1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Nguyễn Khắc Thuận
NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐIỆN - TỪ
CỦA HẠT VÀ MÀNG MỎNG Au CÓ KÍCH THƢỚC NANO Chuyên ngành: Vật lý chất rắn
Mã số: 60 44 07 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS. TS HOÀNG NAM NHẬT

Hà Nội - năm 2011


1

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU
Chƣơng 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT


1.3. 

Chƣơng 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

  






Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN



nano
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO

9
12

= 0;
 C       
ng hng h
i)
 Bi  m  tr       
ng 
 Ct ca tinh th Au
 Dng sn ph c sn xu gii vi
 thu
c ca ht
  

 ng cong t tr ca h dodecanethiol (a)
 
  
1.8. 






 
 S ng plasmon b mng cc
 Ph hp th ca vt li
 
 

Hình vẽ Chƣơng 2
 

 
 
0.5. 005 - Bruker SIEMENS
  b t b ng
0.7. 

0.8. 


 
 450
 
 
 
  n tr b- - 

 -der-Paul
 

Hình vẽ Chƣơng 3
 
2. (a)  (b) 
 B mc chp bnh gt b (a)
 
v

 

h 3.6. -
28

 
 
(b)
 
 
 

 


49
50

51
54
55

55
56
57
5
DANH MỤC MỘT SỐ THUẬT NGỮ VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Absorption
Antenna
Band-gap
Band Structure

Surface Plasmon Resonance / Cng plasmon b mt
Time-Dependent Self-Consistent Field
t cht
ng
n t
t do
Truyn qua

6
MỞ ĐẦU


    













 , 


 
nm















  
              





7
-
            
               


     c s d       thut c
truyn  c ta.
Lu: “Nghiên cứu tính chất điện từ của hạt và
màng mỏng Au có kích thƣớc nano” nhm mi thi
ch tt c t
cu kh u sun cn
s dng hiu ng plasmon b mt ca hc nano. L
 tn s dng plasmon.
n m t lun, ni dung ca bn lu
 t
c nghim
t qu o lun
n, v u li rt mi m c tn
 i nhng thic s 
kin c lu

9
CHƢƠNG 1
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1. Vật liệu nano
1.1.1. Khái niệm vật liệu nano
Vt lit lit mt chic nanomt.
u ca khoa ht ca vt liu nano ph
thuc c t ti kc ti hn ca nhiu
 a vt li ng. Vt li c tri mt
khong t  t
ng dng c [41].
i vt li d pa vt
liu: Vt liu (c ba chi 
nano, ht nano. Vt liu nano mt chiu t lit chic

4f
14
5d
9
] ng  hai
mp x  cnh tranh gia ln t ca
 dch chuyn v c hai trV  
cht t do mt phn t y
th np l . Cn t 
trong kim long, tc bit c ca
c tp. 
3+
+ 3e

= 1.498 V.
Cấu trúc vùng và mật độ trạng thái của vàng kim loại:
Theo [26], cu  nht
kt hp vt qu thc nghim.  n t cp v 
5d
10
6s
1
t cht (tight-binding) [27], ta  n
ng ca s xen ph  n
t ca kim loi.
ng:
 
( ) ( ) ( ) ( )
at
H r H U r k r

t dr r U r r R r b r
   
    


(1.3)

11
S d  rs t  ca t 
ng 2,0eV.

Hình 1.1. Cấu trúc vùng 6s của Au theo phương pháp liên kết chặt trong
vùng Brilouin thứ nhất; Thang năng lượng theo đơn vị t; E
s
= 0;
t cht ch p v
t i chuyn ti u c
mi d ng
[27].   i xng cu quanh v a
 trong mng tinh th. Mt cc gmt c
  bng 0 n
t cc g
mt cc g
n
 t qu c
ng h i).
ng Ф c t
Ni, s suy gim cd s b a ht
  thu hp cng c
i g (H 1.2). C tr


bng 0 t rng ca khong (ε
1
,ε
2
c g r
  tr i v
y mt n u. M tr
c biu diH3y mt na ε
F
nm gia ε
1
ε
2
,
 ly mt na, m tri mc
ε
F
t dn.

13

Hình 1.3. Biểu đồ mật độ trạng thái của Au tính toán theo phương pháp
sóng phẳng tăng cường tương đối tính [25]
      4),  i xng
Fm-3m, hng s mng a   [49]. M     t vi 12
 xung quanh tp ch kim lo
Khon nht gi 2.884 
 1.442  M l
 dng kh dt tt.

15


I 
UU = IRR 

I-U 


. H

I-U 
I-U 
C cho U RC cho I 
C R 
0 200 400 600 800 1000
0
2
4
6
8
Resistivity ( x 10
-8
Ohm x m)
Temperature (K)
Resistivity of gold

Hình 1.6. Sự phụ thuộc của điện trở suất vào nhiệt độ của vàng kim loại
[21]. Sự thay đổi của điện trở suất của kim loại vàng theo nhiệt độ có
dạng tuyến tính và có giá trị cỡ 2,3. 10


[29,32].  
 -1,42.10
-7
emu/g.Oe [22]).














 . 
 
[16]          -vinyl-2-  

B


17 Hình 1.7. (a) Đường cong từ trễ của hạt vàng 1,4nm phủ dodecanethiol

25
BB
kT
K
V

(1.5)
t
B
ng s Boltzmann; T
B
 Blocking.
t nh  Blocking l
c hng s d ng 7.10
7
J/m
3
[11],  ng
i l    c v  t li   ng t   
SmCo
5
, FePt. B qua hiu ng, hng s d ng biu hi
ng c c trng v ng ct trong vt
ri vi hng s d  l ng ca
t Au- o ln ti b mt h
nh nhu v t t ca ht
hin nhi t t cng [10,34]. Theo [34] t t
c ng l  c khi t t
i b mt c (tng ct Au-
chui hydrocacbon). Kh mt (111) c  2.10

nh  o c
electron dn b  t l vng cng (1.6); i vi
ng, en qu o ln, l b tri  i
vt nh   
 
1
0
=2K 2 2
c B z z z
H s s L





(1.6)
T t linano khnh vt liu kht
li t. V  
nh a vt liu khi chia nh 
1.3. Hiện tƣợng cộng hƣởng plasmon trên bề mặt hạt vàng kích thƣớc nanomet
1.3.1. Khái niệm hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt
Plasmon b m n t c truyn dc theo mt ti 
kim loi -   m ng ca
n t t do  b mt ca ht nano vi s i. 
ng ca plasmon b mt gim nhanh theo quy lun mt
tii - 

20
Hing cng plasmon b mt   do
n, dn ti s c

t dng cng elip
 u phng ho
v nh cng plasmon ph thuc 3 yu t sau:
- t.
- Bn cht ca vt liu (hng s a vt liu).
- ng bao quanh hhng s  i).
1.3.2. Vị trí đỉnh cộng hưởng plasmon
i vi h   n cht ca ph hp th  phi do s dch
chuyn ging cng plasmon b mt.

Hình 1.10. Sự kích thích dao động plasmon bề mặt lưỡng cực
Khi tn s ci cng vi tn s ng c
n t d mc gng cng plasmon b mt. Khi
chii hng cn t  mt
hng thi dn ti mng tp thng cc
10).
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-

-


23
   


 






1.4. Anten siêu cao tần
Anten 

 


mili

  [31].



 

 
 

(anten  