NCS. Trần Quang Nguyên sẽ bảo vệ Luận án Tiến sĩ cấp Cơ sở Đào tạo.
Ngành: Vật lý Chất rắn
Thời gian: 9g00, Thứ Sáu, ngày 25/08/2023
Địa điểm: F102, Trường ĐH Khoa học Tự nhiên, 227 Nguyễn Văn Cừ, Q5, Tp.HCM
Đề tài: Nghiên cứu chế tạo và khảo sát vật liệu
TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN ÁN:
Vật liệu lớp 2D – Reduced graphene oxide (rGO) được tổng hợp bằng phương pháp hóa học luôn tồn tại các sai hỏng làm cho độ dẫn điện của màng rGO “thuần” bị suy giảm và ảnh hưởng trực tiếp đến tín hiệu nhạy khí của chúng. Do đó, khi có sự hỗ trợ từ các vật liệu nano kim loại thì độ dẫn điện của tổ hợp rGO/nano kim loại được cải thiện rõ rệt bởi vì các nano kim loại sẽ lấp đầy các sai hỏng bề mặt hoặc đóng vai trò như cầu nối các mảng rGO với nhau trong khi các nhóm chức chứa oxi trên bề mặt màng rGO vẫn đảm bảo tương tác với các phân tử khí. Xu hướng kết hợp vật liệu rGO với nano kim loại đã được nhiều phòng thí nghiệm trên thế giới quan tâm nghiên cứu để tăng cường tín hiệu nhạy khí và khả năng hồi phục của các cảm biến trong những năm gần đây.
Vật liệu lớp 2D mới – phosphorene (một dạng đơn lớp của vật liệu phốt pho đen) đang thu hút nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới bởi ngoài những tính chất tương đồng, thậm chí vượt trội hơn rGO về thông số độ rộng vùng cấm (Eggraphene ~ 0eV; Egphosphorene: 0 – 2eV). Vật liệu phốt pho đen được tổng hợp bằng phương pháp ngưng tụ từ pha hơi tuy có sự tương đồng về mặt cấu trúc với vật liệu graphite flake nhưng tính dị hướng về mặt cấu trúc (folding structure) của chúng làm cho màng phosphorene trở nên xốp hơn dẫn đến chúng dễ dàng tương tác với các phân tử khí. Điều này giúp phosphorene ứng dụng không chỉ trong chế tạo cảm biến khí mà còn trong nhiều lĩnh vực khác. Tương tự như rGO, vật liệu phosphorene cũng kết hợp với nano kim loại vàng với mong muốn nâng cao tín hiệu nhạy khí của tổ hợp vật liệu lai mới so với vật liệu phosphorene “thuần”.
Vật liệu polymer dẫn P3HT cũng được nghiên cứu bởi vật liệu P3HT được hoàn nguyên ở dạng màng 2D vẫn có độ dẫn điện rất cao. Điều này cho phép P3HT có thể kết hợp với vật liệu lớp vô cơ 2D (rGO, phosphorene) tạo thành tổ hợp vật liệu lai hữu cơ – vô cơ nhằm tăng cường tín hiệu nhạy khí.
Quy trình kết hợp vật liệu 0D-hạt nano Au (AuNPs), 1D-dây nano Au (AuNRs), MWCNTs với vật liệu lớp 2D vô cơ (rGO, phosphorene) và hữu cơ (P3HT) để tạo thành các tổ hợp ”lai“ (hybrid) tương ứng, cụ thể: rGO/AuNP, phosphorene/AuNPs, phosphorene/AuNRs và P3HT:rGO:MWCNTs (gọi tắt là PGC). Các tổ hợp này là cơ sở để chế tạo các cảm biến khí amoniac. Kết quả là cảm biến khí amoniac (NH3) tạo thành từ các tổ hợp nêu trên đã cho tín hiệu nhạy khí (ΔR/R0) cao hơn so với cảm biến khí tạo thành từ các vật liệu “thuần”. Cụ thể, độ nhạy của tổ hợp rGO-AuNP cao hơn 13,2 lần mẫu rGO “thuần trong khi độ nhạy của tổ hợp phosphorene/AuNPs, phosphorene/AuNRs lần lượt cao hơn 2,1 lần và 3,28 lần so với mẫu phosphorene “thuần”. Đặc biệt, độ nhạy của cảm biến khí tạo thành từ tổ hợp PGC cao hơn 4,16 lần so với mẫu P3HT “thuần, ứng với nồng độ NH3 thấp và quá trình giải hấp hoàn toàn tại nhiệt độ phòng.
Kính mong các Thầy Cô, các bạn NCS, Học viên cao học và sinh viên quan tâm, tham dự.
Trân trọng.