Proceedings - Viện Vật lý

Advances _________________________________________________________________________________in Optics, Photonics, Spectroscopy and Applications. Aug. 2006, Cantho, VietnamTÍNH CHẤT QUANG CỦA Zn 1-x Co x O TỔNG HỢPBẰNG PHƢƠNG PHÁP THUỶ NHIỆTTrịnh Thị Loan, Nguyễn Ngọc Long, Lê Hồng Hà, Phùng Thị HƣơngKhoa Vật lý, Trường ĐHKHTN - ĐHQG - Hà Nội334 - Nguyễn Trãi - Hà NộiTóm tắt: Các mẫu ôxít kẽm pha tạp coban Zn 1-x Co x O (x = 0,01 và 0,10) đã đượctổng hợp bằng quá trình thuỷ nhiệt ở 150 o C và 200 o C trong 1 giờ. Cấu trúc tinhthể, kích thước, hình dạng mẫu tổng hợp được xác định qua giản đồ nhiễu xạ tia Xvà ảnh SEM. Phổ huỳnh quang và kích thích huỳnh quang của các mẫu tổng hợpđã được khảo sát ở các nhiệt độ khác nhau. Phổ huỳnh quang và kích thích huỳnhquang cho thấy ion Co 2+ định xứ ở vị trí tứ diện trong tinh thể.Từ khoá: Phương pháp thuỷ nhiệt, phổ huỳnh quang, Zn 1-x Co x O.1. Mở đầuTrong những năm gần đây, vật liệu ZnO đã thu hút sự chú ý của nhiều nhómnghiên cứu bởi các tính chất quý báu cũng như khả năng ứng dụng của nó [1, 2].Đặc biệt khi được pha tạp kim loại chuyển tiếp như Mn, Co, Fe…, do tương tác traođổi giữa các hạt tải điện tự do với các ion kim loai chuyển tiếp thay thế Zn 2+ , ngoàicác tính chất của chất bán dẫn, ZnO còn có tính chất từ và được gọi là vật liệu bándẫn từ pha loãng. Loại vật liệu này hứa hẹn nhiều khả năng ứng dụng, chúng có thểsử dụng làm vật liệu spintronics như các linh kiện phát ánh sáng phân cực, các chíptích hợp bộ nhớ và chức năng vi xử lý, các linh kiện từ [3, 4]…Trong bài báo này chúng tôi trình bày các kết quả nghiên cứu tổng hợp vật liệuZn 1-x Co x O bằng phương pháp thuỷ nhiệt (x = 0,01 và 0,10), các tính chất cấu trúc,hình thái học và huỳnh quang cũng như kích thích huỳnh quang của chúng.2. Thực nghiệmCác mẫu Zn 1-x Co x O (x = 0,01 và 0,10) được tổng hợp từ Zn(NO 3 ) 2 . 6H 2 O,Co(NO 3 ) 2 . 6H 2 O theo tỷ lệ mol Zn 2+ : Co 2+ = (1-x) : x. Quy trình tổng hợp của cácmẫu được mô tả theo sơ đồ hình 1. Lấy 3,00 g Zn(NO 3 ) 2 . 6H 2 O và 0,65 g CO(NH 2 ) 2hoà tan hoàn toàn vào 175 ml nước cất hai lần. Cho vào hỗn hợp dung dịch đó 5,09ml Co(NO 3 ) 2 0,02M với mẫu x = 0,01 hoặc 5,56 ml Co(NO 3 ) 2 0,2M với mẫu x =0,10, khuấy đều trong 30 phút. Bổ sung một lượng dung dịch NaOH 10M, C 2 H 5 OH,khuấy đều và nâng nhiệt độ hỗn hợp dung dịch lên 150 o C. Giữ ở nhiệt độ đó trong30 phút, tiếp tục nâng nhiệt độ hỗn hợp dung dịch lên 200 o C. Sau khi đặt ổn định ởnhiệt độ đó trong 5 phút, lại hạ nhiệt độ hỗn hợp dung dịch xuống 150 o C và giữtrong 25 phút. Sau quá trình này thu được sản phẩm kết tủa màu xanh. Mẫu x = 0,10có màu xanh đậm hơn so với mẫu x = 0,01.45