Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘI 2

TRẦN ĐÌNH VĂN

KHẢO SÁT TÍNH CHẤT ĐIỆN VÀ QUANG CỦA VẶT LIỆU TỒ
HỢP NANO DÙNG CHO PIN MẶT TRỜI HỮU cơ (OSC)
Chuyên ngành: Vật lý chất rắn
Mã số: 60 44 01 04

LUẬN VĂN THẠC sĩ KHOA HỌC VẶT CHẤT
Ngưòi hướng dẫn khoa học: GS. TS. Nguyễn Năng Định

HÀ NỘI, 2015


LỜI CẢM ƠN
Luận văn này được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của GS.TS. Nguyễn Năng
Định, trường ĐHCN, ĐHQGHN. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin chân
thành cảm Giáo sư về sự hướng dẫn tận tình trong suốt thời gian thực hiện Luận văn
này.
Tôi xin cảm ơn sâu sắc đến các thầy cô giáo của Khoa Vật lí Trường Đại học sư
phạm Hà Nội 2 đã trang bị cho tôi những kiến thức cần thiết trong thời gian qua.
Tôi xin được cảm ơn đồng nghiệp bạn bè đã động viên và giúp đỡ đóng góp ý
kiến để luận văn của tôi được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, đã tạo điều kiện cho tôi học tập nghiên cứu
tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành luận văn này tốt nhất.
Tôi xỉn trăn trọng cảm ơn!
Học viên

Trần Đình Văn

Highest Occupied Molecular Orbital - Orbita phân tử điền đầy cao nhât

LUMO

Lowest Unoccupied Molecular Orbital - Orbita phân tử chưa điền đầy
thấp nhât

P3HT

Poly(3-hexylthiophene).

MEH-PPV Poly[2-methoxy-5-(2’-ethyl-hexyloxy)-1,4-phenylene vinylene].
PCBM

osc

Phenyl-C6i-butyric acid methyl ester,

Organic PMT - Pin mặt trời
OLED Organic Light Emitting Diode - Điôt phát quang hữu cơ


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU VÀ ĐÒ THỊ
Hình 1.1. P3HT - Poly (3-hexythiophene)
Hình 1.2. Phổ hấp thu của P3HT và phổ phát xạ của ánh sáng mặt trời [1]
Hình 1.3. Ảnh AFM của rr-P3HT với nhiều Mw khác nhau [2]
Hình 1.4. Giản đồ DSC của P3HT ở dạng bột và màng theo nhiều nhiệt độ tổng hợp.
Bảng 1.1. Ảnh huởng của Mw P3HT đến hiệu suất của PMT -Thí nghiệm của Wu với
hệ P3HT-TÍ02 [5]
Hình 1.5. PCBM Phenyl-C-61-butiric acid methy ester

ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Alq3/Al
b - Giản đồ mức năng luợng của các lớp chuyển tiếp dị chất các tỉ lệ pha
trộn khác nhau.
Hình 3.10.Đặc tuyến J-V của linh kiện osc khi chiếu dọi mật độ công suất pin = 56
mA/cm2; Voc = 0,36 V; Jsc = 5,80 mA
Bảng 3.1. Các thông số hoạt động của một pin osc với lớp hoạt quang


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Ảnh hưởng của các hạt nanô vô cơ lên tính chất điện và quang của tổ hợp nanô
được giải thích là do các hạt nano (thí dụ Ti0 2, ZnO, CNT ...) thường tạo ra chuyển
tiếp dị chất. Trong polymer dẫn (mật độ hạt tải thấp) năng lượng của hạt tải được xác
định bởi sự phân cực trong vật liệu ảnh hưởng lên cấu hình các mức năng lượng
HOMO và LUMO cũng như năng lượng exciton. Quá trình phân tách điện tích của hạt
tải (charge separation) được cải thiện nhờ cấy thêm vật liệu giàu điện tử như C60, chất
màu hay nanô tinh thể. Quá trình tách hạt tải có thể rất nhanh so với quá trình tan dã
không bức xạ của đơn exciton, dẫn đến dập tắt cường độ quang huỳnh quang (PL).
Trên thế giới, hướng nghiên cứu vật liệu tổ hợp nanô đơn lớp và đa lớp đã và đang
được rất nhiều nhóm khoa học quan tâm, thí dụ ở các nước như Mỹ, Anh, Pháp, Đức,
Italy, Canada, Nhật Bản, Singapore, Hàn Quốc. Trên cơ sở các màng mỏng tổ hợp
nanô, các linh kiện Organic light emitting diode (OLED), Organic PMT (OSC),... chất
lượng cao, thân thiện môi trường đang được nghiên cứu chế tạo và đưa vào ứng dụng
thực tiễn. Các nghiên cứu gần đây của GS. Nguyễn Năng Định và cộng sự phần nào
đã làm sáng tỏ một số hiệu ứng điện huỳnh quang, quang huỳnh quang của vật liệu
polymer và tổ hợp nanô phát quang. Các hạt nanô tinh thể Ti0 2 trộn vào polymer đã
tạo ra biên tiếp xúc bán dẫn vùng cấm rộng / polymer, làm cho các hạt tải (điện tử và
lỗ trống) sinh ra trên biên tiếp xúc khi được chiếu sáng dễ dàng chuyển động về các
điện cực tương ứng tạo ra điện thế và dòng điện. Đó là cơ sở lí thuyết của pin mặt trời
hữu cơ (OSC).

quang-điện, quang huỳnh quang và các tính chất liên quan khác nhằm tìm ra tính chất
truyền hạt tải của các lớp chuyển tiếp dị chất trong vật liệu tổ hợp.
Chế thử linh kiện

osc để khảo sát các thông số của linh kiện nhu thế hở mạch,

dòng ngắn mạch, hiệu suất chuyển đổi quang-điện.

4. Đối tuợng và phạm vỉ nghiên cứu
Sử dụng polymer P3HT làm chất cho hạt tải (donor), pha trộn nano PCBM chất
nhận hạt tải (acceptor) vào nền P3HT tạo ra tổ hợp nano chứa các lớp chuyển tiếp dị
chất dùng làm lớp hoạt quang cho pin mặt trời tổ hợp (OSC).
Chế tạo lớp đệm giữa lớp hoạt quang và điện cực, nhu: PEDOT-PSS, Alq3
nhằm cải thiện hiệu suất truyền hạt tải trong OSC; phủ màng mỏng AI làm điện cực
góp, tạo thành linh kiện cấu trúc đa lớp ITO/PEDOT-PSS/P3HT:PCBM/Alq3/Al.

5. Phương pháp nghiên cứu
Thực nghiệm chế tạo mẫu và khảo sát tính chất điện quang, huỳnh quang trên
các thiết bị công nghệ và đặc trung tính chất nhu Spin-coating, ULVAC,
Potentiostat-PGS, Photo-Spectroscopy (Jasco-V-570), Photoluminescence HORIBA,
SolarSpec-5S, ... Phân tích số liệu, đánh giá các kết quả nhận được thành luận văn.


6. Giả thuyết khoa học
Khác với chuyển tiếp p-n trong chất bán dẫn vô cơ như p-n (Si) hay p-n (GaP),
chuyển tiếp dị chất (heterojunction) là biên tiếp xúc của hai loại vật liệu khác nhau về
cấu trúc tinh thể và thành phần cấu tạo. Trong vật liệu tổ hợp polymer dẫn điện và các
hạt nanô vô cơ (gọi tắt là tổ hợp nanô) có các chuyển tiếp dị chất của bán dẫn hữu cơ
và vô cơ. Chúng có thể ở dạng kđỉnhi (3D), dạng mặt (2D), dạng ống (1D) hay dạng
điểm (OD). Các loại vật liệu tổ hợp nanô khác nhau hiện đang được nghiên cứu ngày


chất luợng cao, thân thiện môi truờng đang đuợc nghiên

cứu chế tạo và đua vào ứng dụng thực tiễn.
Nghiên cứu truyền hạt tải qua biên tiếp xúc của polymer P3HT/điện cực cho
thấy quá trình tách hạt tải phụ thuộc mạnh vào độ linh động của lỗ trống và điện tử
(Viện quốc gia Tiêu chuẩn và Công nghệ, Gaithersburg, Maryland, USA). Giảm tốc
độ tái hợp điện tử - lỗ trống dẫn đến khả năng cải thiện hiệu suất biến đổi quang điện
của

osc.

Từ các kết quả nghiên cứu của các nhóm khoa học trong nuớc và ngoài

nuớc nêu trên, có thể thấy sự giống nhau giữa hai loại linh kiện OLED và

osc

là

ở

các lớp cấu tạo nên linh kiện: điện cực trong suốt, lớp hoạt tính polymer, các lớp
truyền hạt tải và điện cực màng mỏng kim loại hay hợp kim. Sự khác nhau cơ bản
giữa chúng là trật tự sắp xếp của mỗi lớp, sao cho sác xuất hình thành exciton cao cho
cả hai, nhung tốc độ tan dã exciton (cặp điện tử - lỗ trống) trong OLED phải nhanh,
trong khi đó, đối với

osc


Sự tạo thành polymer dẫn loại n và loại p ở osc rất khác với việc tạo thành bán
dẫn loại n và p. ở các chất bán dẫn, người ta thay thế các nguyên tử gốc bằng các
nguyên tử tạp chất có nhiều hơn hoặc ít hơn số electron hóa trị và làm sinh ra trong
vật liệu một số electron hoặc lỗ trống, đây là quá trình thụ động mang ý nghĩa “bị pha
tạp”. Ngược lại, ở polymer dẫn điện, các orbitan tái định xứ của các phân tử polymer
được điền đầy một phần bởi các electron có xu hướng nhận thêm electron qua quá
trình khử hoặc cho đi electron qua quá trình oxi hóa để điền đầy hoặc làm trống hoàn
toàn orbitan định xứ và từ đó hình thành nên polymer dẫn điện loại n hoặc p, đây là
quá trình chủ động mang ý nghĩa “tự pha tạp”.
Polymer phenylene và polymer thiophene là 2 loại polymer được nghiên cứu
nhiều nhất để chế tạo

osc. Trong đó, Poly 3-hexylthiophene có tính chất tốt nhất về

cả độ dẫn và khả năng gia công. Do đó, trong công trình này, chúng tôi sử dụng loại
polymer thiophene này, dưới tên viết tắt là P3HT.
Ngoài ra, bên cạnh thành phần chính là P3HT (hay bất kì loại polymer dẫn nào
khác), các chất electron acceptor đóng vai trò hết sức quan trọng trong hệ

osc. Trong

công trình này chúng tôi sử dụng PCBM (Phenyl-C 61-butyric acid methyl ester).Trong
pin mặt trời hữu cơ, PCBM đóng vai trò là chất dopant có khả năng nhận điện tử
(electron acceptor) từ polymer có nối n liên hợp.Vì vậy khi PCBM kết hợp với các
loại polymer dẫn khác có thể làm tăng hiệu suất chuyển đổi năng lượng. PCBM là hợp
chất đã được tiến hành đưa vào pin mặt trời từ năm 2001 và hiện nay, cùng với P3HT
đang tạo nên hệ osc có hiệu suất cao nhất (7%).
Poly(3-hexylthiophene) (P3HT) là dẫn xuất của polythiophene, một loại
polymer dẫn có hoạt tính khá cao. P3HT được tổng hợp từ rất nhiều phương pháp,
trong đó có 2 phương pháp phổ biến nhất là trùng hợp điện hoá và trùng hợp oxy hoá

Độ rộng vùng cấm là khái niệm rất quen thuộc, cũng là yếu tố quan trọng nhất
về mặt tính chất đối với P3HT. Độ rộng vùng cấm của một chất được định nghĩa theo
cách thông thường là vùng giữa HOMO và LUMO (của P3HT là 1.9 eV), trong vật
liệu quang nỏ lại được hiểu theo cách khác, cụ thể hơn với hiệu ứng quang điện. Hai
mức năng lượng này được xác định bằng phổ hấp thu. Polymer có độ rộng vùng cấm
thấp là polymer hấp thụ bước sóng ánh sáng trên ỐOO nm [1].


Đường hấp thu của P3HT chỉ dài đến bước sóng 700 nm, và chiếm 1 phần nhỏ
của phổ phát xạ của ánh sáng mặt trời. Độ rộng vùng cấm của polymer nào càng thấp,
thì vùng phổ hấp thu càng lớn, tức là càng nhận nhiều photon từ ánh sáng mặt trời.
Một loại polymer dẫn khác cũng hay được sử dụng là MEH-PPV, phổ hấp thu ánh
sáng cực đại ở bước sóng 900 nm (hình 1.2)

Hình 1.2. Phổ hấp thu của P3HT và phổ phát xạ của ánh sáng mặt trời [1]
1.1.4.

Khả năng gia công

Đây chỉnh là ưu thế nỗi trội của P3HT so với các loại polymer dẫn. cấu trúc của
P3HT gồm các nhảnh dài c6 gắn ưên các vòng thiophene. Chính các nhánh dài này đã
tạo điều kiện cho P3HT tan tốt trong rất nhiều loại dung môi bình thường. Trên thực
tế, người ta thường sử dụng các loại dung môi hữu cơ như cloroform (CHCLj),
dicloromethane (CH,CM, THF ((CH2)40), toluene (C6H5CH3) và nitrobenzene
(C6H5N02).
Ngoài khả năng tạo màng từ dung môi, P3HT còn có thể tạo màng ở trạng thái
chảy nhớt (nhiệt độ nóng chảy còn tùy thuộc vào kđỉnhi luợng phân tử và độ kết tinh,
nhung trung bình trong khoảng 160°c đến 190°C).
Khả năng gia công của P3HT là rất tốt, nếu ta so với polymer gốc của chúng là
polythiophene không nhánh. Loại polythiophene này có kđỉnhi luợng phân tử thấp, độ

Hình 1.3. Ảnh AFM của rr-P3HT với nhiều Mw khác nhau [2]
1.1.6.

Khả năng kết tinh

Khả năng kết tinh củâ P3HT phụ thuộc vào các yếu tổ như: khôi lượng phân tử,
độ phân tản, cấu hỉnh và quá trình gia công. Đã có nhiều nghiên cứu về ảnh hường của
các yếu tố này và có một số kết luận đảng chú ý sau:
P3HT cỗ cấu trúc regioregular, hay chỉ cỗ liên kết H-T, cho sản phẩm cỏ độ kết
tinh cao hơn P3HT cỗ sự xuất hiện ngẫu nhiên của liên kết H-T, H-H và T-T. Có thể
giải thích điều này dựa trên khả năng sắp xếp chặt chẽ và đều đặn của các nhảnh hexyl
dài trên thiophene. Khi cỗ liên kết H~H và T-T, cấu trủc đều đặn này bị bẻ gãy, do đỗ
độ kết tinh giảm.
Khối lượng phân tử càng cao, hàm lượng kết tinh càng cao, khôi lượng phân tử
thấp thì vùng kết tỉnh sắp xếp đều đặn hơn (hình 1.3).Tuy nhiên vấn đề này có nhiều
kết quả nghiên cứu ưái ngược nhau, Li et al.[3]. Quá trình bay hơi dung môi càng
chậm, P3HT kết tinh càng tốt. Hiện nay, một kỹ thuật mà các nhà khoa học luôn sử
dụng để tăng độ kết tinh của P3HT đó là ủ nhiệt.


Quá trình chế tạo màng trên đế cũng làm thay đổi tỉ lệ kết tinh của P3HT, thông
thường là làm giảm sự kết tinh. Điều này đã được khẳng định trong nghiên cứu của
Shimomura [4], Đây là kết luận rất quan trọng vì để đưa P3HT vào pin mặt trời chắc
chắn phải phủ thành màng trên điện cực. Ông đã tiến hành tổng hợp hóa học P3HT ở
những nhiệt độ khác nhau. Sản phẩm của ông ở dạng bột mịn, được đem chế tạo màng
trên đế thủy tinh (đã được làm sạch) với dung môi toluene. M.Shimomura sử dụng
phương pháp phân tích DSC với cả dạng bột và dạng film. Từ giản đồ DSC của
Shimomura, ta có mấy kết luận sau:
Đỉnh thu nhiệt của P3HT tổng hợp ở nhiệt độ thấp sắc nét, và lớn hơn của P3HT
ở các nhiệt độ cao hơn (hình 1.4). Do đó, P3HT tổng hợp ở nhiệt độ thấp có khả năng

Isc (mA/cm2)
1.22

30

0.57

2.14

66

0.60

2.80

FF( %)
29.30
38.19
36.57

Hiệu suất
chuyển đổi
0.20
0.47
0.61

Độ dẫn của màng P3HT thuờng đuợc đo qua giá trị điện trở mặt, bằng phuơng
pháp 4 đầu dò. Vì vậy trong quá trình tạo màng P3HT để làm pin mặt trời ,những vấn
đề cần đuợc nghiên cứu để giải quyết có liên quan đến hiệu suất nhu ảnh huởng của
dung môi để hòa tan,vận tốc phủ quay,chế độ ủ nhiệt, tỷ lệ các thành phần chất hữu


sẽ làm tăng tỷ lệ năng lượng mặt trời so với các năng lượng hoá thạch truyền thông.
Trong

osc, để sinh được điện năng và tải được điện năng ra ngoài, cần có polymer

dẫn điện hay còn gọi là bán dẫn hữu cơ. Như đã nêu ở trên, cỗ rất nhiều loại polymer
dẫn điện, tuy nhiên để đáp ứng được các yêu cầu khắt khe về tính chất, khả năng giã
công, và quan trọng hơn là khả năng chịu môi trường, chỉ một số ít polymer dẫn đạt
được tiêu chí cho osc.
Pin mặt trời (PMT) với lởp hoạt tính là P3HT và PCBM được đánh giá là khả
quan nhất về mặt hiệu suất chuyển hóa quang năng thành điện năng, số lượng bài báo
về loại PMT này chiếm số lượng khá cao trong tồng số các nghiên cứu về

osc. Do

đỏ, việc hiểu và nắm bắt được những kinh nghiệm mà các nhà nghiên cứu đi trước đã
thực hiện về P3HT-PCBM là rất cần thiết.

1.2.

Ester-phenyl-C61-methyl butyric acid (PCBM)

PCBM là một dẫn xuất của fullerene C60, lần đầu tiên được tổng hợp bời
Hummelen và các cộng sự tại Santa Barbara vào năm 1995. cấu tạo phân tử của
PCBM được mô tả trên hình 1.5. Đó là một vật liệu nhận điện tử và thường được sử
dụng trong cảc pin năng lượng mặt ười hữu cơ. Các lớp hữu cơ hoạt động trong các
pin năng lượng mặt ười hữu cơ thường được xây dựng từ một hỗn hợp của polymer
(như P3HT, MEH-PPV) và PCBM hình thành một mạng lưới gọi là dị thể phân tán
trong thẻ tích.


Kết quả này khá hợp lý khi Yamanari [6] tiến hành khảo sát hai thông số quan
trọng của ose là dòng ngắn mạch Isc và hiệu suất chuyển hoá năng luợng PCE theo tỉ
lệ P3HT:PCBM (Hình 1.7). Từ hai nghiên cứu trên, ta có thể kết luận rằng, khả năng
hấp thu photon ảnh huởng lớn đến hiệu năng của osc, và tỉ lệ tối uu của PCBM trong
hỗn hợp là khoảng 40 %t.l..(l:0,66). Tuy nhiên có các tác giả khác lại đua ra nhận định
tỉ lệ P3HT:PCBM tốt nhất là
1:1(50% t.l.).
1.4 12

=£ 1.0 «03

» 0.8 1 0.6 0.4 0.2 0.0

• Hiệu suất %

□ J(mA/cm2) - 8
-2

0.5

1.0

1.5

2.0

Tỉ lệ P3HTPCBM

Hình 1.7. Dòng ngắn mạch (Jsc) và hiệu suất theo tỉ lệ P3HT:PCBM.

trở lại. Woon đã tiến hành ủ nhiệt ở 150°c, môi trường nitơ.


Hình 1.9. Đặc trưng I-V của P3HT:PCBM ở các nồng độ 1 - 3 % t.l. [7] Trong phổ hấp thụ (hình 1.8) đỉnh của
PCBM ở 330 nm hầu như không thay đổi, có lẽ PCBM ít chịu ảnh hưởng của của việc ủ nhiệt hay làm bay hơi dung môi.Quả
trình bay hơi dung môi chậm và nồng độ của P3HT:PCBM ảnh hưởng lớn đến tính chất của

osc. Đặc tuyến I-V (hình 1.9)

cho thấy, Jsc của mẫu 1 %t.l. cao hơn nhiều so với các mẫu còn lại, dẫn đến hiệu suất chuyển hoá PCE cũng sẽ tốt hơn. V 06 hầu
như không bị ảnh hưởng. Chi tiết hơn và để chứng minh các giả thiết ở trên, tác giả tiến hành chụp ảnh TEM (hình 1.10) và
giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) của mẫu (hình 1.11). Từ ảnh TEM, nhận thấy ở tất cả các mẫu đều cỗ vùng tỉnh thể, nhưng chỉ
cỏ mẫu 1 %t.l. mới cỗ tinh thể lớn, có dạng sợi.

Hình 1.10. Ảnh TEM của P3HT:PCBM với các nồng độ 1, 2 và 3% t.l. được ủ nhiệt
tại 150 °c.
Vậy có thể kết luận rằng, với nồng độ 1 %t.l., các mạch P3HT và PCBM được sắp xếp trật tự hơn, làm quá trình tải hạt
dẫn dễ dàng hơn, và khả năng hấp thu ánh sáng vùng khả kiến tăng đáng kể do đó các thông số củã
nồng độ.
1,4.2,

Chế độ ủ nhiệt

osc tăng cao khi giảm


Hình 1.11 Giản đồ XRD của P3HT:PCBM với các nồng độ l%t.l.,2%t.l.,3%t.l.; ủ
nhiệt và không ủ nhiệt [3].
Giản đề XRD cho biết khả năng kết tinh của P3HT khỉ có ủ nhiệt và không cố ủ nhiệt láp hoạt tỉnh. Đỉnh (100) là đỉnh
kết tỉnh của P3HT, đỉnh này xuất hiện rất rõ ở các mẫu cỏ ủ nhiệt, tuy nhiên ngay cả mẫu 1 % t.l. không được ủ nhiệt cũng xuất

đế quay ở tốc độ thấp. Tốc độ quay khoảng 500 vòng/phút thuờng đuợc sử dụng trong giai đoạn này. Giai đoạn này có lợi cho
việc kéo giãn mỏng chất lỏng bên trên đế và có thể dẫn đến sự du thừa vật liệu, phần này thuờng không cần thiết cho việc nhỏ
mà là để làm ẩm bề mặt toàn bộ đế.

Hình 2.1. Các giai đoạn của quá trình quay phủ li tâm chế tạo màng mỏng
(b) Giai đoạn 2 (spin-up)

Giai đoạn thứ hai là giai đoạn đế được gia tốc để đạt được giá trị tốc độ quay tối đa theo yêu cầu. Giai đoạn này thường
được mô tả bởi sự kéo giãn, dàn trải và tán mỏng chất lỏng trên bề mặt đế bằng chuyển động quay tròn. Do có độ dày ban đầu
của “vũng” chất lỏng, nên những dòng chuyển động xoáy ốc trong thời gian ngắn luôn xuất hiện trong giai đoạn này. Điều này
sẽ tạo ra chuyển động xoáy ở đầu dòng chảy do quán tính, trong khi phần đế ở dưới ngày càng chuyển động nhanh hơn. Thậm
chí, dòng chảy trở nên đủ mỏng để hoàn toàn quay đồng thời với đế và bất cứ phần nào của màng mà có chiều dày khác thì sẽ
bị văng đi. Cuối cùng, đế sẽ đạt được tốc độ quay mong muốn và chất lưu sẽ trở nên đủ mỏng để cho chuyển động kéo theo
biến dạng nhớt cân bằng với gia tốc quay (Hình 2.1b)
(c) Giai đoạn 3 (spin-off)

Giai đoạn này là giai đoạn mà đế được quay với tốc độ ổn định và lực nhớt của chất lỏng chi pđỉnhi sự tán mỏng chiều
dày màng. Giai đoạn này được mô tả bởi sự tán mỏng dần dần độ dày của chất lỏng. Với các dung dịch chứa dung môi dễ bay
hơi, thì sự tán mỏng chất lỏng nói chung là khá đồng đều, có thể thấy màu sắc của sự giao thoa ánh sáng, màu sắc tăng dần dần
khi độ dày của màng giảm. Hiệu ứng bờ thường được quan sát thấy bởi vì mặt ngoài dòng chảy của chất lỏng đồng đều, nhưng
cần thiết tạo ra các giọt tại cạnh để văng ra. Do đó, phụ thuộc vào ứng suất bờ mặt, độ nhớt, tốc độ quay..., có thể có giọt nhỏ ở
những vị trí khác nhau xung quanh lớp màng mỏng. Xử lý bằng toán học cho thấy nếu như chất lỏng có độ nhớt Niu-tơn (độ
nhớt thay đổi tuyến tính theo tốc độ kéo giãn và tán mỏng) và nếu độ dày ban đầu của chất lỏng là đồng đều, thì độ dày chất