CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC THANH TiO₂ GẮN KẾT VỚI CÁC CHẤM LƯỢNG TỬ BÁN DẪN CdTe

Phạm Thị Thủy; Nguyễn Thanh Quyên

doi:10.34238/tnu-jst.12554

CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC THANH TiO₂ GẮN KẾT VỚI CÁC CHẤM LƯỢNG TỬ BÁN DẪN CdTe

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 11/04/25 Ngày hoàn thiện: 16/06/25 Ngày đăng: 17/06/25

Các tác giả

1. Phạm Thị Thủy , Trường Đại học Sài Gòn
2. Nguyễn Thanh Quyên, 1)Trường Đại học Sài Gòn, 2)Trường THPT Lê Thị Hồng Gấm

Tóm tắt

Trong nghiên cứu này, các thanh nano TiO₂ gắn kết với các chấm lượng tử bán dẫn CdTe được chế tạo bằng phương pháp thuỷ nhiệt. Hình dạng, kích thước, đặc trưng dao động và các tính chất quang của các mẫu được nghiên cứu thông qua ảnh SEM, HRTEM, phổ tán xạ Raman, phổ hấp thụ và phổ phát xạ huỳnh quang. Kết quả cho thấy các chấm lượng tử CdTe có kích thước khoảng 7-8 nm đã gắn kết thành công với các thanh nano TiO₂ có đường kính khoảng 70-80 nm. Phổ hấp thụ UV-Vis cho thấy sự mở rộng đáng kể vùng hấp thụ quang học từ tử ngoại sang khả kiến sau khi gắn CdTe. Phổ huỳnh quang ghi nhận đỉnh phát xạ mạnh đặc trưng của các các chấm lượng tử CdTe ở ~ 660 nm, chứng minh tính hiệu quả của việc tạo dị thể bán dẫn TiO₂/CdTe. Việc gắn kết các chấm lượng tử CdTe lên thanh TiO₂ đã cải thiện rõ rệt tính chất quang học của vật liệu, đặc biệt là mở rộng vùng hấp thụ sang vùng ánh sáng khả kiến và thay đổi đặc tính phát xạ. Đây là tiền đề quan trọng để phát triển các thiết bị quang điện tử, pin mặt trời, cảm biến quang hoặc hệ xúc tác quang hiệu quả cao.

Từ khóa

Thanh nano TiO2; CdTe; Chấm lượng tử; Tính chất quang; Chất bán dẫn

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] P. Phalswal, A. P. Raj, V. Singh, D. Khanna, and P. K. Khanna, “Green light emitting hydrophilic CdTe quantum dots with magic size signature,” Next Materials, vol. 3, 2024, Art. no. 100041.

[2] J. Yang and X. Zhong, “CdTe based quantum dot sensitized solar cells with efficiency exceeding 7% fabricated from quantum dots prepared in aqueous media,” J. Mater. Chem. A, vol. 4, pp. 16553-16561, 2016.

[3] H. Wu, W. Zhang, K. Li, and C. Liu, “Optical properties of CdTe quantum dots in silicate glasses containing CaO,” Optical Materials, vol. 148, 2024, Art. no. 114897.

[4] X. C. Nguyen, T. H. Nguyen, T. L. Nguyen, T. K. L. Vu, D. T. Luong, V. D. Phan, Q. B. Nguyen, and T. T. Pham, “Photoluminescence properties of CdTe/CdTeSe/CdSe core/alloyed/shell type-II quantum dots,” Journal of Alloys and Compounds, vol. 787, no. 30, pp. 823-830, 2019.

[5] M. A. Mahadik, G.W. An, S. David, S.H. Choi, M. Cho, and J. S. Jang, "Fabrication of A/R- TiO₂ composite for enhanced photoelectrochemical performance: Solar hydrogen generation and dye degradation," Appl. Surf. Sci, vol. 426, pp. 833-843, 2017.

[6] Y. Zhao, X. Gu, and Y. Qiang, "Influence of growth time and annealing on rutile TiO₂ single-crystal nanorod arrays synthesized by hydrothermal method in dye-sensitized solar cells," Thin Solid Films, vol. 520, no. 7, pp. 2814-2818, 2012.

[7] H. Hafez, Z. Lan, Q. Li, and J. Wu, "High-efficient dye-sensitized solar cell based on novel TiO₂ nanorod/ nanoparticle bilayer electrode," Nanotechnol. Sci. Appl, vol. 3, pp. 45-51, 2010.

[8] W. J. Lee and M. H. Hon, "An ultraviolet photo-detector based on TiO₂/water soild-liquid heterojunction," Appl. Phys. Lett, vol. 99, no. 25, 2011, Art. no. 251102.

[9] Z. Zhou, S.Yuan, J. Fan, Z. Hou, W.Zhou, Z. Du, and S.Wu, "CuInS₂ quantum dot-sensitized TiO₂ nanorod array photoelectrodes: synthesis and performance optimizatio," Nanoscale Research Letters, vol. 7, 2012, Art. no. 652.

[10] B. Liu and E. S. Aydil, "Growth of oriented single-crystalline rutile TiO₂ nanorods on transparent conducting substrates for dye-sensitized solar cell," J. Am. Chem. Soc, vol. 131, no. 11, pp. 3985-3990, 2009.

[11] J. Zhang, I. Yang, M. Liu, G. Li, S. Gao, and Y. Luo, "Fabrication of CdTe Quantum Dots Sensitized TiO₂ Nanorod-Array-Film Photoanodes via the Route of Electrochemical Atomic Layer Deposition," Journal of The Electrochemical Society, vol. 161, pp. D55-D58, 2014.

[12] M. Ye, M. Lev, C. Gong, W. Guo, and C. Lin, "Ultralong rutile TiO₂nanorod arrays with large surface area for CdS/CdSe quantum dot-sensitized solar cells," ElectrochemicaActa, vol. 121, pp. 175-182, 2014.

[13] S. Challagulla, K. Tarafder, R. Ganesan, and S. Roy, “Structure sensitive photocatalytic reduction of nitroarenes over TiO₂,” Scientific Reports, vol. 7, 2017, Art. no. 8783.

[14] T. V. Yuvaraj, D. Kumar, and R. R. Rao, "Growth of rutile TiO₂ nanorods on TiO₂ seed layer deposited by electron beam evaporation," Appl. Surf. Sci, vol. 258, pp. 4283-4287, 2012.

[15] H. L. Ma, J. Y. Yang, Y. Dai, and Y. B. Zhang, “Raman study of phase transformation of TiO₂ rutile single crystal irradiated by infrared femtosecond laser,” Appl. Surf. Sci, vol. 253, pp. 7497–7500, 2007.

[16] D. V. Pandi, N. Muthukumarasamy, S. Agilan, and D. Velauthapillai, "CdSe quantum dots sensitized ZnO nanorods for solar cell application," Materials Letters, vol. 223, pp. 227-230, 2018.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.12554

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ