế tạo sợi nano bằng khuôn Các chất HĐBM tự hợp tạo thành khuôn tạo nên cấu trúc nano 1D với số lượng lớn (a) hình thành micella hình trụ từ chất HĐBM (b) tạo dung dịch vật liệu và đưa vào trong micella (c) loại bỏHĐBM thu sợi nano sợi nano CuS, CuSe, CdS, CdSe, ZnS và ZnSe được phát triển một cách có chọn lọc sử dụng chất hoạt động bề mặt như Na-AOT hoặc Triton X 46 46 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.

Chế tạo sợi nano bằng khuôn:

Chế tạo sợi nano bằng khuôn Sợi nano có thể được sử dụng như khuôn để tạo ra sợi nano của vật liệu khác (a): TEM- sợi nano Ag được bao phủ bởi SiO 2 được chế tạo bằng cách phủ lớp Silica vô định hình bên ngoài sợi nano bạc bằng pp sol-gel. (b): TEM - ống nano Silica thu được sau khi ngâm Ag/SiO 2 trong dd NH 3 . 47 47 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.

Chế tạo sợi nano bằng khuôn:

Chế tạo sợi nano bằng khuôn Sơ đồ của quá trình hình thành các ống nano ZnAl 2 O 4 cấu trúc spinel 48 48

PP dung dịch – lỏng – rắn (SLS):

PP dung dịch – lỏng – rắn (SLS) Buhro và đồng nghiệp đã phát triển một phương pháp dung dịch lỏng rắn nhiệt độ thấp (SLS) để tổng hợp sợi nano cao tinh thể của bán dẫn III-V sợi nhỏ đơn tinh thể với đường kính 10-150nm chiều dài đến vài µm kim loại (In, Sn, Bi) với nhiệt độ nóng chảy thấp được sử dụng làm xúc tác, cơ chế tương tự cơ chế VLS 49 49 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.

PP dung dịch – lỏng – rắn (SLS):

PP dung dịch – lỏng – rắn (SLS) Korgel đã sử dụng cách tiếp cận quá bão hòa lưu chất – lỏng – rắn (SFLS), đã phát triển sợi nano Ge và Silicon khuyết tật tự do với đường kính đồng nhất khoảng 40–50 Å (Si), 50–300 (Ge) và chiều dài vài micromet 50 50 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.

Phương pháp tổng hợp Solvothermal:

Phương pháp tổng hợp Solvothermal Được sử dụng rộng rãi như một con đường dung dịch cho sợi và thanh nano bán dẫn Dung môi được trộn lẫn với tiền chất kim loại và sự phát triển tinh thể có tác nhân điều chỉnh và theo khuôn (khuôn amine) Hỗn hợp dung dịch này được đặt vào một nồi hấp, giữ ở áp suất và nhiệt độ cao tương đối, thực hiện quá trình sắp xếp và phát triển tinh thể. Xia và đồng sự đã hồi lưu acid selenious và hydrazine dư thừa để tổng hợp sợi nano đồng nhất của Se với kích thước cạnh có thể kiểm soát được trong khoảng 10-30nm và chiều dài hàng trăm nanomet 51 51 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.

Ứng dụng của sợi nan:

Ứng dụng của sợi nan Trong lĩnh vực điện tử Trong lĩnh vực y khoa Trong lĩnh vực năng lượng Trong lĩnh vực môi trường 52 52

Ứng dụng của sợi nano:

Ứng dụng của sợi nano Trong lĩnh vực điện tử: Một số dây nano là chất dẫn hoặc chất bán dẫn rất tốt kích thước rất nhỏ có thể tạo thành hàng triệu transistor chỉ trên một bộ vi xử lý duy nhất – kết quả là tốc độ máy tính tăng mạnh Sử dụng trong máy tính lượng tử do sợi InAs trở thành siêu dẫn do hiệu ứng lân cận khi gắn vào đực cực nhôm, ở nhiệt độ gần 0K, nhôm trở thành siêu dẫn (không có điện trở http://science.howstuffworks.com/nanowire4.htm, 10:43, 18/03/2014 53 53

Ứng dụng của sợi nano:

Ứng dụng của sợi nano Trong lĩnh vực điện tử: khoa học nano có thể chế tạo sợi nano tạo ra điện bằng hiệu ứng điện áp (khi áp một lực vào vật liệu áp điện, nó phát ra dòng điện) (hiện nay chưa có ứng dụng thực tế) [1] Sử dụng các điện cực được làm từ sợi nano cho phép màn hình phẳng được linh hoạt hơn và mỏng hơn so với màn hình phẳng hiện nay. Sử dụng dây nano để xây dựng các bóng bán dẫn mà không cần mối nối p - n D ây nano bạc nhúng trong polymer để tạo lớp dẫn điện có thể uốn cong mà không làm tổn hại đến dây dẫn Cảm biến sử dụng sợi nano kẽm oxit có khả năng phát hiện một loạt hơi hóa chất khác nhau Sợi nano làm từ một hợp kim của sắt và niken để tạo ra các thiết bị có bộ nhớ lớn [2] http://science.howstuffworks.com/nanowire4.htm, 10:43, 18/03/2014 http://www.understandingnano.com/nanowires-applications.html, 11:41, 18/03/2014 54 54

Ứng dụng của sợi nano:

Ứng dụng của sợi nano http://spectrum.ieee.org/semiconductors/devices/nanowire-transistors-could-keep-moores-law-alive nanowire FETs (field-effect transistors) (bóng bán dẫn sợi nano) 55 55

Ứng dụng của sợi nano:

Ứng dụng của sợi nano Trong lĩnh vực y khoa: C ác nhà nghiên cứu Đại học Arkansas đang sử dụng các sợi nano Titan oxit để cấy phủ lên bộ phận cấy ghép titan để mô cơ liên kết tốt với với titan, tăng khả năng thành công khi cấy ghép http://science.howstuffworks.com/nanowire4.htm, 10:43, 18/03/2014 Ảnh :http://nanotechweb.org/cws/article/tech/31069 56 56

Ứng dụng của sợi nano:

Ứng dụng của sợi nano Trong lĩnh vực y khoa: Các nhà khoa học tại Viện tim mạch Gladstone đang thử nghiệm sợi nano và tế bào gốc. Họ hy vọng rằng bằng cách chạy một dòng điện qua một dây nano vào tế bào gốc có thể hướng dẫn cách phân biệt tế b à o http://science.howstuffworks.com/nanowire4.htm, 10:43, 18/03/2014 57 57

Ứng dụng của sợi nano:

Ứng dụng của sợi nano Trong lĩnh vực y khoa: http://www.voyle.net/Nano%20Medicine%202005/Medicine%202005-0081.htm, 7:04, 18/03/2013 Các nhà nghiên cứu Mỹ và Nhật Bản sử dụng sợi nano bạch kim nhỏ hơn 100 lần so với tóc để theo dõi hoạt động tế bào não và điều trị các bệnh về não 58 58

Ứng dụng của sợi nano:

Ứng dụng của sợi nano Trong lĩnh vực y khoa: http://www.voyle.net/Nano%20Medicine%202005/Medicine%202005-0081.htm, 7:04, 18/03/2013 Các cảm biến sợi nano thể phát hiện sự hiện diện của biến đổi gen liên quan đến bệnh ung thư và có thể giúp các nhà nghiên cứu xác định vị trí chính xác của những thay đổi 59 59

Ứng dụng của sợi nano:

Ứng dụng của sợi nano Trong lĩnh vực năng lượng MIT đã phát triển một tế bào năng lượng mặt trời sử dụng graphene phủ sợi nano oxit kẽm – hiệu suất cao, chi phí thấp hơn Các sợi nano vàng thay thế các chất nền silicon mà các tế bào năng lượng mặt trời bán dẫn Các nhà nghiên cứu tại Viện Bohr NIEs : ánh sáng mặt trời có thể được tập trung ở các sợi nano do hiệu ứng cộng hưởng  các tế bào năng lượng mặt trời hiệu quả hơn, cho phép nhiều năng lượng từ mặt trời được chuyển đổi thành điện năng Cảm biến chạy bằng điện được tạo ra bởi các sợi nano kẽm oxit áp điện. Điều này có thể cho phép cảm biến nhỏ , khép kín nạp năng lượng bằng năng lượng cơ như thủy triều hay gió Các nhà nghiên cứu tại Đại học Stanford phát hiện pin sử dụng điện cực được chế tạo từ sợi nano Si bền và không bị nứt vỡ như sử dụng điện cực Si thông thường. http://www.understandingnano.com/nanowires-applications.html, 11:41, 18/03/2014 60 60

Ứng dụng của sợi nano:

Ứng dụng của sợi nano Trong lĩnh vực năng lượng http://www.photonics.com/Article.aspx?AID=53539, http://spie.org/x51837.xml , 7:58, 18/03/2014 Mảng dây nano hấp thu ánh sáng mặt trời đạt 33% so với tấm pin mặt trời hiện nay (20%) Pin mặt trời sử dụng sợi nano 61 61

Ứng dụng của sợi nano:

Ứng dụng của sợi nano Trong lĩnh vực môi trường Sử dụng các sợi nano bạc clorua như xúc tác quang hóa để phân hủy các phân tử hữu cơ trong nước bị ô nhiễm. Sử dụng một bộ lọc điện bao gồm các sợi nano bạc, ống nano carbon và bông để diệt vi khuẩn trong nước Sử dụng thảm dây nano để hấp thụ dầu tràn http://www.understandingnano.com/nanowires-applications.html, 11:41, 18/03/2014 62 62

Slide 63:

XIN CẢM ƠN 63

authorStream Live Help