Chế tạo, nghiên cứu tính chất của màng mỏng,
vật liệu cấu trúc nano trên cơ sở oxit kẽm pha tạp
và khả năng ứng dụng
Nguyễn Việt Tuyên
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên; Khoa Vật lý
Chuyên ngành: Vật lý Chất rắn; Mã số: 62 44 07 01
Người hướng dẫn: PGS.TS. Tạ Đình Cảnh
PGS.TS. Ngô Thu Hương
Năm bảo vệ: 2011
Abstract. Chương 1. Tổng quan về vật liệu bán dẫn ZnO. Chương 2. Một số phương pháp
chế tạo màng, vật liệu nano ZnO và các kỹ thuật thực nghiệm. Chương 3. Chế tạo màng
mỏng ZnO pha tạp chất bằng phương pháp phún xạ r.f. magnetron. Chương 4. Chế tạo một
số cấu trúc nano ZnO và ZnO pha tạp chất. Chương 5. Một vài khả năng ứng dụng của
màng mỏng và vật liệu cấu trúc nano trên cơ sở ZnO
Keywords. Vật liệu bán dẫn; Kẽm oxit; Vật liệu Nano
Content.
A. MỞ ĐẦU
Các cấu trúc nano của kẽm oxit (ZnO) đã thu hút được sự quan tâm to lớn trong những năm gần
đây vì nó có nhiều tính chất lý thú khiến cho vật liệu này có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công
nghệ. Thực tế ZnO là một vật liệu rất cuốn hút do có nhiều đặc tính quí báu như: độ rộng vùng cấm lớn,
năng lượng liên kết exciton lớn, độ bền hóa học cao, tương thích sinh học, áp điện, các hiệu ứng quang phi
tuyến. Hơn nữa, khi chuyển từ dạng khối sang dạng cấu trúc nano, sự lôi cuốn của vật liệu này còn tăng cao
hơn nữa do ngoài những tính chất riêng của vật liệu ZnO nó còn có những tính chất của các cấu trúc thấp
chiều.
Tìm ra qui trình tổng hợp vật liệu màng ZnO và các cấu trúc nano của ZnO bằng các phương pháp
tương đối đơn giản, phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm ở Việt Nam là những nhiệm vụ nghiên cứu
chủ yếu của cuốn luận án này. Cũng vì lý do đó luận án có nhan đề là: “Chế tạo, nghiên cứu tính chất của
màng mỏng, vật liệu cấu trúc nano trên cơ sở ZnO pha tạp và khả năng ứng dụng”
Mục đích của luận án:
Tìm ra qui trình công nghệ để chế tạo bia và màng ZnO pha tạp bằng phương pháp phún xạ catốt,
cũng như một số cấu trúc nano bằng phương pháp vận chuyển pha hơi và phương pháp hóa.

Chương 4. Chế tạo một số cấu trúc nano ZnO và ZnO pha tạp chất
Chương 5. Một vài khả năng ứng dụng của màng mỏng và vật liệu cấu trúc nano trên cơ sở oxit kẽm
Kết luận chung
Danh mục các công trình khoa học của tác giả liên quan đến luận án.
Tài liệu tham khảo

2


B. NỘI DUNG
Chương 1. Tổng quan về vật liệu bán dẫn ZnO
1.1. Tính chất của ZnO và các cấu trúc nano của nó
ZnO là một vật liệu cuốn hút do có nhiều đặc tính rất quí báu như: vùng cấm thẳng, độ rộng vùng
cấm lớn Eg=3,37 eV, năng lượng liên kết exciton lớn 60 meV, độ bền hóa học cao, tương thích sinh học, áp
điện, các hiệu ứng quang phi tuyến. Hơn nữa, khi chuyển từ dạng khối sang dạng cấu trúc nano, sự lôi cuốn
của vật liệu này còn tăng cao hơn nữa do ngoài những tính chất riêng của vật liệu ZnO còn có những tính
chất của các cấu trúc thấp chiều. So với vật liệu dạng khối các cấu trúc nano của ZnO dù ở dạng 0D, 1D
hay 2D và các tổ hợp của chúng cũng đều cho thấy có những tính chất vượt trội so với ZnO dạng khối như:
độ bền cơ lớn hơn, tính dẫn điện tốt hơn, cường độ huỳnh quang lớn hơn và bước sóng phát xạ có thể được
điều khiển dễ dàng hơn…
Với khả năng ứng dụng to lớn nên ZnO là một vật liệu được nghiên cứu sâu rộng từ lâu tưởng như
đề tài này đã được khai thác cạn kiệt bởi các nhóm nghiên cứu trên thế giới cũng như trong nước, tuy nhiên
trên thực tế vẫn còn nhiều hướng nghiên cứu mới, mở ra triển vọng mới và cả những thách thức mới đòi
hỏi cần tập trung nghiên cứu thêm, đó là tạo ra độ dẫn điện loại n và loại p của ZnO hay nghiên cứu chế tạo
và khảo sát các cấu trúc nano của ZnO và ZnO pha tạp.
1.2. Tình hình nghiên cứu vật liệu ZnO hiện nay và những hướng nghiên cứu còn có khả năng phát
triển
ZnO có tiềm năng ứng dụng lớn đối với nhiều thiết bị quang học vùng bước sóng ngắn. Để làm
được điều đó thì cả độ dẫn loại n và loại p trong ZnO là không thể thiếu được. Với ZnO để thu được tính
dẫn loại n tương đối dễ dàng bằng cách tạo mẫu với nhiều sai hỏng như kẽm điền kẽ hoặc pha tạp Al, Ga,

với bột C để làm vật liệu nguồn. Ưu điểm của phương pháp này là sự xuất hiện của C làm giảm đáng kể
nhiệt độ phân hủy của ZnO. Bằng quá trình khử C, đầu tiên hơi ZnO1-x được tạo ra bằng phản ứng khử ZnO
của C, sau đó hơi này sẽ được chuyển đến vùng phát triển trong buồng phản ứng, đó là vùng có nhiệt độ
nhỏ hơn nhiệt độ nguồn và cuối cùng các sản phẩm nano ZnO1-x sẽ được oxy hóa thành ZnO.
2.1.3. Phương pháp vi sóng
Vi sóng là dạng năng lượng của điện từ trường với tần số trong khoảng 300MHz đến 300GHz. Tần
số thường được sử dụng là vào khoảng 2,45 GHz. Tương tác giữa vật liệu và trường vi sóng là dựa vào 2 cơ
chế: tương tác lưỡng cực và độ dẫn ion. Cả 2 cơ chế đều yêu cầu các thành phần của vật liệu nguồn phải
được liên kết tương đối chặt chẽ với sự dao động rất nhanh của vectơ cường độ điện trường trong trường vi
sóng. Tương tác lưỡng cực xuất hiện với các phân tử phân cực. Các đầu của lưỡng cực của một phân tử sẽ
có xu hướng tái định hướng với nhau và dao động cùng với sự dao động của điện trường. Nhiệt do đó được
tạo ra do sự va chạm giữa các phân tử và do ma sát. Chính do quá trình này, các phân tử trong vật liệu được
trộn đều tạo nên tính chất đồng nhất của sản phẩm. So với phương pháp gia nhiệt truyền thống phương
pháp vi sóng có rất nhiều ưu điểm như: trực tiếp làm nóng vật liệu ở bên trong dung dịch, gradient nhiệt
đồng đều, các xung nhiệt được bật tắt tức thì, thời gian phản ứng ngắn nên hạt tạo ra nhỏ và đồng đều.
2.2. Một số phương pháp khảo sát tính chất của vật liệu ZnO
Các mẫu sau khi chế tạo được khảo sát bằng một số hệ đo như: nhiễu xạ tia X, hiển vi điện tử
(SEM , TEM, EDS, SAED), từ kế mẫu rung, hệ khảo sát tính chất điện bằng phương pháp van der Pauw, hệ
đo hấp thụ truyền qua, huỳnh quang
Chương 3. Chế tạo màng mỏng ZnO pha tạp chất bằng phương pháp phún xạ r.f. magnetron và tính
chất của chúng
3.1 Chế tạo màng mỏng ZnO pha tạp chất Indi (In)
Chúng tôi tiến hành chế tạo màng mỏng ZnO pha tạp In từ bia ZnO pha tạp 2% In2O3 về khối
lượng và khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đế tới tính chất của các màng thu được bằng phương pháp phún

30

33

2 (®é)

24

§é linh ®éng Hall
0.50
8

16

50
40

4

30
20

2

10

0.40

0.35

12

8

4



0
50

100

150

200

250

0

300

o

NhiÖt ®é ®Õ ( C)

Hình 3. 4. Tính chất điện của màng ZnO:In theo nhiệt độ đế
Kích thước tinh thể tính bằng công thức Scherrer là 18, 22, 24, 25, 26, 28 nm đối với 6 mẫu đã chế tạo,
cho thấy sự kết tinh của màng được cải thiện khi nhiệt độ tăng từ 50  300oC.
Điện trở suất của màng thấp nhất 4,5.10-4 cm khi nhiệt độ đế là 150oC, xấp xỉ giá trị điện trở suất
trong những công bố tốt nhất về độ dẫn của ZnO loại n, khi đó nồng độ hạt tải trong mẫu là lớn nhất. Sự
thay đổi của độ linh động Hall là tương đối nhỏ.
100

5
1

6

0
300

400

500

600

700

B-íc sãng (nm)

(a)

800

900

2.5

3.0

3.5

4.0

N¨ng l-îng (eV)


§é linh ®éng Hall (cm2/V.s)

12

50

20

15

15

Nång ®é h¹t t¶i (10 cm-3)

§iÖn trë suÊt (cm)

60

18

16

14

20
3
250

300

60% N 2
40% N 2
20% N 2

0.36

20

30

40

50

60

80

2 Theta

0.32
0

20

40

100

¸p suÊt riªng phÇn cña khÝ N2 (%)

Khảo sát ảnh hưởng của một số chất hoạt hóa lên hình dạng và kích thước của các hạt nano ZnO cho
thấy PVP là một chất hoạt hóa có tác dụng làm giảm kích thước hạt nano, sự giảm kích thước hạt tỉ lệ với
nồng độ PVP sử dụng. Kích thước của các hạt nano ZnO nhỏ nhất có thể tạo ra là khoảng 4-10 nm.
Phổ huỳnh quang của hạt nano ZnO không bọc bằng PVP và bọc PVP với lượng khác nhau rõ ràng
chỉ ra vai trò của PVP trong việc làm giảm các sai hỏng và mức bẫy.
C-êng ®é (®.v.t.y.)

d
c

d) ZnO:Ni
c) ZnO:Co
b) ZnO:Mn
a) không u

20

M (10-3 emu/g)

b
a
d
c
b

10
0
-10

d

-10

-5

0

5

10

15

H (kOe)

Hình 4.17. Phổ huỳnh quang của
hạt nano ZnO (a) không bọc và bọc
PVP với tỉ lệ khác nhau R= 1,2 (b),
0,9 (c), (d) 0,6

Hình 4.18. Đường từ trễ của hạt
nano ZnO trước và sau khi ủ
nhiệt ở 600 oC trong không khí,
trong 3h: (a) Hạt không ủ nhiệt;
(b) 5% Mn; (c) 5% Co (d)5%Ni
Sau khi ủ các mẫu trong không khí ở 600oC, các mẫu ZnO pha tạp kim loại chuyển tiếp bắt đầu thể

hiện tính chất sắt từ. Đối với mẫu ZnO:Mn, đường từ trễ vẫn còn thể hiện tính chất thuận từ, tuy nhiên đoạn
gần gốc tọa độ đã có phần như bị lệch xoắn. Như vậy, các hạt nano ZnO:Mn thể hiện cả tính thuận từ và sắt
từ, ở từ trường lớn tính thuận từ lấn át tính chất sắt từ nên đường M-H có dạng đoạn thẳng, và không có giá
trị từ độ bão hòa.

100
c
50
b
0
360

400

440

480

520

560

B-íc sãng (nm)

Hình 4.29 . Phổ huỳnh quang ở nhiệt độ phòng của các dây nano ZnO có đường kính khác nhau: (a) 60
nm; (b) 120 nm; (c) 200 nm
4.4. Chế tạo mẫu đĩa nano ZnO pha tạp In
Hình 4.30. chỉ ra phổ nhiễu xạ tia X của các mẫu với các hàm lượng tạp chất In khác nhau với nhiệt độ
đế là 500 oC. Phổ nhiễu xạ của mẫu chứa ít In (Hình 4.30a) cho thấy mẫu là đơn pha ZnO có cấu trúc lục
giác dạng wurtzite. Điều này chứng tỏ In chỉ thay thế một phần kẽm trong mạng lục giác. Khi tăng hàm
lượng In, trong mẫu đã xuất hiện thêm các pha mới, đó là các pha In2O3 và Zn3In2O6, nhưng không thấy

20

ZnO

50

60

 (®é)

Hình 4.30. Giản đồ nhiễu xạ tia X của cấu trúc nano ZnO pha tạp In với tỉ lệ mol ZnO:Zn:C:In (a)
5:2:1:0,2; (b) 5:2:1:0,3; (c) 5:2:1:0,6; (d) 5:2:1:0,8; (e) 5:2:1:1; (f) 5:2:1:1,2

8


Hình 4.31. Ảnh SEM của cấu trúc nano ZnO:In với các hàm lượng In khác nhau
Hình dạng của sản phẩm thu được phụ thuộc vào lượng In trong nguồn. Với tỉ lệ In phù hợp ta thu được
cấu trúc đĩa đơn tinh thể.

Hình 4. 42. (a) Ảnh TEM của một đĩa
nano; (b) giản đồ nhiễu xạ electron SAED của đĩa nano ZnO; (c) ảnh TEM phân giải cao của đĩa nano
ZnO chụp theo phương vuông góc bề mặt đĩa
C-êng ®é huúnh quang (®vt®)

o

2.8

DX
BF-1LO

BF
x 700

3.2

3.4

3.6

3.8

N¨ng l-îng (eV)

Hình 4. 45. Phổ huỳnh quang của các đĩa nano ZnO:In được đo ở các nhiệt độ trong khoảng từ 14 K đến 300 K
Tính chất huỳnh quang nhiệt độ thấp của các đĩa nano đã được khảo sát kĩ lưỡng để làm sáng tỏ nguồn
gốc của các đỉnh phát xạ vùng UV. Phổ huỳnh quang trong vùng UV thể hiện một vạch rộng ở khoảng
3,056 eV (kí hiệu là vạch IV) và 3 vạch hẹp (vạch III, II, I) ở 3,225 eV, 3,310 eV, 3,365 eV. Các đỉnh này đã
được tách riêng và fit bằng hàm Gauss để tìm vị trí đỉnh và cường độ tích phân của từng đỉnh. Giá trị thực
nghiệm của vạch I khá khớp với công thức Varshini nên có thể qui cho exciton liên kết donor trung hòa (kí
hiệu bởi DoX). Vạch II được qui cho sự tái hợp của các hạt tải liên kết trên tạp chất với hạt tải tự do trong
vùng được phép (BF), vạch III có thể là vạch lặp lại phonon của vạch II (BF-LO).
Hình 4.48. trình bày phổ kích thích huỳnh quang của các đĩa nano ZnO:In với bước sóng bức xạ
510 nm đo tại các nhiệt độ khác nhau. Trong phổ tại 14 K quan sát thấy ba đỉnh tại 3,444 eV, 3,394 eV và
3,332 eV. Khi nhiệt độ tăng, các đỉnh năng lượng thấp tắt trước, đồng thời các đỉnh đều dịch chuyển về
phía năng lượng thấp. Căn cứ vào vị trí của các đỉnh có thể cho rằng: đỉnh 3,444 eV là do quá trình hấp thụ
exciton tự do, đỉnh 3,394 eV do quá trình hấp thụ exciton liên kết với đono trung hoà, còn đỉnh 3,332 eV là
do chuyển dời vùng hoá trị-đono.

9


3,332
3,394

3.75

4.00

4.25

4.50

N¨ng l-îng (eV)

Hình 4.48. Phổ kích thích huỳnh quang của các đĩa nano ZnO:In
ở các nhiệt độ khác nhau

Chương 5. Một vài khả năng ứng dụng của màng mỏng và vật liệu cấu trúc nano trên cơ sở ZnO
5.1. Sử dụng màng mỏng ZnO để chế tạo cảm biến nhạy ánh sáng tử ngoại
Dòng quang dẫn cực đại đạt được ở bước sóng 365 nm (3,40 eV) và ở bước sóng lớn hơn thì cường
độ dòng điện giảm đi khoảng 50%. Điều này có thể được giải thích là khi bức xạ có năng lượng hν lớn hơn
hoặc bằng độ rộng vùng cấm Eg thì photon có thể làm bật điện tử từ vùng hóa trị lên vùng dẫn. Mỗi photon
như vậy sẽ sinh ra một cặp điện tử và lỗ trống, do đó mật độ phần tử tải điện tăng lên. Với bước sóng lớn
hơn thì dòng quang dẫn đột ngột giảm. Sự giảm đột ngột này tương ứng với độ rộng vùng cấm của ZnO.
Mặt dù sự giảm này không được sắc nét nhưng dòng quang dẫn cũng đã giảm hơn hai lần khi bước sóng
thay đổi từ 365 đến 405 nm. Điều này cho thấy màng ZnO là đủ nhạy để có thể tạo ra sensor nhận biết tia
UV.
Dßng quang dÉn (A)

Dßng quang dÉn (A)

8

6


400

600

800

1000

Thêi gian (s)

Hình 5.6. Đồ thị sự suy giảm
cường độ dòng quang dẫn của
mẫu sau khi ngừng chiếu sáng

5.2. Sử dụng lớp chuyển tiếp dị thể n-ZnO:In/p-Si để chế tạo thiết bị tự động đóng ngắt quang điện
Sau khi đã nghiên cứu tính chất quang và điện của lớp chuyển tiếp n-ZnO:In/p-Si, chúng tôi đã sử
dụng chuyển tiếp này để tạo ra mô hình một thiết bị đóng ngắt quang điện. Thiết bị này gồm 3 thành phần
chính như sau: bộ phận cảm biến (detector), bộ so sánh (comparator) và bộ phận thực thi (executor).

10


C-êng ®é dßng ®iÖn (A)

150
120

ChiÕu s¸ng



Thêi gian (phót)

Hình 5.12. Ảnh hưởng của việc chiếu sáng đến việc sinh dòng quang điện trong chuyển tiếp n ZnO:In/p Si
Cơ chế của thiết bị trên là dựa vào tính chất của lớp chuyển tiếp trên, khi cường độ sáng chiếu vào
thay đổi, detector (trong thiết bị của chúng tôi detector là chuyển tiếp n ZnO:In / p Si) sẽ biến tín hiệu sáng
thành tín hiệu điện.
Bộ so sánh
Comparator

Bộ cảm biến
Detector

Khối thực thi
Executor

Điện áp ngưỡng (có
thể được thay đổi)
Hình 5.13. Sơ đồ khối của đóng
ngắt quang điện
Sau đó tín hiệu điện này sẽ được so sánh với tín hiệu ngưỡng: nếu cường độ sáng chiếu vào mẫu
quá yếu, bộ phận thực thi sẽ bật nguồn sáng (trong mô hình chính là chiếc đèn LED). Trong trường hợp
ngược lại, thì detector thông qua bộ so sánh sẽ yêu cầu bộ phận thực thi ngắt mạch chiếu sáng. Hiệu điện
thế ngưỡng có thể được thay đổi sao cho thời điểm để bật và tắt đèn có thể được thay đổi. Chính hiệu điện
thế ngưỡng có thể thay đổi được sẽ khiến cho thiết bị của chúng tôi trở nên linh hoạt hơn.
5.3. Sử dụng dây và que nano ZnO để chế tạo sensor nhạy độ ẩm
Kết quả phân tích cho thấy độ biến thiên điện trở là một hàm đồng biến vào độ ẩm. Độ ẩm môi trường
càng lớn, độ biến thiên điện trở tỷ đối càng cao, khả năng nhận biết sự thay đổi điện trở thông qua độ ẩm
Kh«ng khÝ


400

0.0

0

20

40

60

80

100

300

§é Èm t-¬ng ®èi (%)

0

100 200 300 400 500 600 700 800

Thêi gian (s)

Hình 5.21. Đồ thị sự phụ thuộc của
biến thiên điện trở tỷ đối vào độ ẩm
của các mẫu dây nano ZnO và
thanh nano ZnO

bình trong vùng ánh sáng nhìn thấy 90%. Giá trị điện trở suất này có thể so sánh với những công bố quốc tế
về độ dẫn của ZnO. Đã tiến hành pha tạp chất P lên màng ZnO bằng phương pháp phún xạ r.f. magnetron.
Điều đáng chú ý nhất là màng ZnO:P chế tạo trong môi trường khí N2 với áp suất riêng phần nhỏ thì độ dẫn
của màng chuyển từ loại n sang loại p và có điện trở suất khá nhỏ.
Bằng phương pháp bốc bay nhiệt đơn giản có sử dụng khí mang là Argon (Ar), đã được chế tạo thành
công và khảo sát tính chất cấu trúc, quang và huỳnh quang của các cấu trúc nano 1 chiều (dây nano ZnO có
sử dụng chất xúc tác Au) và đặc biệt là các cấu trúc dạng đĩa nano ZnO pha tạp In có dạng lục giác (một
cấu trúc ít được biết đến trên thế giới). Ảnh hưởng của các thông số công nghệ lên hình dạng, cấu trúc của
sản phẩm, cũng như cơ chế hình thành của một số cấu trúc đã được khảo sát và phân tích cặn kẽ. Ở điều
kiện tối ưu, các đĩa nano ZnO:In được tạo ra có độ dày vài chục nm và độ dài đường chéo khoảng 4 m còn
các dây nano ZnO cũng có đường kính khoảng 20- 30 nm và chiều dài lên tới vài m.
Đã chế tạo thành công các cấu trúc nano dạng hạt của ZnO và ZnO pha tạp kim loại chuyển tiếp bằng
phương pháp vi sóng. Đây là một phương pháp đơn giản nhưng cho hiệu quả cao vì các sản phẩm có kích
thước nhỏ, độ đồng đều cao. Ảnh hưởng của một số yếu tố quan trọng nhất như dung môi và chất hoạt hóa
lên hình dạng, cấu trúc và tính chất của hạt nano sản phẩm đã được nghiên cứu và giải thích. Kết quả cho
thấy dung môi và chất hoạt hóa có ảnh hưởng mạnh lên hình thái của sản phẩm thu được. Dung môi thích
hợp để tạo ra hạt nano ZnO là propanol 2 và PVP là chất hoạt hóa có tác dụng làm giảm kích thước hạt và
tăng độ bền của các hạt nano trong môi trường dung dịch. Các hạt nano nhỏ nhất có dạng hình cầu và kích
thước trung bình là vào khoảng 5-10 nm.
Các sản phẩm chế tạo được đã được khảo sát một số khả năng ứng dụng, đó là:
Đã chế tạo thành công màng quang trở ZnO có cấu trúc kim loại-bán dẫn-kim loại nhạy tia tử
ngoại.
Đã chế tạo thành công và khảo sát các đặc trưng lớp chuyển tiếp dị thể n-ZnO:In/p-Si có hiệu ứng
pin mặt trời. Chế tạo thành công thiết bị đóng ngắt quang tự động trên cơ sở lớp chuyển tiếp dị thể nZnO:In/ p-Si và có khả năng dùng làm thiết bị đóng ngắt tự động.
Đã chế tạo thành công sensor nhạy độ ẩm khi sử dụng dây nano ZnO và thanh nano ZnO với điện
cực Pt có dạng cài răng lược với độ nhạy tốt và độ bền cao (sai số nhỏ hơn 3% sau một tháng).

13



zinc oxide nanoparticles fabricated by microwave irradiation”, VNU Journal of Science: MathematicsPhysics, 25, pp. 71-76.
8. Nguyen Viet Tuyen, Ta Dinh Canh, Pham Van Ben, Bach Van Sy, Nguyen Xuan Nghia, Tran Thi
Quynh Hoa and Nguyen Ngoc Long (2008), “Preparation of n-ZnO:In/p-Si heterojunction by r.f magnetron
sputtering”, Proceedings of the eleventh Vietnam-German seminar on Physics and Engineering, pp.137-140.
9. Ta Dinh Canh, Nguyen Viet Tuyen, Nguyen Ngoc Long, Hoang Minh Tuan, Bui Nguyen Quoc Trinh
and Zhongrong Shen (2008), “Synthesis of zinc oxide nanopowders via microwave irradiation”, VNU
Journal of Science: Mathematics- Physics, 24, pp. 146-149
10. Nguyễn Việt Tuyên, Tạ Đình Cảnh, Trần Thị Quỳnh Hoa (2007), “Màng mỏng ZnO pha tạp Nitơ và
Phốtpho loại p chế tạo bằng phương pháp phún xạ r.f. Magnetron”, Tuyển tập các báo cáo tại Hội nghị vật lý
chất rắn toàn quốc, tr.342-345.
11. T.T.Q.Hoa, T.D.Canh, N.N.Long, N.V.Tuyen and N.D.Phuong (2007), “Photoluminescence of ZnO
nanostructure prepared by catalyst- assisted vapor-liquid-solid”, A Journal of the ASEAN Committee on
Science & Technology, 24(1), pp.131-137.
12. Nguyễn Việt Tuyên, Tạ Đình Cảnh, Trần Thị Quỳnh Hoa, Đặng Hải Ninh, Ngô Thu Hương, Nguyễn
Duy Phương (2007), “Tính chất cấu trúc, tính chất điện và quang của màng mỏng ZnO:In chế tạo bằng
phương pháp phún xạ r.f magnetron”, Tuyển tập các báo cáo tại Hội nghị vật lý chất rắn toàn quốc, tr. 355358.
13. T.T.Q.Hoa, T.D.Canh, N.N.Long, N.V.Tuyen (2006), “Zinc oxide nanostructure for humidity sensor”,
VNU Journal of Science: Mathematics – Physics, 22(2AP), pp. 69-72.
14. N.V.Tuyen, T.D.Canh, N.T.Huong, T.T.Q.Hoa, N.D.Phuong (2006), “Preparation of transparent and
conductive In2O3 doped ZnO by radio frequency magnetron sputtering”, Proceedings of the seventh Vietnam
German Seminar on Physics and Engineering, pp. 346-349.
15. Nguyen Viet Tuyen, Ta Dinh Canh, Nguyen Ngoc Long and Tran Thi Quynh Hoa (2006), “Zinc/Zinc
oxide core/shell Nanostructures”, Proceedings of the 1st IWOFM and 3rd IWONN Conference, pp. 396-399.
16. Tạ Đình Cảnh, Nguyễn Việt Tuyên, Trần Thị Quỳnh Hoa, Nguyễn Ngọc Long (2005), “Chế tạo và khảo
sát dây nanô ZnO”, Tuyển tập các báo cáo tại Hội nghị Vật lý Toàn quốc lần thứ VI, tr. 1357-1360.
17. Tạ Đình Cảnh, Nguyễn Việt Tuyên, Trần Thị Quỳnh Hoa, Nguyễn Ngọc Long (2005), “Chế tạo và tính
chất của đĩa nanô ZnO pha tạp In”, Tuyển tập các báo cáo tại Hội nghị Vật lý Toàn quốc lần thứ VI, tr. 12771280.

Tài liệu tham khảo tiếng Việt
1. Đàm Trung Đồn, Nguyễn Viết Kính (1990), Vật lý phân tử và nhiệt học, Trường đại học Tổng hợp Hà

lazer ablated zinc oxide thin films”, Appied. Physics Letters 73, pp 572-575.
14. Cha S. N., Jang J. E., Choi Y., Amaratunga G. A. J., Ho G. W., Welland M. E., Hasko D. G., Kang
D.J., and Kim J. M. (2006), “High performance ZnO nanowire field effect transistor using self-aligned
nanogap gate electrodes”, Applied Physics Letters, 89, pp 263102-263105.
15. Chang Y. Q., Wang D. B., Luo X. H., Xu X. Y., Chen X. H., Li L., Chen C. P., Wang R. M., Xu J.,
Yu D. P. (2003), “Synthesis, optical, and magnetic properties of diluted magnetic semiconductor Zn1−xMnxO
nanowires via vapor phase growth”, Applied Physics Leters, 83, pp 4020-4023.
16. Chen X.Y., Fang F., Alan M. C. Ng., Djurišič A. B., Cheah K. W., Ling C. C., Chan W. K., Patrick
W. K. F.,. Lui H. F, and Surya C. (2011), “Nitrogen doped-ZnO/n-GaN heterojunctions”, Journal of Applied
Physics, 109, pp 084330.
17. Chen Z. and Lu C. (2005), “Humidity Sensors: A Review of Materials and Mechanisms”, Sensor
Letters, 3, pp274–295.
18. Chi D.H., Binh L.T.T., Binh N.T., Khanh L.D., and Long N.N. (2006), “Band-edge
photoluminescence in nanocrystalline ZnO: In films prepared by electrostatic spray deposition”, Applied
Surface Science, 252, pp. 2770–2775.


19. Choy J. H., Jang E. S., Won J. H., Chung J. H., Jang D.J., and Kim Y. W. (2004), “Hydrothermal
route to ZnO nanocoral reefs and nanofibers”, Applied Physics Letters, 84(2), pp. 287- 290.
20. Choy J.H., Jang E.S., Won J.H., Chung J.H., Jang D.J., Kim Y.W. (2003), “Soft Solution Route to
Directionally Grown ZnO Nanorod Arrays on Si Wafer Room-Temperature Ultraviolet Lazer”, Advanced
Matter, 15, pp. 1911-1914.
21. Chu D., Zeng Y., Jiang D. (2007), “Controlled growth and properties of Pb2+ doped ZnO nanodisks”,
Materials Research Bulletin, 42, pp. 814–819.
22. Cui J. and Gibson U. (2007), “Low-temperature fabrication of single-crystal ZnO nanopillar photonic
bandgap structures”, Nanotechnology, 18, pp.155302-155308.
23. Cullity B.D. (1978), Elements of X-ray diffractions, Edition-Wesley, Reading, M.A..
24. Dickinson C. (2007), Metal Oxide Porous Single Crystals and Other Nanomaterials: An HRTEM
Study, PhD. Thesis, Faculty of Science of the University of St. Andrews, England.
25. Dietl T. (2002), “Ferromagnetic semiconductors”, Semiconductor Science and Technology, 17,

(2004), “Effects of high-dose Mn implantation into ZnO grown on sapphire”, Applied Physics Letters, 84,
pp.2292-2294.
38. Hinoki T., Yazawa K., Kinoshita K., Ohmi K. (2010), “Ga doped ZnO thin films prepared by RF
plasma assisted DC magnetron sputtering under reductive atmosphere without heating substrates”, Physics
status solidi (c), 7, pp.1559–1561.
39. Hong W. K., Hwang D. K., Park I. K., Jo G., Song S., Park S. J., Lee T., Kim B. J., and Stach E. A.
(2007), “Realization of highly reproducible ZnO nanowire field effect transistors with n-channel depletion
and enhancement modes”, Applied Physics Letters, 90, pp.243103-243106.
40. Hou K., Li C. , Lei W., Zhang X., Gu W. and Engelsen D. (2007), “Surface conduction electron
emission of ZnO nanostructures”, Nanotechnology, 18, pp.335204-335210.
41. Hsu C. L., Chang S. J., Lin Y. R., Li P. C., Lin T. S., Tsai S. Y., Lu T. H. and Chen I. C. (2005),
“Ultraviolet photodetectors with low temperature synthesized vertical ZnO nanowires”, Chemistry Physics
Letters, 416, pp.75-78.
42. Hu Z., Oskam G., and Searson P. C. (2003), “Influence of solvent on the growth of ZnO
nanoparticles”, Journal of Colloid and Interface Science, 263, pp.454–460.
43. Hu H., Yu K., Zhu J., Zhu Z. (2006), “ZnO nanostructures with different morphologies and their field
emission properties”, Applied Surface Science, 252, pp.8410-8413.
44. Huang M. H., Mao S., Feick H., Yan H., Wu Y., Kind H., Weber E., Russo R., and Yang P. (2001),
“Roomtemperature ultraviolet nanowire nanolazers”, Science, 292, pp.1897-1899.
45. Huang Y., Zhang Y., Zhang X., Liu J., He J., Liao Q. (2006), “Structures, growth mechanism and
properties of ZnO nanomaterials fabricated by zinc power evaporation”, NanoScience, 11(4), pp.265-275.
46. Hughes W. L. and Wang Z. L. (2005), “Controlled synthesis and manipulation of ZnO nanorings and
nanobows”, Applied Physics letters, 86, pp. 043106-043110.
47. Hughes W. L., Wang Z. L. (2003), “Nanobelts as nanocantilevers”, Applied Physics Letters, 82,
pp.2886.-2889.
48. Hwang D., Kim H., Lim J., Oh J., Yang J. and Park S. (2005), “Study of photoluminescence of
phosphorous-doped p-type ZnO thin films grown by radio-frequency magnetron sputtering”, Applied Physics
Letters, 86, pp.151917-151923.
49. Hwang D.K., Oh M.S., Lim J.H., Kang C.G., and Park S.J. (2007), “Effect of annealing temperature
and ambient gas on phosphorus doped p-type ZnO”, Applied physics letters, 90, pp. 021106-021109.

property”,
Journal
of
Alloys
and
Compounds,
479(1-2), pp.634-637.
63. Liu C., Yun F., Morkoc H. (2005), “Ferromagnetism of ZnO and GaN: A Review”, Journal of
Materials Science: Materials in electronics, 16, pp.555– 597.
64. Liu C. H., Yiu W. C., Au F. C. K., Ding J. X., Lee C. S., Lee S. T. (2003), “Electrical properties of
zinc oxide nanowires and intramolecular p–n junctions”, Applied Physics Letters, 83, pp.3168-3171.
65. Liu X.M., Zhou Y.C. (2004), “Seed-mediated synthesis of uniform ZnO nanorods in the presence of
polyethylene glycol”, Journal of Crystal Growth, 270, pp.527–534.
66. Liufu S., Xiao H., Li Y. (2004), “Investigation of PEG adsorption on the surface of zinc oxide
nanoparticles”, Powder Technology, 145, pp.20– 24.
67. Look D. C., Claflin B., Alivov Y. I., Park S. J. (2004), “The future of ZnO light emitters”. Physica
status solidi (a), 201, p. 2203-2212.
68. Lu J., Liang Q., Zhang Y., Ye Z. and Fujita S. (2007), “Improved p-type conductivity and acceptor
states in N-doped ZnO thin films”, Journal of Physics D: Applied Physics, 40, pp.3177-3181.


69. Lu J., Zhang Y., Ye Z., Wang L., Zhao B., Huang J. (2003), “p-type ZnO films deposited by DC
reactive magnetron sputtering at different ammonia concentrations”, Materials letters, 57, pp.3311-3314.
70. Martinez B., Sandiumenge F., and Balcells L. (2005), “Structure and magnetic properties of Co-doped
ZnO nano particles”, Physical review B, 72, pp.165202-08.
71. Meng X.Q., Zhao D.X., Zhang J.Y., Shen D.Z., Lu Y.M., Dong L., Xiao Z.Y., Liu Y.C., Fan X.W.
(2005), “Wettability conversion on ZnO nanowire arrays surface modified by oxygen plasma treatment and
annealing”, Chemistry and Physics Letters, 413, pp.450-453.
72. Meulenkamp E.A. (1998), “Synthesis and growth of ZnO nanoparticles”, Physics and Chemistry B, 102(29),
pp.5566-5572.



84. Park W. I., Kim J. S., Yi G.C., Bae M. H., Lee H.J. (2004), “Fabrication and electrical characteristics
of high-performance ZnO nanorod field-effect transistors” , Applied Physics Letters, 85, pp.5052-5055.
85. Park W. I., Kim J. S., Yi G.C., Lee H.J. (2005), “ZnO Nanorod Logic Circuits”, Advanced Material,
17, pp.1393 -1397.
86. Park Y. R., Kim E. K., Jung D., Park T. S. and Kim Y. S. (2008), “Growth of transparent conducting
nano-structured In doped ZnO thin films by pulsed DC magnetron sputtering”, Applied Surface Science, 254,
pp.2250- 2254.
87. Pearton S. J., Norton D. P., Ip K., Heo Y. W., Steiner T. (2005), “Recent progress in processing and
properties of ZnO”, Progress in Material Science, 50, pp.293-340.
88. Qi Q., Zhang T., Qi. Y. R., Zeng Y., Liu L., Yang H. (2008), “Properties of humidity sensing ZnO
nanorods-base sensor fabricated by screen-printing”, Sensors and Actuators B, 133, pp.638–643.
89. Qu X., Jia D. (2009), “Controlled growth and optical properties of Al3+ doped ZnO nanodisks and
nanorod clusters”, Materials Letters, 63, pp.412–414.
90. Rao K. J., Mahesh K. and Kumar S. (2005), “A strategic approach for preparation of oxide
nanomaterials”, Bulletin in Material Science, 28(1), pp. 19–24.
91. Saravanakumar K. (2011), “Structural, Surface Morphological and Electrical Properties of
Nanostructured p-Type ZnO:N Films”, Contemporary Engineering Sciences, 4, pp.119 – 140.
92. Sato K. and Yoshida K. (2001), “Electronic structure and ferromagnetism of transition-metalimpurity-doped zinc oxide”, Physica B: Condensed Matter, 308-310, pp.904-907.
93. Sato K. and Yoshida K. (2002), “First principles materials design for semiconductor spintronics”,
Semiconductor Science and Technology, 17, pp.367-376
94. Shalish I., Temkin H., and Narayanamurti V. (2004), “Size-dependent surface luminescence in ZnO
nanowires”, Physical Review B, 69, pp.245401-245405.
95. Shantheyanda B. P., Todi V.O., Sundaram, K.B, Vijayakumar A. and Oladeji I. (2011),
“Compositional study of vacuum annealed Al doped ZnO thin films obtained by r.f. magnetron sputtering”,
Journal of Vaccum Science and Technology, A29, pp.051514-051523.
96. Sharma P., Gupta A., Rao K. V., Owens F. J., Sharma R., Ahuja R., Osorio J. M., Johansson B.,
Gehring G. A. (2003), “Ferromagnetism above room temperature in bulk and transparent thin films of Mndoped ZnO”, Nature and Material, 2, pp.673-677.
97. Shih Y. T., Chien J. F., Chen M. J., Yang J. R., Shiojiri M. (2011), “P-Type ZnO:P Films Fabricated

pp. R829- R835.
109 . Wang Z.L and Song J. (2006), “Piezoelectric Nanogenerators Based on Zinc Oxide Nanowire
Arrays”, Science, 312, pp.242-246.
110. Wang Z. L., Kong X. J., Gao Y. D. P., Hughes W. L., Jang R. and Zhang Y. (2004),
“Semiconducting and piezoelectric nanostructures induced by Polar surfaces”, Advanced functional material,
14, pp.943-956 .
111. Wang J. X., Sun X. W., Wei A., Lei Y., Cai X. P., Li C. M., and Dong Z. L. (2006), “Zinc oxide
nanocomb biosensor for glucose detection”, Applied Physics letters, 88, pp. 233106-233112.
112. Wang X., Ding Y., Summers C. J., Wang Z. L. (2004), “Large-Scale Synthesis of Six-NanometerWide ZnO Nanobelts”, Journal of Physics and Chemistry B, 108, pp.8773-8777.
113. Wei A., Sun X. W., Xu C. X., Dong Z. L., Yu M. B., and Huang W., (2006), “Stable field emission
from hydrothermally grown ZnO nanotubes”, Applied Physics letters, 88, pp.213102-213105.
114. Wei M., Lei L., Kerr, and David C. L. (2011), “Enhanced p-type Conductivity of Nitrogen Doped
ZnO by Nano/Micro Structured Rods and Zn-Rich Co-Doping”, Process Electronic Materials Letters, 7, pp.
115-119.
115. Xing Y. J., Xi Z. H., Xue Z. Q., Zhang X. D., Song J. H., Wang R. M., Xu J., Song Y., Zhang S.L.,
Yu D. P. (2003), “Optical properties of the ZnO nanotubes synthesized via vapor phase growth”, Applied
Physics letters, 83, pp.1689-1691.


116. Xu C., Yang K., Huang L., Wang H. (2010), “Vertically aligned ZnO nanodisks and their uses in
bulk heterojunction solar cells”, Journal of Renewable Sustainable Energy, 2, pp.053101-053108.
117. Xu C. X., Sun X. W., Dong Z. L., Yu M. B., My T. D., Zhang X. H., Chua S. J. and White T. J.
(2004), “Zinc oxide nanowires and nanorods fabricated by vapour-phase transport at low temperature”,
Nanotechnology, 15, pp.839–842.
118. Xu C. X. and Sun X. W., Dong Z. L., Yu M. B. (2004), “Zinc oxide nanodisk”, Applied Physics
letters, 85(17), pp.3878-3881.
119. Xu C.X., Zhu G.P., Kasim J., Tan S.T., Yang Y., Li X., Shen Z.X., Sun X.W. (2009), “Spatial
distribution of defect in ZnO nanodisks”, Current Applied Physics, 9, pp.573–576.
120. Xu Z. X., Roy V. A. L., Peter S., Michele M., Stefano T., Hei-Feng X., and Chi-Ming C. (2007),
“Nanocomposite field effect transistors based on zinc oxide/polyme blends”, Applied Physics letters, 90,