Xem mẫu
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
PHẠM VĂN TÕNG
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU WO3 CẤU TRÖC NANO
BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA NHẰM ỨNG DỤNG TRONG
CẢM BIẾN KHÍ NO2 VÀ NH3
Chuyên ngành: Vật liệu điện tử
Mã số: 62440123
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU
Hà Nội - 2016
Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Người hướng dẫn khoa học:
Hướng dẫn 1: PGS. TS. NGUYỄN ĐỨC HÒA
Hướng dẫn 2: TS. VŨ VĂN QUANG
Phản biện 1: GS. TS. Nguyễn Năng Định
Phản biện 2: GS. TS. Phan Hồng Khôi
Phản biện 3: PGS. TS. Nguyễn Văn Hùng
Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường họp
tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Vào hồi............giờ..........ngày........tháng...........năm
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
1. Thư viện Tạ Quang Bửu – Trường ĐHBK Hà Nội
2. Thư viện Quốc gia Việt Nam
DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN
1. Pham Van Tong, Hoang Quoc Khanh, Nguyen Van Hieu, Nguyen Duc Hoa
(ICAMN 2012), Large-scale Tungsten Oxide Nanorods based NO2 Gas
Sensor: Materials Fabrication and Gas-Sensing Characteristics. International
Conference on Advanced Material and Nanotechnology, Ha Noi University of
Science and Technology, p. 24-27.
2. Pham Van Tong, Nguyen Duc Hoa, Vu Van Quang, Nguyen Van Duy,
Nguyen Van Hieu (2013), Diameter Controlled Synthesis of Tungsten Oxide
Nanorod Bundles for Highly Sensitive NO2 Gas Sensors, Sensors and
Actuators B Chem, 183, pp. 372-380. (IF2011: 3,89).
3. Lương Trung Sơn, Phạm Văn Tòng, Đỗ Đăng Trung, Nguyễn Thành Đạt, Vũ
Văn Quang, Nguyễn Đức Hòa, Nguyễn Văn Hiếu (SPMS2013), “Chế tạo cảm
biến khí NO2 bằng phương pháp phun phủ trên cơ sở vật liệu nano WO3 tổng
hợp bằng phản ứng thủy nhiệt, Báo cáo tại Hội nghị Vật lý chất rắn và Khoa
học vật liệu toàn quốc lần thứ 8, Thái Nguyên, tr. 337-340.
4. Pham Van Tong, Nguyen Duc Hoa, Nguyen Duc Quang, Nguyen Van Hieu
(2014), Tungsten oxide urchin-flowers and nanobundles: Effect of synthesis
conditions and heat treatment on assembly and gas-sensing
characteristics, Science of Advanced Materials, 6, pp. 1081-1090 (IF2013:
2,90).
5. Pham Van Tong, Tran Van Dang, Dinh Van Thiem, Nguyen Duc Hoa,
Nguyen Van Hieu (ICAMN 2014), “Hydrothermal Synthesis of
Nanostructured Tungsten Oxide: Effect of pH on the Morphology and Gassensing Characteristics”, International Conference on Advanced Material and
Nanotechnology, Ha Noi University of Science and Technology, 2014, p. 116120.
6. Pham Van Tong, Nguyen Duc Hoa, Nguyen Van Duy, Van Hieu Nguyen
(2015), Micro-wheels Composed of Self-Assembled Tungsten Oxide Nanorods
for Highly Sensitive Detection of Low Level Toxic Chlorine Gas, RSC
Advance, 5, pp. 25204–25207. (IF2013: 3,70).
7. Phạm Văn Tòng, Chu Thị Quý, Nguyễn Văn Dũng, Lâm Văn Năng, Vũ Văn
Quang, Nguyễn Đức Hòa, Nguyễn Văn Hiếu (SPMS2015), Ảnh hưởng của pH
lên các hình thái khác nhau của vật liệu WO3 nhằm ứng dụng cho cảm biến
khí, Báo cáo tại Hội nghị Vật lý chất rắn và Khoa học vật liệu toàn quốc lần
thứ 9, Tp. Hồ Chí Minh, tr.703-707.
8. Pham Van Tong, Nguyen Duc Hoa, Nguyen Van Duy, Dang Thi Thanh Le,
Nguyen Van Hieu (2016), Enhancement of gas-sensing characteristics of
hydrothermally synthesized WO3 nanorods by surface decoration with Pd
nanoparticles, Sensors and Actuators B Chem, 223, pp. 453-460 (IF2014:
4,09).
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cảm biến khí đã và đang được nghiên cứu phát triển rất mạnh mẽ vì chúng
được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: phát hiện các loại
khí độc hại (NH3, CO2, H2S, NO2,v.v), khí dễ cháy nổ (H2, CH4, LPG, v.v.), giám
sát lượng khí thải từ các phương tiện giao thông và các quá trình đốt khác, khí
gây hiệu ứng nhà kính (CO2, CH4), phân tích hơi thở để chẩn đoán bệnh trong y
tế, và kiểm soát chất lượng trong các ngành công nghiệp hóa chất, thực phẩm và
mỹ phẩm [42,56,97,192]. Do đó, việc phát triển các loại cảm biến có khả năng
phát hiện sớm một hàm lượng nhỏ các khí độc từ nồng độ ppb đến ppm là hết
sức cần thiết bởi chúng giúp con người tránh được ảnh hưởng của những chất
độc đó và cải thiện chất lượng môi trường.
Cảm biến khí trên cơ sở sự thay đổi độ dẫn thường có cấu trúc đơn giảm,
dễ chế tạo, chi phí thấp, kết hợp với độ đáp ứng và độ nhạy cao [107,128]. Vật
liệu sử dụng để chế tạo màng nhạy khí thường là vật liệu ôxít kim loại bán dẫn
(MOS) vì nó đáp ứng được các yêu cầu về độ đáp ứng, độ nhạy, độ ổn định và có
thể làm việc được trong môi trường khắc nghiệc có nhiệt độ cao như ZnO, SnO2,
WO3, In2O3, NiO, v.v.. Vật liệu có cấu trúc nano thì có diện tích riêng bề mặt lớn
đồng nghĩa với việc tăng được diện tích hấp phụ khí và có thể tăng được độ
nhạy, độ đáp ứng [37,107,134,137]. Ngoài ra, biến tính bề mặt của các cấu trúc
nano bằng kim loại quý có tính xúc tác như Au, Ag, Pd, v.v. có thể tăng độ đáp
ứng, tăng tính chọn lọc và giảm nhiệt độ làm việc của cảm biến khí [5,14,107].
Trên những cơ sở phân tích trên, tác giả và tập thể hướng dẫn lựa chọn đề
tài nghiên cứu của luận án là: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu WO3 cấu trúc nano
bằng phương pháp hóa nhằm ứng dụng trong cảm biến khí NO2 và NH3”.
Theo hướng nghiên cứu này, mục tiêu, phương pháp nghiên cứu, ý nghĩa khoa
học, ý nghĩa thực tiễn và các kết quả mới đạt được của luận án được trình bày
như sau:
2. Mục tiêu của luận án: (i) Nghiên cứu tổng hợp thành công các cấu trúc nano
của vật liệu ôxít kim loại bán dẫn WO3 có hình thái khác nhau bằng phương pháp
thủy nhiệt và nhiệt dung môi. Điều khiển được một số hình thái học, kích thước
của các cấu trúc nano bằng chất hoạt động bề mặt, bằng các điều kiện thủy nhiệt
khác nhau như độ pH, nhiệt độ, dung môi. (ii) Chế tạo được các loại cảm biến
trên cơ sở màng nhạy khí là vật liệu nano WO3 có cấu trúc hình thái học khác
nhau. Khảo sát và so sánh tính chất nhạy khí của chúng đối với hai loại khí độc
là NO2 và NH3 để từ đó đưa ra được hướng lựa chọn vật liệu để chế tạo cảm biến
khí có độ đáp ứng cao, độ nhạy và độ chọn lọc cao. (iii) Nghiên cứu biến tính
thành công hạt nano Pd trên bề mặt vật liệu nano WO3 bằng phương pháp hóa,
đồng thời khảo sát tính chất nhạy khí của cảm biến trên cơ sở vật liệu nano WO3
biến tính đối với khí NH3, từ đó có thể phát triển cảm biến NH3 độ nhạy cao. So
sánh các thông số đặc trưng giữa cảm biến trên cơ sở vật liệu nano WO3 không
biến tính với cảm biến trên cơ sở WO3 được biến tính bề mặt bằng hạt nano Pd
1
để có những hiểu biết sâu sắc hơn về cơ chế nhạy khí của vật liệu biến tính và
không biến tính.
3. Phƣơng pháp nghiên cứu: Luận án được thực hiện trên cơ sở các kết quả
nghiên cứu thực nghiệm và hệ thống các công trình nghiên cứu đã được công bố.
Cụ thể, các phương pháp hóa ướt như thủy nhiệt, nhiệt dung môi và khử trực tiếp
được lựa chọn để chế tạo vật liệu. Các công nghệ màng dày như phun phủ, in
lưới và nhỏ phủ được lựa chọn để chế tạo cảm biến. Hình thái vật liệu, vi cấu
trúc của vật liệu được chúng tôi tiến hành phân tích bằng kính hiển vi điện tử
quét phát xạ trường (FE-SEM), hiển vi điện tử truyền qua (TEM), hiển vi điện tử
truyền qua phân giải cao (HR-TEM) và Giản đồ nhiễu xạ điện tử tia X (XRD).
Tính chất nhạy khí của cảm biến được nghiên cứu qua các phép đo điện trở của
màng nhạy khí theo thời gian trong môi trường không khí khô so với môi trường
khí đo trên hệ đo nhạy khí tại Viện Đào tạo Quốc tế về Khoa học Vật liệu
(ITIMS), Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Các nồng độ khí chuẩn dùng cho
nghiên cứu được tạo ra theo nguyên lý trộn thể tích bằng các bộ điều khiển lưu
lượng khí (MFC) từ các khí chuẩn ban đầu.
4. Ý nghĩa khoa học của luận án: Đóng góp lớn nhất của luận án đó là phát
triển được phương pháp thủy nhiệt, và nhiệt dung môi cho phép chế tạo vật liệu
WO3 với các hình thái khác nhau có thể ứng dụng trong cảm biến khí thế hệ mới.
Luận án cũng đóng góp những hiểu biết quan trọng về các đặc tính nhạy khí của
vật liệu ôxít bán dẫn có cấu trúc nano, cụ thể là vật liệu WO3 và Pd-WO3. Trên
cơ sở những hiểu biết về tính chất nhạy khí của vật liệu ôxít bán dẫn, chúng ta có
thể phát triển được các loại cảm biến khí thế hệ mới trên cơ sở vật liệu ôxít bán
dẫn có cấu trúc nano một chiều với nhiều tính năng vượt trội như độ đáp ứng rất
cao, độ nhạy cao so với các cảm biến khí truyền thống trên cơ sở vật liệu ôxít
bán dẫn dạng khối, dạng màng dầy và dạng màng mỏng.
5. Ý nghĩa thực tiễn của luận án: Tác giả đã phát triển được các phương pháp
chế tạo vật liệu nano phù hợp với điều kiện công nghệ và thiết bị tại Việt Nam.
Các kết quả nghiên cứu mà luận án đặt được là cơ sở khoa học quan trọng có thể
thu hút được sự tham gia của các nhà khoa học trong và ngoài nước trong việc
lựa chọn các cấu trúc nano thích hợp để phát triển các bộ cảm biến khí có độ đáp
ứng cao, độ nhạy cao để có thể phát hiện được các loại khí độc hại ở nồng độ rất
thấp từ ppb đến ppm nhằm ứng dụng trong một số lĩnh vực như quan trắc môi
trường khí, y tế, an toàn thực phẩn, kiểm soát khí thải cũng như các loại cảm
biến trong lĩnh vực an ninh, quốc phòng. Ngoài ra, vật liệu chế tạo được cũng có
thể được ứng dụng trong một vài lĩnh vực khác như quang xúc tác, pin mặt trời,
v.v..
6. Các kết quả mới của luận án đạt đƣợc:
- Bằng phương pháp thủy nhiệt và nhiệt dung môi tác giả đã tổng hợp được
nhiều cấu trúc nano WO3 có hình thái khác nhau. Đặc biệt, bằng phương pháp
thủy nhiệt tác giả đã điều khiển được kích thước và hình thái của bó thanh nano
với các thanh nano có đường kính trung bình khoảng 20 nm. Còn bằng phương
2
nguon tai.lieu . vn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
PHẠM VĂN TÕNG
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU WO3 CẤU TRÖC NANO
BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA NHẰM ỨNG DỤNG TRONG
CẢM BIẾN KHÍ NO2 VÀ NH3
Chuyên ngành: Vật liệu điện tử
Mã số: 62440123
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU
Hà Nội - 2016
Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Người hướng dẫn khoa học:
Hướng dẫn 1: PGS. TS. NGUYỄN ĐỨC HÒA
Hướng dẫn 2: TS. VŨ VĂN QUANG
Phản biện 1: GS. TS. Nguyễn Năng Định
Phản biện 2: GS. TS. Phan Hồng Khôi
Phản biện 3: PGS. TS. Nguyễn Văn Hùng
Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường họp
tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Vào hồi............giờ..........ngày........tháng...........năm
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
1. Thư viện Tạ Quang Bửu – Trường ĐHBK Hà Nội
2. Thư viện Quốc gia Việt Nam
DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN
1. Pham Van Tong, Hoang Quoc Khanh, Nguyen Van Hieu, Nguyen Duc Hoa
(ICAMN 2012), Large-scale Tungsten Oxide Nanorods based NO2 Gas
Sensor: Materials Fabrication and Gas-Sensing Characteristics. International
Conference on Advanced Material and Nanotechnology, Ha Noi University of
Science and Technology, p. 24-27.
2. Pham Van Tong, Nguyen Duc Hoa, Vu Van Quang, Nguyen Van Duy,
Nguyen Van Hieu (2013), Diameter Controlled Synthesis of Tungsten Oxide
Nanorod Bundles for Highly Sensitive NO2 Gas Sensors, Sensors and
Actuators B Chem, 183, pp. 372-380. (IF2011: 3,89).
3. Lương Trung Sơn, Phạm Văn Tòng, Đỗ Đăng Trung, Nguyễn Thành Đạt, Vũ
Văn Quang, Nguyễn Đức Hòa, Nguyễn Văn Hiếu (SPMS2013), “Chế tạo cảm
biến khí NO2 bằng phương pháp phun phủ trên cơ sở vật liệu nano WO3 tổng
hợp bằng phản ứng thủy nhiệt, Báo cáo tại Hội nghị Vật lý chất rắn và Khoa
học vật liệu toàn quốc lần thứ 8, Thái Nguyên, tr. 337-340.
4. Pham Van Tong, Nguyen Duc Hoa, Nguyen Duc Quang, Nguyen Van Hieu
(2014), Tungsten oxide urchin-flowers and nanobundles: Effect of synthesis
conditions and heat treatment on assembly and gas-sensing
characteristics, Science of Advanced Materials, 6, pp. 1081-1090 (IF2013:
2,90).
5. Pham Van Tong, Tran Van Dang, Dinh Van Thiem, Nguyen Duc Hoa,
Nguyen Van Hieu (ICAMN 2014), “Hydrothermal Synthesis of
Nanostructured Tungsten Oxide: Effect of pH on the Morphology and Gassensing Characteristics”, International Conference on Advanced Material and
Nanotechnology, Ha Noi University of Science and Technology, 2014, p. 116120.
6. Pham Van Tong, Nguyen Duc Hoa, Nguyen Van Duy, Van Hieu Nguyen
(2015), Micro-wheels Composed of Self-Assembled Tungsten Oxide Nanorods
for Highly Sensitive Detection of Low Level Toxic Chlorine Gas, RSC
Advance, 5, pp. 25204–25207. (IF2013: 3,70).
7. Phạm Văn Tòng, Chu Thị Quý, Nguyễn Văn Dũng, Lâm Văn Năng, Vũ Văn
Quang, Nguyễn Đức Hòa, Nguyễn Văn Hiếu (SPMS2015), Ảnh hưởng của pH
lên các hình thái khác nhau của vật liệu WO3 nhằm ứng dụng cho cảm biến
khí, Báo cáo tại Hội nghị Vật lý chất rắn và Khoa học vật liệu toàn quốc lần
thứ 9, Tp. Hồ Chí Minh, tr.703-707.
8. Pham Van Tong, Nguyen Duc Hoa, Nguyen Van Duy, Dang Thi Thanh Le,
Nguyen Van Hieu (2016), Enhancement of gas-sensing characteristics of
hydrothermally synthesized WO3 nanorods by surface decoration with Pd
nanoparticles, Sensors and Actuators B Chem, 223, pp. 453-460 (IF2014:
4,09).
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cảm biến khí đã và đang được nghiên cứu phát triển rất mạnh mẽ vì chúng
được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: phát hiện các loại
khí độc hại (NH3, CO2, H2S, NO2,v.v), khí dễ cháy nổ (H2, CH4, LPG, v.v.), giám
sát lượng khí thải từ các phương tiện giao thông và các quá trình đốt khác, khí
gây hiệu ứng nhà kính (CO2, CH4), phân tích hơi thở để chẩn đoán bệnh trong y
tế, và kiểm soát chất lượng trong các ngành công nghiệp hóa chất, thực phẩm và
mỹ phẩm [42,56,97,192]. Do đó, việc phát triển các loại cảm biến có khả năng
phát hiện sớm một hàm lượng nhỏ các khí độc từ nồng độ ppb đến ppm là hết
sức cần thiết bởi chúng giúp con người tránh được ảnh hưởng của những chất
độc đó và cải thiện chất lượng môi trường.
Cảm biến khí trên cơ sở sự thay đổi độ dẫn thường có cấu trúc đơn giảm,
dễ chế tạo, chi phí thấp, kết hợp với độ đáp ứng và độ nhạy cao [107,128]. Vật
liệu sử dụng để chế tạo màng nhạy khí thường là vật liệu ôxít kim loại bán dẫn
(MOS) vì nó đáp ứng được các yêu cầu về độ đáp ứng, độ nhạy, độ ổn định và có
thể làm việc được trong môi trường khắc nghiệc có nhiệt độ cao như ZnO, SnO2,
WO3, In2O3, NiO, v.v.. Vật liệu có cấu trúc nano thì có diện tích riêng bề mặt lớn
đồng nghĩa với việc tăng được diện tích hấp phụ khí và có thể tăng được độ
nhạy, độ đáp ứng [37,107,134,137]. Ngoài ra, biến tính bề mặt của các cấu trúc
nano bằng kim loại quý có tính xúc tác như Au, Ag, Pd, v.v. có thể tăng độ đáp
ứng, tăng tính chọn lọc và giảm nhiệt độ làm việc của cảm biến khí [5,14,107].
Trên những cơ sở phân tích trên, tác giả và tập thể hướng dẫn lựa chọn đề
tài nghiên cứu của luận án là: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu WO3 cấu trúc nano
bằng phương pháp hóa nhằm ứng dụng trong cảm biến khí NO2 và NH3”.
Theo hướng nghiên cứu này, mục tiêu, phương pháp nghiên cứu, ý nghĩa khoa
học, ý nghĩa thực tiễn và các kết quả mới đạt được của luận án được trình bày
như sau:
2. Mục tiêu của luận án: (i) Nghiên cứu tổng hợp thành công các cấu trúc nano
của vật liệu ôxít kim loại bán dẫn WO3 có hình thái khác nhau bằng phương pháp
thủy nhiệt và nhiệt dung môi. Điều khiển được một số hình thái học, kích thước
của các cấu trúc nano bằng chất hoạt động bề mặt, bằng các điều kiện thủy nhiệt
khác nhau như độ pH, nhiệt độ, dung môi. (ii) Chế tạo được các loại cảm biến
trên cơ sở màng nhạy khí là vật liệu nano WO3 có cấu trúc hình thái học khác
nhau. Khảo sát và so sánh tính chất nhạy khí của chúng đối với hai loại khí độc
là NO2 và NH3 để từ đó đưa ra được hướng lựa chọn vật liệu để chế tạo cảm biến
khí có độ đáp ứng cao, độ nhạy và độ chọn lọc cao. (iii) Nghiên cứu biến tính
thành công hạt nano Pd trên bề mặt vật liệu nano WO3 bằng phương pháp hóa,
đồng thời khảo sát tính chất nhạy khí của cảm biến trên cơ sở vật liệu nano WO3
biến tính đối với khí NH3, từ đó có thể phát triển cảm biến NH3 độ nhạy cao. So
sánh các thông số đặc trưng giữa cảm biến trên cơ sở vật liệu nano WO3 không
biến tính với cảm biến trên cơ sở WO3 được biến tính bề mặt bằng hạt nano Pd
1
để có những hiểu biết sâu sắc hơn về cơ chế nhạy khí của vật liệu biến tính và
không biến tính.
3. Phƣơng pháp nghiên cứu: Luận án được thực hiện trên cơ sở các kết quả
nghiên cứu thực nghiệm và hệ thống các công trình nghiên cứu đã được công bố.
Cụ thể, các phương pháp hóa ướt như thủy nhiệt, nhiệt dung môi và khử trực tiếp
được lựa chọn để chế tạo vật liệu. Các công nghệ màng dày như phun phủ, in
lưới và nhỏ phủ được lựa chọn để chế tạo cảm biến. Hình thái vật liệu, vi cấu
trúc của vật liệu được chúng tôi tiến hành phân tích bằng kính hiển vi điện tử
quét phát xạ trường (FE-SEM), hiển vi điện tử truyền qua (TEM), hiển vi điện tử
truyền qua phân giải cao (HR-TEM) và Giản đồ nhiễu xạ điện tử tia X (XRD).
Tính chất nhạy khí của cảm biến được nghiên cứu qua các phép đo điện trở của
màng nhạy khí theo thời gian trong môi trường không khí khô so với môi trường
khí đo trên hệ đo nhạy khí tại Viện Đào tạo Quốc tế về Khoa học Vật liệu
(ITIMS), Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Các nồng độ khí chuẩn dùng cho
nghiên cứu được tạo ra theo nguyên lý trộn thể tích bằng các bộ điều khiển lưu
lượng khí (MFC) từ các khí chuẩn ban đầu.
4. Ý nghĩa khoa học của luận án: Đóng góp lớn nhất của luận án đó là phát
triển được phương pháp thủy nhiệt, và nhiệt dung môi cho phép chế tạo vật liệu
WO3 với các hình thái khác nhau có thể ứng dụng trong cảm biến khí thế hệ mới.
Luận án cũng đóng góp những hiểu biết quan trọng về các đặc tính nhạy khí của
vật liệu ôxít bán dẫn có cấu trúc nano, cụ thể là vật liệu WO3 và Pd-WO3. Trên
cơ sở những hiểu biết về tính chất nhạy khí của vật liệu ôxít bán dẫn, chúng ta có
thể phát triển được các loại cảm biến khí thế hệ mới trên cơ sở vật liệu ôxít bán
dẫn có cấu trúc nano một chiều với nhiều tính năng vượt trội như độ đáp ứng rất
cao, độ nhạy cao so với các cảm biến khí truyền thống trên cơ sở vật liệu ôxít
bán dẫn dạng khối, dạng màng dầy và dạng màng mỏng.
5. Ý nghĩa thực tiễn của luận án: Tác giả đã phát triển được các phương pháp
chế tạo vật liệu nano phù hợp với điều kiện công nghệ và thiết bị tại Việt Nam.
Các kết quả nghiên cứu mà luận án đặt được là cơ sở khoa học quan trọng có thể
thu hút được sự tham gia của các nhà khoa học trong và ngoài nước trong việc
lựa chọn các cấu trúc nano thích hợp để phát triển các bộ cảm biến khí có độ đáp
ứng cao, độ nhạy cao để có thể phát hiện được các loại khí độc hại ở nồng độ rất
thấp từ ppb đến ppm nhằm ứng dụng trong một số lĩnh vực như quan trắc môi
trường khí, y tế, an toàn thực phẩn, kiểm soát khí thải cũng như các loại cảm
biến trong lĩnh vực an ninh, quốc phòng. Ngoài ra, vật liệu chế tạo được cũng có
thể được ứng dụng trong một vài lĩnh vực khác như quang xúc tác, pin mặt trời,
v.v..
6. Các kết quả mới của luận án đạt đƣợc:
- Bằng phương pháp thủy nhiệt và nhiệt dung môi tác giả đã tổng hợp được
nhiều cấu trúc nano WO3 có hình thái khác nhau. Đặc biệt, bằng phương pháp
thủy nhiệt tác giả đã điều khiển được kích thước và hình thái của bó thanh nano
với các thanh nano có đường kính trung bình khoảng 20 nm. Còn bằng phương
2