B GIÁO DC
VÀ ÀO TO

VIN KHOA HC
VÀ CÔNG NGH VIT NAM
VIN KHOA HC VT LIU
LÂM TH KIU GIANG
NGHIÊN CU CH TO
VT LIU NANO THP CHIU
TRÊN NN YTRI, ZIRICONI
VÀ TÍNH CHT QUANG CA CHÚNG
LUN ÁN TIN S KHOA HC VT LIU

HÀ NI – 2011
B GIÁO DC
VÀ ÀO TO

VIN KHOA HC
VÀ CÔNG NGH VIT NAM

đờng nghiên cứu khoa học m mình đã lựa chọn.
Tôi xin đợc gửi lời cảm ơn chân thnh đến GS. TSKH. Witold
ojkowski (Viện Vật lý áp suất cao, Viện Hn lâm Khoa học Ba Lan), GS.
TSKH. Wiesaw Strek (Viện Nhiệt độ thấp v Nghiên cứu Cấu trúc
Wrocaw, Viện Hn lâm Khoa học Ba Lan) đã tận tình hớng dẫn, giúp
đỡ v tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian tôi học tập v
lm việc tại Ba Lan.
Nhân dịp ny, tôi xin đợc dnh lời cám ơn chân thnh của mình đến
PGS. TS. Nguyễn Quang Liêm, PGS. TS. Vũ Doãn Miên, PGS. TS. Lê
Văn Hồng, PGS. TS. Nguyễn Xuân Nghĩa, PGS. TS. Phạm Hồng Dơng,
TS. Nguyễn Thanh Bình đã giúp đỡ nhiệt tình, tạo điều kiện thuận lợi
trong việc thực hiện các phép đo đạc, dnh thời gian thảo luận khoa học
v đóng góp các ý kiến quý báu cho tôi hon thnh luận án.
Tôi xin đợc gửi lời cám ơn chân thnh tới tập thể các anh chị em
đang công tác tại Viện Khoa học Vật liệu (TS. Nguyễn Đức Văn, TS. Trần
Quốc Tiến, TS. Nguyễn Thanh Hờng, TS. Trần Thu Hơng, TS. Hong
Thị Khuyên, TS. Nguyễn Vũ, TS. Vũ Hồng Kỳ, KTV. Phạm Văn Trờng,
TS. Trần Đăng Thnh, ThS. Đỗ Hùng Mạnh, ThS. Trần Kim Chi, ThS.
Nguyễn Thị Thanh Ngân) đã giúp đỡ, trao đổi kinh nghiệm v động viên
tôi rất nhiều trong quá trình hon thnh luận án.
Trong quá trình thực hiện luận án, tôi đã nhận đợc sự giúp đỡ
nhiệt tình của các cán bộ nghiên cứu thuộc viện Khoa học Vật liệu, Viện
Khoa học v Công nghệ Việt Nam. Tôi cũng xin đợc gửi lời cảm ơn chân
thnh tới tập thể các anh chị em đang công tác tại phòng Quang hóa
Điện tử, Phòng Lade Bán dẫn, Phòng Vật liệu Quang Điện tử, Phòng Thí
nghiệm Trọng điểm về Vật liệu v Linh kiện Điện tử, những ngời đã
luôn giúp đỡ, khích lệ, động viên v dnh những tình cảm tốt đẹp cho tôi
trong suốt thời gian lm luận án.
Tôi xin đợc by tỏ lòng biết ơn tới Viện Khoa học Vật liệu, Bộ Giáo
dục v Đo tạo đã luôn quan tâm tới tiến độ công việc v tạo mọi điều

di s hng dn ca PGS. TS. Lê Quc Minh và PGS. TS. Trn
Kim Anh. Hu ht các s liu, kt qu trong lun án đc trích dn
t các bài báo đã và sp đc xut bn ca tôi và các thành viên ca
tp th khoa hc. Các s liu, kt qu nêu trong lun án là trung thc
và cha tng đc ai công b trong bt c công trình nào khác.

Tác gi lun án

Lâm Th Kiu Giang

DANH MC CÁC CÁC CH VIT TT VÀ KÝ HIU
1. Các ch vit tt
A
III
B
V
: Hp cht ca nguyên t nhóm 3 và nguyên t nhóm 5
A
II
B
VI
: Hp cht ca nguyên t nhóm 2 và nguyên t nhóm 6
AAO : Oxit nhôm cc dng (Anodic aluminum oxide)
AAM : Màng oxit nhôm cc dng (Anodic alumina membraness)
BET : Din tích b mt (Braunaver, Emmett, Teller)
CNT : ng nano cacbon
DEG : Diethylene glycol

exc
: Bc sóng kích thích (Excitation wavelength)
 : Góc nhiu x tia X
M
w
: Khi lng phân t

DANH MC CÁC BNG
Trang
S Bng Chú thích Bng
Bng 1.1
Cu hình đin t ca các ion nguyên t đt him
11
Bng 3.1
S ph thuc gia các dng cu trúc khác nhau ca Y(OH)
3
và

o
nhit đ phn ng (thi gian phn ng 24h)
51
Bng 3.2
Các hng s mng tinh th, th tích ô c s và nhóm đi xng
không gian ca h mu Y(OH)
3
ch to ti các điu kin khác
nhau
62
Bng 3.3
Hng s mng, th tích ô c s và nhóm đi xng không gian ca

Bng 3.5
Các dng liên kt và đ hp th hng ngoi đo đc ca các mu
thanh và ng nano Y(OH)
3
cha  nhit
67
Bng 3.6
Các dng liên kt và đ hp th hng ngoi đo đc ca các
thanh và ng nano Y
2
O
3
 nhit  700 và

900
o
C
70
Bng 4.1
Các hng s mng, th tích ô c s và kích thc trung bình ca
các ht nano ZrO
2
ch to theo phng pháp khuôn mm gia
nhit bng vi sóng trong điu kin áp sut cao ti các nhit đ
phn ng khác nhau
79
Bng 4.2
T l cng đ pha mt phng/bn nghiêng, các hng s mng,
th tích ô c s và kích thc trung bình ca các ht nano ZrO
2

:5% Eu
3+
do nhóm Wu X.
ch to và các mnh Y(OH)
3
:5% Eu
3+
(kích thc micro) do
nhóm Towata A. ch to
99
Bng 5.2a
Cng đ, t l cng đ gia các đnh phát x cc đi tng
ng ca mu Y
2
O
3
:5% Eu
3+
ch to theo quy trình 2 mc 2.1.4.2.
 200
o
C trong thi gian 6-32h,  nhit  700
o
C trong 2h
101
Bng 5.2b
Cng đ tích phân, đ rng bán ph các đnh phát x tng ng
ca mu Y
2
O

ca ng nano Y
2
O
3
pha tp 3; 5 và 7 % mol Eu
3+

103
Bng 5.4a
Cng đ, t l cng đ gia các đnh phát x cc đi tng
ng ca các ht nano Y
2
O
3
pha tp 3; 5 và 7% mol Eu
3+
ch to
theo quy trình 3 mc 2.1.4.3  315
o
C, 55 at trong 35 phút
105
Bng 5.4b
Cng đ tích phân, đ rng bán ph các đnh phát x tng ng
ca ht Y
2
O
3
pha tp 3; 5 và 7 % mol Eu
3+
(s dng DEG; PEG

pha tp 3; 5 và 7% mol Eu
3+
(DEG)
112
Bng 5.6b
Cng đ tích phân và đ rng bán ph các đnh phát x tng
ng ca mu ZrO
2
pha tp 3; 5 và 7% mol Eu
3+

112
Bng 5.7a
Cng đ, t l cng đ gia các đnh phát x cc đi tng
ng ca các ht nano ZrO
2
pha tp 3; 5 và 7% mol Eu
3+
(s dng
DEG)

(kích thích  266 nm)
114
Bng 5.7b
Cng đ tích phân và đ rng bán ph các đnh phát x tng
ng ca các mu ZrO
2
pha tp 3; 5 và 7% mol Eu
3+
, kích thích 

và ZrO
2
:1%Er
3+
ch to theo quy trình 3, mc
2.1.4.3  315
o
C, 55at trong 35 phút, x lý nhit  1200
o
C trong
1h, kích thích  940 nm.
122

DANH MC CÁC HÌNH V
Trang
S Hình Chú thích hình
Hình 1.1

S đ các mc nng lng ca mt s ion đt him hóa tr 3 thuc
nhóm lantanoit
12
Hình 1.2
Các quá trình phát quang có th có khi vt liu đc kích thích
13
Hình 1.3
S đ mc nng lng ca: (a) quá trình bc x kích thích hp th
trc tip và (b) quá trình bc x kích thích b hp th bi các ion
hoc nhóm các ion khác
13
Hình 1.4

O
3
:
Eu
3+
sau khi đã d b khuôn
26
Hình 2.2
nh SEM ca mt s sn phm to thành theo phng pháp khuôn
cng: (A) CNT đc nuôi trên khuôn AAO; (B) các mng ng nano
kim loi sau khi d b khuôn AAO; (C) các mt ct ca mng ng
nano kim loi
27
Hình 2.3
Mt s loi khuôn cng trên đ rn
28
Hình 2.4
nh TEM ca (a) các cáp nano đng trc Ag@SiO
2
và (b) các ng
nano silica vi cu trúc vách đng nht sau khi đã loi b lõi Ag
bng cách n mòn cáp Ag@SiO
2
trong dung dch ammonia
29
Hình 2.5
Mô hình ch to các thanh và ng nano theo phng pháp khuôn
mm da vào quá trình t lp ráp các phân t hot đng b mt
30
Hình 2.6

:Er
3+
theo
phng pháp khuôn mm trong điu kin bình phn ng kín, áp
sut thp (1-2at)
36
Hình 2.10
Mt s thit b ca h phn ng thy nhit áp sut thp: (a) h
phn ng h dùng đ chun b dung dch; (b) máy đo pH; (c) bình
phn ng kín chu đc nhit đ và áp sut cao (ti đa là 10at); (d)
h phn ng autoclave
36
Hình 2.11
S đ thí nghim ch to các ht nano nn yttri và ziriconi theo
phng pháp khuôn mm  áp sut cao, gia nhit bng vi sóng
38
Hình 2.12
(a) H phn ng vi sóng áp sut cao, gia nhit bng vi sóng,
(Fetec, cng hòa Ba lan) và (b) s đ nguyên lý
39
Hình 2.13
S đ khi ca h đo ph hunh quang
42
Hình 2.14
H đo hunh quang Jobin Yvon ti Vin Nghiên cu Cu trúc và
Nhit đ thp, Wroclaw, Ba lan
42
Hình 3.1
nh FESEM ca mu (a) NaYF
4

3+
và (b)
NaYF
4
:2%Er
3+
ch to theo quy trình 1 (mc 2.1.4.1)trong môi
trng bình phn ng h, lu lng khí Ar thi qua là 0,4
(lít/phút)
46
Hình 3.4
Cu trúc phân t ca các ht keo nano NaYF
4
:Er
3+
,Yb
3+
sau khi
liên hip vi cu trúc lng tính (amphipol)
47
Hình 3.5
nh FESEM ca mu Y(OH)
3
ch to theo quy trình 2 (mc
2.1.4.2)  (a) 120
o
C và (b) 140
o
C trong 24h, s dng khuôn mm
PEG (Mw=4000)

nh FESEM ca mu Y(OH)
3
ch to theo quy trình 2 (mc
2.1.4.2) : (a), (b) 195
o
C và (c) 200
o
C trong 24h, s dng khuôn
mm PEG 4000
50
Hình 3.10
nh FESEM ca:(a) các thanh nano Tb(OH)
3
; (b) các cu trúc mt
chiu không mong mun ca mu Y(OH)
3
:5% Eu
3+
& 1,25% Tb
3+

(không dùng khuôn mm); (c) các thanh nano Tb(OH)
3
và (d) các
thanh nano Y(OH)
3
:5% Eu
3+
& 1,25% Tb
3+

3+
ch to theo quy trình 2
(mc 2.1.4.2)  200
o
C trong: (a), (b) 6h và (c), (d) 12h, khuôn mm
PEG 4000
54
Hình 3.14
nh FESEM ca mu Y(OH)
3
:5% Eu
3+
ch to theo quy trình 2
(mc 2.1.4.2)  200
o
C trong 18h, khuôn mm PEG 4000
55
Hình 3.15
nh FESEM ca mu Y(OH)
3
:5% Eu
3+
ch to theo quy trình 2
(mc 2.1.4.2)  200
o
C trong: (a), (b) 24h và (c), (d) 32h, khuôn
PEG 4000
55
Hình 3.16
nh SEM ca mu Y(OH)3:Eu3+ do nhóm Wu X. ch to theo

24h, PEG 20000
57
Hình 3.19
(a) nh FESEM, (b) nh TEM và (c) nh nhiu x đin t ca mu
Y
2
O
3
:5% Eu
3+
ch to theo quy trình 3 (mc 2.1.4.3)  315
o
C, 55at,
35 phút, gia nhit bng vi sóng, tn s 2450 Hz (khuôn mm DEG)
59
Hình 3.20
ng cong phân tích nhit DTA và TGA ca ng nano Y(OH)
3

tit din lc giác ch to  200
o
C trong 24h
60
Hình 3.21
Gin đ nhiu x tia X ca mu Y(OH)
3
ch to theo quy trình 2
(mc 2.1.4.2)  170- 200
o
C trong 24h, khuôn mm PEG 4000

Hình 3.23
Cu trúc ô c s ca các ng nano: (a) Y(OH)
3
tit din hình lc
giác pha hexagonal [P6
3
/m] và (b) Y
2
O
3
pha lp phng [Ia3]
64
Hình 3.24
Gin đ XRD ca các ng nano: (a) Y
2
O
3
pha tp 3, 5 và 7% Eu
3+

(đng 1, 2, 3); (b) Y
2
O
3
đng pha tp Eu
3+
& Tb
3+
ti các t l
nng đ Eu

o
C/phút
69
Hình 3.27
nh FESEM ca các ng nano Y
2
O
3
:5%Eu
3+
sau khi   700
o
C và
đ n đnh trong 2h, tc đ nâng và h nhit đ là 5
o
C/phút
71
Hình 3.28
C ch hình thành các ng, thanh nano TiO
2

75
Hình 4.1
Gin đ nhiu x tia X ca bt nano ZrO
2
:5% Eu
3+
ch

to theo

nh SEM (LEO 1530) ca các ht nano ZrO
2
:5% Eu
3+
ch to theo
quy trình 3 (mc 2.1.4.3)  315
o
C, 35 phút, 55at:(a) dùng khuôn
DEG và (b) không dùng khuôn mm trong dung dch phn ng
81
Hình 4.5
Gin đ nhiu x tia X ca các ht nano: (a): ZrO
2
/ZrO
2
:Er
3+
và
(b): ZrO
2
/ZrO
2
:Yb
3+
ti các nng đ khác nhau (0-15% mol), ch
to theo quy trình 3 (mc 2.1.4.3)  315
o
C trong 35 phút, 55 at s
dng khuôn mm DEG
83

C trong 35 phút, 55 at, khuôn mm
DEG
85
Hình 4.8
nh nhiu x đin t ca mu ZrO
2
pha tp (a) 1% Er
3+
, (b) 10%
Er
3+
, (c) 15% Er
3+
(d) 1% Yb
3+
, (e) 10% Yb
3+
và (f) 15% Yb
3+
ch
to theo quy trình 3 (mc 2.1.4.3)  315
o
C trong 35 phút, 55 at,
khuôn mm DEG
86
Hình 4.9
nh FESEM ca mu ZrO
2
:1%Er
3+

o
C, 1h; 1200
o
C, 1h và
1200
o
C, 2h (đng 1-6)
89
Hình 4.12
Ô mng ca các ht nano ZrO
2
pha: (a) t giác và (b) đn tà đc
xây dng t s liu nhiu x tia X da trên chng trình mô phng
cu trúc
91
Hình 4.13
nh TEM ca mu ZrO
2
:1% Er
3+
 nhit : (a) 600
o
C, 1h và (b)
1200
o
C, 2h
91
Hình 5.1
Ph kích thích hunh quang ca mu Y
2

o
C trong thi gian 6-32h và
 nhit  700
o
C trong 2h, tc đ nâng và h nhit đ là 5
o
C/phút
100
Hình 5.4
Ph hunh quang ca ng nano Y
2
O
3
pha tp 3; 5 và 7% Eu
3+
cu
trúc mt chiu ch to theo quy trình 2, mc 2.1.4.2.  200
o
C trong
24h và  nhit  700
o
C trong 2h, tc đ nâng và h nhit đ là
5
o
C/phút
102
Hình 5.5
Ph hunh quang ca các ht nano Y
2
O

C trong
24h và  nhit  700
o
C trong 2h),
(c) ph sau khi đã chun hóa theo cng đ phát x ca ion Eu
3+

106
Hình 5.7
Ph hunh quang ca Y
2
O
3
pha tp và đng pha tp hai ion
Eu
3+
&Tb
3+
( hai đng phía di, cng đ hunh quang đã
đc nhân lên gp 5 ln giá tr thc

108
Hình 5.8
Ph hunh quang ca các ht keo nano NaYF
4
:1%Er
3+
, ch to
theo quy trình 1, mc 2.1.4.1. khi kích thích  bc sóng 940 nm
109

&1% mol Tb
3+
; 3) 3% mol Eu
3+
&1% mol Tb
3+
; 4) 5% mol
Eu
3+
; 5) 5% mol Eu
3+
&1% mol Tb
3+
ch to theo quy trình 3, mc
2.1.4.3  315
o
C-55at trong 35 phút, kích thích  bc sóng 370 nm

115
Hình 5.12
Ph hunh quang chuyn đi ngc ca các ht nano
ZrO
2
:1%Er
3+
ch to theo quy trình 3, mc 2.1.4.3  315
o
C, 55at
trong 35 phút, x lý nhit  70, 600, 1000 và 1200
o

315
o
C, 55at trong 35 phút, x lý nhit  1200
o
C trong 1h, kích
thích bng lade hng ngoi bc sóng 940 nm

120

MC LC
Trang
M U
1
CHNG 1: TNG QUAN TÌNH HÌNH VÀ TRIN VNG
NGHIÊN CU VT LIU NANO THP CHIU
5
1.1. M đu 5
1.2. Khái nim v vt liu và công ngh nano 5
1.3. Các tính cht đc trng ca vt liu nano 6
1.4. Phân loi vt liu nano 7
1.5. Xu hng ch to vt liu nano 9
1.6. Hunh quang ca các hp cht đt him cu trúc nano 10
1.6.1. c đim chung ca các nguyên t
đt him 10
1.6.2. Các quá trình phát quang ca hp cht đt him 12
1.6.2.1. Phát quang truyn nng lng 14
1.6.2.2. Phát quang chuyn đi ngc 17
1.6.3. Trin vng ng dng và tình hình nghiên cu mt s vt liu
phát quang cha đt him 23
Kt lun chng 1 25

2.2.4. H đo ph h
ng ngoi 41
2.2.5. H đo ph hunh quang 41
Kt lun chng 2 43
CHNG 3: CH TO, CU TRÚC VÀ TÍNH CHT CA
VT LIU NANO THP CHIU TRÊN NN YTRI
44
3.1. M đu
44
3.2. Quá trình hình thành các ht keo nano NaYF
4
:Er
3+
, Yb
3+
44
3.3. Quá trình hình thành các cu trúc nano mt chiu trên nn ytri 47
3.3.1. nh hng ca nhit đ phn ng 47
3.3.2. nh hng ca thi gian phn ng 53
3.3.3. nh hng ca các loi khuôn mm khác nhau 56
3.4. Quá trình hình thành các ht nano Y
2
O
3
:Eu
3+
 áp sut cao (55at) 58
3.5. Các phép đo phân tích nhit TDA và TGA 59
3.6. Pha tinh th ca các cu trúc nano mt chiu trên nn Y(OH)
3

4.4. nh hng ca cách gia nhit đn hình dng và cu trúc pha tinh
th ca các ht nano ZrO
2
và ZrO
2
:RE
3+
87
4.5. nh hng ca các quá trình x lý nhit 89
4.6. C ch hình thành các ht nano ZrO
2
92
Kt lun chng 4 94
CHNG 5: TÍNH CHT HUNH QUANG CA VT LIU
NANO CU TRÚC THP CHIU TRÊN NN YTRI VÀ
ZIRICONI……………………………………………………………. 95
5.1. M đu 95
5.2. Tính cht quang ca các cu trúc nano thp chiu trên nn ytri 96
5.2.1. Ph kích thích hunh quang ca các ht keo nano Y
2
O
3
:5%
Eu
3+
96
5.2.2. Ph hunh quang ca các ng nano Y(OH)
3
:Eu
3+

5.4. Tính cht quang ca các ht nano ZrO
2
:RE
3+
(Eu
3+
, Tb
3+
, Er
3+
,
Yb
3+
) 110
5.4.1. Ph hunh quang ca các ht nano ZrO
2
:Eu
3+
111
5.4.2. Ph hunh quang ca ht nano ZrO
2
:Eu
3+
/Tb
3+
114
5.4.3. Ph hunh quang chuyn đi ngc ca các ht nano
ZrO
2
:Er

2
[10], SiO
2
[57], ZrO
2
[105],
Fe
2
O
3
[83]…; các ng, dây và thanh nano: C [115], Au, Pt [24], Ag [70], Pd
[140], TiO
2
[11], [104], ZnO [14]…; các màng nano: SiO
2
[7], TiO
2
[9] các ht
nano tinh th bán dn có cu trúc chm lng t (quantum dot) nh ZnS [124],
CdSe [125]…; ngoài ra có các cu trúc nano ba chiu: tinh th photonic crystal
[128], C60, các lng cage siloxan [78]
Trong đó, các cu trúc nano thp chiu da trên các hp cht ca oxi vi kim
loi đang là mi quan tâm ca nhiu nhóm nghiên cu trên th gii [140]. Chúng
ta có th k đn mt s nhóm nghiên cu chính v các vt liu hyđroxit, ôxit kim
loi thp chiu nh: nhóm T. Sato  i hc Tohoku nghiên cu v các vt liu
nano phát quang vùng màu đ và xanh trên h vt liu Y(OH)
3
và Y
2
O

2
là vt liu nn cho ch to các vt liu quang hc kiu mi thí d nh
vt liu quang hc phát quang hiu sut cao [128], vt liu quang hc có đ bn
cao và có th thay đi đc chit sut ng dng trong dn sóng phng dùng trong
thông tin quang hc [6], [9]… Các nghiên cu v chm lng t kích thc nano

2
ca các hp cht bán dn A
III
B
V
, A
II
B
VI
ng dng trong chiu sáng rn và đánh
du hunh quang y sinh [52], [124]. Các ht ôxit st kích thc nano ng dng
trong x lý môi trng, to môi trng dit t bào ung th di tác đng ca t
trng xoay chiu [83] hay các ht siêu thun t làm tng tng phn trong công
ngh chp nh cng hng t ht nhân [65]. Các vt liu ôxit ytri cu trúc nano
phát quang ng dng trong quang đin t và đánh du bo mt [1], [56]…
So vi các vt liu trên, Y
2
O
3
và ZrO
2
đc bit đn nh là hai nn c bn đ
to ra các vt liu/linh kin phát quang cht lng cao, có tn s dao đng phonon
thp, có đ bn nhit, đ bn c hc cao, n đnh và rt thân thin vi môi trng

nn ytri, ziriconi là hng nghiên cu hin đi và có nhiu trin vng. T hng
nghiên cu ln trên, chúng tôi đã la chn ni dung và vt liu c th cho lun án
là ch to, nghiên cu tính cht quang ca các cu trúc nano thp chiu nn ytri và

3
ziriconi.  đt đc mc tiêu này, cn phi xây dng mt phng pháp ch to
vt liu mi, có th điu khin đc kích thc và hình dng ca các cu trúc
nano nh mong mun.
Trên c s k tha các kt qu nghiên cu ca tp th khoa hc v vt liu
nano quang đin t [1], [9], [10] chúng tôi xác đnh mc tiêu ca lun án là tp
trung nghiên c
u, tìm ra mt quy trình ch to vt liu n đnh, có kh nng lp li
cao, có th ch to đc các cu trúc nano trên nn ytri và ziriconi nh mong
mun. T đó làm ch phng pháp ch to vt liu và nghiên cu chi tit v cu
trúc và tính cht hóa lý cng nh mi quan h gia tính cht quang và cu to ca
vt liu, đc bit di góc đ ca vt liu nano.
 đt đc mc tiêu nêu trên, trong lun án này chúng tôi xây dng phng
pháp ch to vt liu t di lên (bottom-up) và la chn phng pháp khuôn
mm (soft template method) là mt phng pháp mi đ ch to có điu khin
kích thc và hình dng các cu trúc nano thp chiu khác nhau nn ytri và
ziriconi. Tip theo s dng các phng pháp: hin vi đin t quét phát x trng
(FESEM), hin vi đin t truy
n qua (TEM), nhiu x đin t (ED), nhiu x tia X
(XRD), phân tích nhit vi sai (DTA), phân tích nhit trng lng (TGA), ph
hng ngoi khai trin Fourier (FTIR) và ph hunh quang đ nghiên cu cu trúc
và tính cht ca vt liu.
Các cu trúc khác nhau nh ht, lá, dây, thanh, ng nano tit din tròn và ng
nano tit din lc giác ca Y(OH)
3
, Y

, Yb
3+
) có đng kính 5-15 nm  áp sut thp (1-2 at)
và áp sut cao (55 at) nhm hng ti các ng dng mi trong quang hc phát
quang và chiu sáng rn, đc bit là các ng dng cn môi trng làm vic khc
nghit đòi hi vt liu/linh kin có kh nng chu n mòn, chu nhit, chu ti vi
cng đ cao, chu phóng x

4
Bên cnh đó, chúng tôi cng bt đu các nghiên cu thm dò đi vi h vt
liu NaYF
4
:Er
3+
/,Yb
3+
vi mong mun to đc vt liu có kh nng phân tán đu
trong nc và các dung môi hu c phân cc. Mu ch to có kh nng phát
quang chuyn đi ngc trong vùng kh kin vi hiu sut cao khi kích thích mu
 vùng hng ngoi. T đó phát trin các nghiên cu mi v vt liu phát quang và
hunh quang y sinh.
Các kt qu đt đc trong quá trình thc hin lun án s đc trình bày có
h thng trong 5 chng, ni dung chính ca mi chng nh sau:
• Trong Chng 1 trình bày tng quan v các tính cht c bn, phân loi,
hng ch to ca vt liu nano thp chiu và tính cht quang ca các hp
cht cu trúc nano pha đt him. Bên cnh đó cng trình bày tình hình và
trin vng nghiên cu ca mt s vt liu nano trên c s các hp cht đt
him.
• Chng 2 mô t chi tit phng pháp tng hp các loi vt liu da trên
khuôn. Trên c s đó đã la chn phng pháp khuôn mm đ ch to có

3+
).
• Chng 4 trình bày các kt qu nghiên cu cu trúc và tính cht ca các ht
nano ZrO
2
và ZrO
2
:RE
3+
(Eu
3+
, Tb
3+
, Er
3+
, Yb
3+
) ch to  áp sut cao.
• Các nghiên cu v tính cht quang ca vt liu nano nn ytri, ziriconi pha
tp/đng pha tp các ion đt him (Eu
3+
, Tb
3+
, Er
3+
, Yb
3+
) đc tho lun chi
tit trong chng 5. c bit là hiu ng phát quang chuyn đi ngc trên
các h mu ht nano ZrO

ca M. Faraday. n nm 1959, R. Feynman đã mô t các thao tác thc nghim
điu khin và tiên đoán rng có rt nhiu cách đ điu khin t di lên vi thang
nh  điu kin phòng, ý tng này chính là trung tâm ca khoa hc và công ngh
nano [37]. Cho ti nhng nm 80 và 90 ca th k XX khoa hc và công ngh
nano mi thc s phát trin và phát trin rt nhanh do đòi hi ca các ngành khoa
hc và công nghip, đc bit là công nghip vi đin t, nó m ra trin vng ng
dng rt ln và rng rãi ca các vt liu nano. Cùng vi nó là các phát minh và
phát trin v máy móc, thit b nghiên cu vt liu nano, đc bit là các thit b
hin đi xác đnh kích thc ca các ht nano nh TEM, STM, HRTEM, AFM,
XRD… [82], [86].
1.2. Khái nim v vt liu và công ngh nano
Cho đn nay, đã có nhiu loi máy móc, thit b tiên tin có kh nng nhìn,
đo, ch to và kho sát các tính cht mi ca vt cht có kích c  thang nguyên
t (thang này đc coi là t 1 đn 100 nm và đc gi là thang nano) - đây chính
là khoa hc nano [25].
Vt liu nano là vt liu mà cu trúc c bn cu thành nên nó có kích thc
nm  thang nano. Các tính cht mi ca vt cht đc phát hin  thang nano có

Trích đoạn Ph hu nh quang ca cỏc ht nano Y2O3:Eu3+

---