Luận án Nghiên cứu chế tạo và tính chất của một số vật liệu nano trên cơ sở Si và Ge

1. Lý do chọn đề tài

Bán dẫn Silic (Si), Gemani (Ge) là vật liệu cơ sở cho ngành công nghiệp vi

điện tử hiện đại. Là bán dẫn vùng cấm xiên điển hình, Si và Ge có tính chất đặc thù

riêng mà không phải bán dẫn nào cũng có. Những đặc điểm nổi trội so với các bán

dẫn khác có thể kể đến: độ phổ biến cao trong vỏ trái đất, không có độc tính, không

gây ảnh hưởng tới môi trường, con người và dễ chế tác trong quy mô công nghiệp.

Vào những năm 1960, Tran-sit-tơ bán dẫn đầu tiên được hiện thực trên cơ sở vật liệu

tinh thể Ge, tiếp theo đó vật liệu Si, Ge đã được lựa chọn để chế tạo các linh kiện điện

tử thay thế cho các bóng đèn bán dẫn chân không sử dụng trong hầu hết các thiết bị

điện tử trước đó. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học và công nghệ nano

trong những năm đầu của thế kỷ 21, nhiều vật liệu bán dẫn đã được nghiên cứu phát

triển, ứng dụng sâu rộng, tuy nhiên vẫn chưa có vật liệu bán dẫn nào thay thế được

vai trò chủ đạo của vật liệu bán dẫn Si và Ge. Số lượng, tính chất và quy mô của

nghiên cứu, cải tiến, phát triển, ứng dụng khoa học công nghệ của vật liệu bán dẫn

Si, Ge không ngừng phát triển.

Trong bối cảnh thế giới bước vào cuộc cách mạng khoa học công nghệ 4.0,

khoa học và công nghệ nano trở thành nhu cầu thiết thực và không thể tách rời đối

với các hoạt động thường nhật của đời sống sinh hoạt của con người. Trong đó, vật

liệu bán dẫn Si, Ge vẫn là một đối tượng được lựa chọn nghiên cứu hàng đầu. Khi

kích thước của vật liệu chuyển xuống kích thước nm, những hành vi, tính chất cốt lõi

của chúng không bị hạn hẹp bởi đặc trưng cấu thành mà còn phụ thuộc vào kích

thước, hình dạng. Bán dẫn Si, Ge cấu trúc nano cũng không nằm ra ngoại lệ đó. Các

công trình công bố trên các tạp chí uy tín trên thế giới những năm gần đây cho thấy

tiềm năng to lớn của loại vật liệu này, trong đó có thể kể đến nhóm nghiên cứu tại Hà

Lan của GS. T.Gregorkiewicz [1, 2], nhóm nghiên cứu ở Anh Quốc và Trung Quốc

của GS. L.T.Canham [5], GS. Z.M.Wang [3], các nhóm nghiên cứu ở Mỹ của GS. K.

Peng [4], GS. A.I.Hochbaum [6], GS. Y.Cui [7], nhóm nghiên cứu ở Nhật của GS.

M.Fujii [8], nhóm nghiên cứu ở CH Séc và Thụy Điển của GS. J.Valenta và GS.

J.Linnros [9]. Mặc dù vật liệu nano được nghiên cứu và phát triển sớm tại Việt Nam,2

có thể kể đến nhóm nghiên cứu của GS. Nguyễn Đức Chiến tại trường ĐHBK Hà

Nội, nhóm nghiên cứu của GS. Nguyễn Hữu Đức, ĐHQG Hà Nội, nhóm nghiên cứu

của GS. Nguyễn Quang Liêm, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam và nhiều nhóm

nghiên cứu khác, sự quan tâm về các loại nano Si và Ge ở Việt Nam, có thể kể đến

nhóm nghiên cứu của giáo sư Đào Trần Cao [10], nhóm nghiên cứu của giáo sư

Nguyễn Quang Liêm Viện IMS, nhóm nghiên cứu của GS Phan Ngọc Minh, Viện

Hàn lâm khoa học Việt Nam, nhóm nghiên cứu của PGS. Nguyễn Hữu Lâm tại

ĐHBK HN, nhóm nghiên cứu của GS. Phạm Thành Huy tại Đại học Phenikaa [11].

Vật liệu Si-NCs và Ge-NCs có nhiều đặc trưng trưng thú vị. Thứ nhất, vật liệu

Si-NCs và Ge-NCs phát quang mạnh ở nhiệt độ phòng mặc dù Si, Ge là những bán

dẫn vùng cấm xiên. Thứ hai, vùng cấm của Si (1.12 eV) và Ge (0.67 eV) có giá trị

nằm trong vùng quang phổ chính của mặt trời, do đó chúng thích hợp cho việc chế

tạo các loại pin mặt trời hiệu suất cao, đặc biệt thích hợp ứng dụng trong chế tạo pin

mặt trời thế hệ thứ 3 có hiệu suất lý thuyết lên đến 44% [12]. Thứ ba, công nghệ và

quy trình sản xuất các chủng loại Chip vi điện tử trên cơ sở Si, Ge đã tiếp cận tới kích

thước nano, vì vậy việc nghiên cứu phát triển vật liệu kích thước nano Si, Ge có ý

nghĩa thực tiễn giải quyết các khó khăn, hạn chế của công nghệ vi điện tử ngày nay.

Thứ tư, công nghệ chế tạo và các công trình nghiên cứu vật liệu Si, Ge đã được phát

triển từ những thập niên 60 của thế kỷ 20, cho phép ứng dụng kế thừa hiệu quả trong

nghiên cứu vật liệu nano Si, Ge.

Ngày nay, nghiên cứu vật liệu nano Si, Ge trên thế giới đã có nhiều thành tựu,

quy mô và đa dạng. Trong khi đó, việc nghiên cứu vật liệu nano Si, Ge trong nước

còn tồn tại nhiều hạn chế, khó khăn và chưa thực sự tương xứng với vai trò đóng góp

thực tiễn, lợi ích của chúng đem lại. Một trong những hạn chế chủ yếu là do các yêu

cầu kỹ thuật, thiết bị - phương tiện và độ sạch phòng thí nghiệm sử dụng trong chế

tạo tinh thể nano Si, Ge đòi hỏi rất khắt khe, phức tạp. Tuy nhiên, việc chế tạo vật

liệu Si, Ge kích thước nano thành công bằng các phương pháp, công nghệ hiện có

trong nước là hoàn toàn khả thi. Luận án đã lựa chọn một số phương pháp và công

nghệ chế tạo khả thi ở Việt Nam đề chế tạo các vật liệu Ge, Si có hình thái kích thước

nano mong muốn, ví dụ sử dụng phương pháp chế tạo từ dưới lên (bốc bay, phún xạ)

và phương pháp chế tạo từ trên xuống (ăn mòn hóa học trên cơ sở kim loại). Hơn nữa,3

việc chế tạo được các vật liệu nano Si, Ge theo các phương pháp này, sẽ cho phép

nghiên cứu mối liên quan chặt chẽ giữa sự thay đổi kích thước, hình thái cấu trúc tinh

thể và sự thay đổi cấu trúc vùng năng lượng cũng như sự thay đổi các tính chất quang

của nano Si, Ge. Các kết quả sẽ cho phép xác định khả năng ứng dụng vật liệu nano

trên cơ sở Si, Ge, thể hiện tính thực tiễn của đề tài

pdf 144 trang chauphong 16/08/2022 460
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận án Nghiên cứu chế tạo và tính chất của một số vật liệu nano trên cơ sở Si và Ge", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Luận án Nghiên cứu chế tạo và tính chất của một số vật liệu nano trên cơ sở Si và Ge

Luận án Nghiên cứu chế tạo và tính chất của một số vật liệu nano trên cơ sở Si và Ge
i 
LỜI CAM ĐOAN 
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn 
của Tiến sĩ Nguyễn Đức Dũng và Tiến sĩ Ngô Ngọc Hà. Các kết quả nghiên cứu trong 
luận án là trung thực, chính xác, khách quan và chưa từng được công bố bởi bất kỳ tác 
giả nào khác. 
Thay mặt tập thể hướng dẫn Hà Nội, ngày tháng năm 2021 
Nghiên cứu sinh 
 Lê Thành Công 
ii 
LỜI CẢM ƠN 
Lời đầu tiên, từ sự trân trọng của một người em dưới khóa, người học trò nhỏ tôi 
chân thành cảm ơn tập thể hướng dẫn: Tiến sĩ Nguyễn Đức Dũng và Tiến sĩ Ngô Ngọc 
Hà, cảm ơn các thầy đã luôn hỗ trợ, hướng dẫn trong suốt quá trình nghiên cứu sinh. 
Cảm ơn các thầy đã dành thời gian tâm huyết, hỗ trợ về học thuật về định hướng cũng 
như các điều kiện đảm bảo cho thí nghiệm và đo lường kết quả; tạo môi trường trao đổi 
học thuật tích cực trong nhóm nghiên cứu, động viên các thành viên hỗ trợ, tương tác 
giúp đỡ nhau để hoàn thành tốt các công việc. 
Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy, các cô và các bạn nghiên cứu sinh, học 
viên trong Viện Tiên tiến Khoa học và Công nghệ - AIST và Viện Đào tạo Quốc tế Khoa 
học Vật liệu - ITIMS đã động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong quá trình nghiên 
cứu sinh. 
Tác giả xin được gửi lời cảm ơn đến Thủ trưởng Viện Kỹ thuật PK-KQ, cùng các 
đồng nghiệp trong đơn vị đã tạo điều kiện về thời gian giúp tôi có thể hoàn thiện luận 
án. 
Cuối cùng và cũng không kém phần quan trọng, xin được gửi lời cảm ơn tới toàn 
thể gia đình (bố, mẹ, vợ, hai con trai, và các anh chị) đã đồng hành, động viên, chia sẻ, 
giúp đỡ về cả tinh thần và vật chất trong suốt thời gian làm nghiên cứu sinh. Đây là 
nguồn động lực lớn nhất để chồng/con/em vượt qua những khó khăn để hoàn thành luận 
án này. 
Xin cảm ơn! 
 Hà Nội, ngày tháng năm 2021 
 Tác giả luận án 
Lê Thành Công 
iii 
MỤC LỤC 
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................... i 
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... ii 
MỤC LỤC ............................................................................................................ iii 
DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ .............................................................. vii 
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................ xii 
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1 
1. Lý do chọn đề tài ...................................................................................... 1 
2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu ............................................................. 3 
3. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 4 
4. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................... 4 
5. Ý nghĩa khoa học của đề tài...................................................................... 5 
6. Những đóng góp của luận án .................................................................... 5 
7. Bố cục của luận án .................................................................................... 6 
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU NANO Si, Ge ............................... 7 
1.1. Giới thiệu về vật liệu nano Si ..................................................................... 7 
1.1.1. Cấu trúc vùng năng lượng của Si .......................................................... 8 
1.1.2. Vật liệu nano Si ................................................................................... 11 
1.1.3. Tính chất quang của Si-NCs ............................................................... 12 
1.2. Giới thiệu chung về vật liệu nano Ge ....................................................... 20 
1.2.1. Cấu trúc vùng năng lượng của Ge....................................................... 20 
1.2.2. Vật liệu nano Ge.................................................................................. 21 
1.3. Những yếu tố ảnh hưởng tới tính chất quang, điện tử của Si, Ge ............ 25 
1.4. Một số phương pháp nghiên cứu chế tạo vật liệu nano trên cơ sở Si, Ge 30 
1.4.1. Phương pháp bốc bay nhiệt theo cơ chế VLS (CVD) ......................... 31 
1.4.2. Phương pháp bốc bay bằng nguồn laze (Laser Ablation) ................... 33 
1.4.3. Phương pháp ăn mòn hóa học có hỗ trợ xúc tác kim loại ................... 34 
iv 
1.4.4. Phương pháp epitaxy chùm phân tử .................................................... 38 
1.4.5. Phương pháp phún xạ .......................................................................... 39 
1.5. Kết luận chương 1 ..................................................................................... 40 
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH CỦA 
VẬT LIỆU ........................................................................................................... 42 
2.1. Phương pháp chế tạo vật liệu quang tử nano trên cơ sở Si, Ge ................ 42 
2.1.1. Phương pháp bốc bay nhiệt theo cơ chế VLS ..................................... 42 
2.1.2. Phương pháp đồng phún xạ ca tốt ....................................................... 45 
2.1.3. Phương pháp ăn mòn hóa học có hỗ trợ kim loại (MACE) ................ 48 
2.2. Phương pháp khảo sát tính chất vật liệu ................................................... 51 
2.2.1. Phương pháp phân tích phổ tán xạ Raman ......................................... 51 
2.2.2. Phương pháp phân tích giản đồ nhiễu xạ XRD .................................. 51 
2.2.3. Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua phân giải cao (HR-TEM) ... 51 
2.2.4. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) ........................................... 52 
2.2.5. Phương pháp phân tích phổ tán sắc năng lượng tia X (EDS) ............. 52 
2.2.6. Phương pháp phân tích phổ huỳnh quang (PL) .................................. 52 
2.2.7. Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR) ..... 53 
2.2.8. Phương pháp phân tích phổ hấp thụ tử ngoại - khả kiến (Uv-Vis) ..... 53 
2.2.9. Phương pháp phân tích phổ hấp thụ cảm ứng (TIA) .......................... 53 
2.3. Kết luận chương 2 ..................................................................................... 55 
CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU NANO TINH THỂ Si CHẾ TẠO BẰNG 
PHƯƠNG PHÁP BỐC BAY NHIỆT .............................................................. 56 
3.1. Sự phụ thuộc hình thái, cấu trúc dây Si-NWs vào độ dày lớp Au ............ 56 
3.2. Sự phụ thuộc hình thái, cấu trúc dây Si-NWs vào thời gian bốc bay và tốc 
độ khí mang Ar ................................................................................................ 60 
3.3. Phổ phát xạ huỳnh quang của các mẫu chế tạo ........................................ 67 
v 
3.4. Kết luận chương 3 ..................................................................................... 73 
CHƯƠNG 4. NGHIÊN CỨU NANO TINH THỂ Si CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG 
PHÁP ĂN MÒN ĐIỆN HÓA (MACE) .............................................................. 75 
4.1. Sự phụ thuộc thông số chế tạo lên quá trình hình thành Si-NWs............. 76 
4.1.1. Sự phụ thuộc nồng độ AgNO3 ........................................................... 76 
4.1.2. Sự phụ thuộc thời gian ăn mòn ........................................................... 80 
4.1.3. Sự phụ thuộc loại bán dẫn Si .............................................................. 83 
4.2. Nghiên cứu tính chất vật lý của Si-NWs .................................................. 85 
4.2.1. Phân tích phổ tán xạ Raman của Si-NWs ........................................... 85 
4.2.2. Tính chất huỳnh quang của Si-NWs loại n ......................................... 86 
4.2.3. Tính chất huỳnh quang của Si-NWs loại p ......................................... 89 
4.3. Kết luận chương 4 ..................................................................................... 95 
CHƯƠNG 5. NGHIÊN CỨU NANO TINH THỂ Ge TRONG NỀN VẬT LIỆU 
SiO2 CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÚN XẠ CA TỐT ....................... 97 
5.1. Nghiên cứu chế tạo Ge-NCs ..................................................................... 97 
5.2. Nghiên cứu cấu trúc tinh thể của Ge-NCs ................................................ 99 
5.3. Nghiên cứu tính chất quang của Ge-NCs ............................................... 104 
5.4. Kết luận chương 5 ................................................................................... 111 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................... 113 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ............ 115 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 117 
vi 
DANH MỤC VIẾT TẮT 
Ký hiệu 
viết tắt 
Tên tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt 
CCD Charge Coupled Device 
Cảm biến CCD dựa trên cơ sở mạch 
tổ hợp ma trận tụ điện 
EDS 
Energy-Dispersive X-Ray 
Spectroscopy 
Phổ tán sắc năng lượng tia X 
FCC Face-Centered Cubic Cấu trúc lập phương tâm mặt 
FT-IR 
Fourier-Transform Infrared 
Spectroscopy 
Phương pháp phổ hồng ngoại biến đổi 
Fourier 
Ge-NCs Germanium Nanocrystals Các hạt nano tinh thể Gemani 
HR-TEM 
High-Resolution Transmission 
Electron Microscope 
Hiển vi điện tử truyền qua phân giải 
cao 
MACE 
Metal Assisted Chemical 
Etching 
Ăn mòn hóa học có sự hỗ trợ của kim 
loại 
MEG Multiple Exciton Generation Hiệu ứng nhân hạt tải điện 
NC Nanocrystals Các tinh thể kích thước nano 
PL Photoluminescence 
Phương pháp phổ phát xạ huỳnh 
quang 
QE Quantum Yield Trường lượng tử 
SEM Scanning Electron Microscope Hiển vi điện tử quét 
Si-NCs Silicon Nanocrystals Các hạt nano tinh thể si-líc 
Si-NWs Silicon Nanowires Các dây nano si-líc 
SSQC 
Space-Separated Quantum 
Cutting 
Hiệu ứng lượng tử do không gian 
phân tách 
TIA Transient Induced Absoptions 
Phương pháp phổ hấp thụ cảm ứng tức 
thời 
VLS Vapour - Liquid - Solid Cơ chế biến đổi pha Khí - Lỏng - Rắn 
XRD X-Ray Diffraction Nhiễu xạ tia X 
vii 
DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ 
Hình 1.1 Hình ảnh obitan lai hóa lớp vỏ điện tử nguyên tố Si và liên kết cộng hóa trị 
trong tinh thể Si [15]. ....................................................................................................... 7 
Hình 1.2 Cấu trúc vùng năng lượng của Si tính toán dựa trên phương pháp giả thế không 
định xứ (a). Cấu trúc vùng năng lượng suy biến của lỗ trống nặng HH; lỗ trống nhẹ LH 
và vùng năng lượng Split-off (năng lượng phân tách) (b) [18]. ...................................... 8 
Hình 1.3 Mặt đẳng năng của tinh thể Si (mô hình không ứng suất): 6 mặt đẳng năng của 
vùng dẫn dọc theo hướng (a) và mặt đẳng năng của dải lỗ trống nặng (b) [19]. ......... 9 
Hình 1.4 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc hiệu suất pin mặt trời vào độ rộng vùng cấm 
tính toán  ... onstrup, B.Pecz, A.Berger, G.Z.Radnoczi, M.Krause, 
S.H.Christiansen (2010), “Silicon Nanowire-Based Solar Cells on 
Glass: Synthesis, Optical Properties, and Cell Parameters”, J. Phys. 
Chem. C, 114, p3798-3803. 
[106] Z.Huang, H.Fang, J.Zhu (2007), “Fabrication of Silicon Nanowire 
Arrays with Controlled Diameter, Length, and Density”, Adv. Mater, 19, 
p744-p748. 
[107] K.Q.Peng, M.L.Zhang, A.J.Lu, N.B.Wong, R.Q. Zhang, S.T. Lee (2007), 
“Ordered silicon nanowire arrays via nanosphere lithography and 
metal-induced etching”, Appl. Phys. Lett, 90, p163123. 
[108] Nguyen Ngoc Anh, Nguyen Van Chuc, Bui Hung Thang, Pham Van 
Nhat, NguyenVan Hao, Doan Dinh Phuong, Phan Ngoc Minh, Thiyagu 
Subramani, Naoki Fukata, and Pham Van Trinh (2020), “Solar Cell 
Based on Hybrid Structural 
SiNW/Poly(3,4ethylenedioxythiophene):Poly(styrenesulfonate)/ 
Graphene”, Global Challenges, 4(9), p2000010 
[109] J. Bauer, F. Fleischer, O. Breitenstein, L. Schubert, P. Werner,U. Gosele, 
M. Zacharias (2007), “Electrical properties of nominally undoped 
silicon nanowires grown by molecular-beam epitaxy”,Appl. Phys. Lett, 
90, p012105. 
[110] B.Fuhrmann, H.S.Leipner, H.Hoche, L.Schubert, P.Werner, U.Gosele 
(2005), “Ordered Arrays of Silicon Nanowires Produced by Nanosphere 
Lithography and Molecular Beam Epitaxy”, Nano Lett, 5, p2524-p2527. 
[111] P.Werner, N.D.Zakharov, G.Gerth, L.Schubert, U.Gosele (2006), “On 
the formation of Si nanowires by molecular beam epitaxy”, Int. J. Mater. 
Res, 97, p1008-p1015. 
128 
[112] P.D.Kanungo, N.Zakharov, J.Bauer, O.Breitenstein, P.Werner, 
U.Goesele (2008), “Controlled in-situ boron doping of short silicon 
nanowires grown by molecular beam epitaxy”, Appl. Phys. Lett, 92, 
p263107. 
[113] N.D.Zakharov, P.Werner, G.Gerth, L.Schubert, L.Sokolov, U.Gosele 
(2006), “Growth phenomena of Si and Si/Ge nanowires on Si (111) by 
molecular beam epitaxy”, J. Cryst. Growth, 290, p6-10. 
[114] Zhang, Rui-Qiu, Lifshitz, Yeshayahu Lee, Shuit-Tong (2006), “Template 
Growth of Nanocrystalline PbS, CdS, and ZnS on a Polydiacetylene 
Langmuir Film: An In Situ Grazing Incidence X-ray Diffraction Study” 
Adv. Mater, 15, p635. 
[115] Brian L.Cushing, Vladimir L.Kolesnichenko, and Charles J.O'Connor 
(2004), “Recent Advances in the Liquid-Phase Syntheses of Inorganic 
Nanoparticles”, Chem. Rev, 104, 9, p3893-p3946. 
[116] Nguyen Thi Ngoc Lam et al (2017), “Controlling of the diameter and 
density of silicon nanowires prepared by silver metal-assisted chemical 
etching”, The 12th Asian Conference on Chemical Sensors (ACCS), 
Hanoi, p323-p326. 
[117] Nguyễn Thúy Vân (2014), “Nghiên cứu chế tạo và khảo sát các tính chất 
của vi cộng hưởng quang tử 1D làm cảm biến quang”, Luận án tiến sỹ 
khoa học vật liệu. 
[118] Nguyễn Thị Thúy, Nguyễn Quang Huy, Nguyễn Khắc Tùng, Vương 
Tuấn Dương, Nguyễn Hữu Lâm (2017) “Cấu trúc lõi/vỏ và sự phát 
huỳnh quang của dây nanô silic”, Tạp chí KH&CN, số 111, p063-p067. 
[119] Kurt W.Kolasinski (2006), “Catalytic growth of nanowires: Vapor-
liquid-solid, vapor-solid-solid, solution-liquid-solid and solid-liquid-
solid growth”, Solid State and Materials Science, 10, p182-p191 
[120] M.Govoni, I.Marri, and S.Ossicini (2012), “Carrier multiplication 
between interacting nanocrystals for fostering silicon-based 
photovoltaics”. Nature photonics, 6, p672-p679. 
[121] C.M.Hoang, N.V.Minh, V.N.Hung and Kazuhiro Hane (2017), “25 nm 
Single-Crystal Silicon Nanowires Fabricated by Anisotropic Wet 
Etching”, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, vol.17, p1525-
p1529. 
129 
[122] S.Li et al. (2014), “Fabrication of porous silicon nanowires by MACE 
method in HF/H2O2/AgNO3 system at room temperature”, Nanoscale 
Res. Lett, 9(1), p196. 
[123] Y.Qi, Z.Wang, M.Zhang, F.Yang, and X.Wang (2013), “A processing 
window for fabricating heavily doped silicon nanowires by metal-
assisted chemical etching”, J. Phys. Chem. C, 117(47), p25090-p25096. 
[124] S.Chattopadhyay, X.Li, and P.W.Bohn (2002), “In-plane control of 
morphology and tunable photoluminescence in porous silicon produced 
by metal-assisted electroless chemical etching”, J. Appl. Phys, 91(9), 
p6134-p6140. 
[125] X.Li and P.W.Bohn (2000), “Metal-assisted chemical etching in 
HF/H2O2 produces porous silicon”, Appl. Phys. Lett, 77(6), p2572-
p2574. 
[126] A.G.Cullis, L.T.Canham (1991), “Visible light emission due to quantum 
size effects in hightly porous crystalline silicon”, Nature 353, p335-p338. 
[127] D.A.Long (2002), “The Raman effect: a unified treatment of the theory 
of Raman scattering by molecules”, p8. 
[126] Ngo Ngoc Ha (2021), “Application of Pump-Probe Technique for 
Tracking of Charge Carrier Relaxation In Nanostructured 
Semiconductors”, VNU Journal of Science: Mathematics - Physics, Vol. 
37, No. 1, p31-37. 
[127] G.Allan, C.Delerue, and M.Lannoo (1997), “Electronic Structure of 
Amorphous Silicon Nanoclusters”, Phys. Rev. Lett, 78(16), p3161-3164. 
[128] J.Derr, K.Dunn, D.Riabinina, F.Martin, M.Chaker, and F.Rosei (2009), 
“Quantum confinement regime in silicon nanocrystals”, Phys. E Low-
Dimensional Syst. Nanostructures, 41(4), p668-670. 
[129] O.Wolf, M.Dasog, Z.Yang, I.Balberg, J.G.C.Veinot, and O.Millo 
(2013), “Doping and Quantum Confinement Effects in Single Si 
Nanocrystals Observed by Scanning Tunneling Spectroscopy” Nano 
Lett, 13(6), p2516-p2521. 
[130] M.J.Sailor and K.L.Kavanagh (1992), “Porous Silicon-what is 
responsible for the visible luminescence”, 4, p432. 
[131] M.Naddaf and H.Hamadeh (2009), “Visible luminescence in photo-
130 
electrochemically etched p-type porous silicon: Effect of illumination 
wavelength”, Mater. Sci. Eng. C, 29(7), p2092-p2098. 
[132] S.Gardelis, A.G.Nassiopoulou, M.Mahdouani, R.Bourguiga, and S.Jaziri 
(2009), “Enhancement and red shift of photoluminescence (PL) of fresh 
porous Si under prolonged laser irradiation or ageing: Role of surface 
vibration modes”, Phys. E Low-Dimensional Syst. Nanostructures, 
41(6), p986-p989. 
[133] K.Peng, Y.Yan, S.Gao, and J.Zhu (2003), “Dendrite-assisted growth of 
silicon nanowires in electroless metal deposition”, Adv. Funct. Mater, 
13(2), p127-p132. 
[134] K.Peng et al. (2006), “Fabrication of single-crystalline silicon nanowires 
by scratching a silicon surface with catalytic metal particles”, Adv. 
Funct. Mater, 16(3), p387-p394. 
[135] A.Oliver, J.C.Cheang-Wong, and A.Crespo (1998), “Study of the Optical 
properties of fused quartz after a sequential implantation with Si and Au 
ions”, Applied Physics Letters, 73, p1574 
[136] G.H.Li, K.Ding, Y.Chen, H.X.Han, and Z.P.Wang (2000), 
“Photoluminescence and Raman scattering of silicon nanocrystals 
prepared by silicon ion implantation into SiO2 films”, Journal of Applied 
Physics, 88, p1439 
[137] E.P.I.Association (2012), “Global Market Outlook for Photovoltaics 
until 2016”. 
[138] William C.O'Mara, Robert B.Haber, Lee P.Hunt (1990), “Handbook of 
Semiconductor Silicon Technology”, William Andrew 
[139] B.Delley, and E.F.Steigmeier (1993), “Quantum confinement in Si 
nanocrystals,” Physical Review B, 47, p1397. 
[140] T.Takagahara, and K.Takeda (1992), “Theory of the quantum 
confinement effect on excitons in quantum dots of indirect-gap 
materials”, Physical Review B, 46, p15578. 
[141] Elhouichet, Oueslati (2002), “The role of ambient ageing on porous 
silicon photoluminescence: evidence of phonon contribution”, Applied 
Surface Science, Vol.191; Iss. 1-4. 
[142] I.D.Avdeev, A.VBelolipetsky, N.N.Ha, M.O. Nestoklon, I.N. Yassievich 
131 
(2020), “Absorption of Si, Ge and SiGe alloy nanocrystals embedded in 
SiO2 matrix”, J. Appl. Phys, 127, p1. 
[143] Y.M.Niquet, G.Allan, C.Delerue, M.Lannoo (2000), “Quantum 
confinement in germanium nanocrystals”, Appl. Phys. Lett, 77, p1182. 
[144] S. Saeed, C. de Weerd, P. Stallinga, F.C. Spoor, A.J. Houtepen, L. Da 
Siebbeles, T. Gregorkiewicz (2015), “Carrier multiplication in 
germanium nanocrystals”, Light Sci. Appl, 4, p251. 
[145] D. Timmerman, I.Izeddin, P.Stallinga, I.N.Yassievich, T. Gregorkiewicz 
(2008), “Space-separated quantum cutting with silicon nanocrystals for 
photovoltaic applications”, Nat. Photon, 2, p105-109. 
[146] J.R.Aguilar-Hernandez, J.Sastre-Hernandez, G.Monroy-Rodríguez, 
M.A.H. Perez (2020), “Photoluminescence and Raman spectroscopy of 
silicon thin films grown by laser ablation”, Opt. Mater, p102 
[147] V. Mankad, N.N. Ovsyuk, S.K. Gupta, P.K. Jha (2014), “Unexpected 
features of the formation of Si and Ge nanocrystals during annealing of 
implanted SiO2 layers: low frequency Raman spectroscopic 
characterization”, Phys. B Phys. Condens. Matter, 432, p116-120. 
[148] S. Levy, I. Shlimak, A. Chelly, Z. Zalevsky, T. Lu (2009), “Influence of 
Ge nanocrystals and radiation defects on C - V characteristics in Si-MOS 
structures”, Phys. B Phys. Condens. Matter, 404, p5189-5191. 
[149] A.K. Dutta (1996), “Visible photoluminescence from Ge nanocrystal 
embedded into a SiO2 matrix fabricated by atmospheric pressure 
chemical vapor deposition”, Appl. Phys.Lett, 68, p1189. 
[150] M. Zacharias, J. Christen, J. Bl¨asing, D. Bimberg (1996), “Visible 
luminescence from Ge nanocrystals embedded in a-Si1-xOx, films: 
correlation of optical properties and size distribution”, J. Non-Cryst. 
Solids, 198, p115-118. 
[151] S. Takeoka, M. Fujii, S. Hayashi, K. Yamamoto (1999), “Decay 
dynamics of near-infrared photoluminescence from Ge nanocrystals”, 
Appl. Phys. Lett, 74, p1558-1560. 
[152] N. Zhang, S. Wang, P. Chen, L. Zhang, K. Peng, Z. Jiang, Z. Zhong 
(2019), “An array of SiGe nanodisks with Ge quantum dots on bulk Si 
132 
substrates demonstrating a unique coupling”, Nanoscale, 11, p15487-
15496. 
[153] M. Zacharias, J. Bl¨asing, M. Lohmann, J. Christen (1996), “Formation 
of Ge nanocrystals in amorphous GeOx, and SiGeOx, alloy films”, Thin 
Solid Films, 278, p32-36. 
[154] G. Zatryb, A. Podhorodecki, J. Misiewicz, J. Cardin, F. Gourbilleau 
(2013), “Correlation between matrix structural order and compressive 
stress exerted on silicon nanocrystals embedded in silicon-rich silicon 
oxide”, Nanoscale Res. Lett, 8, p40. 
[155] Minoru Fujii et al (1991), “Growth of Ge Microcrystals in SiO2 Thin 
Film Matrices: A Raman and Electron Microscopic Study”, Jpn. J. Appl. 
Phys, 30, p687 
[156] G. Gouadec, P. Colomban (2007), “Raman spectroscopy of 
Nanomaterials: how spectra relate to disorder, particle size and 
mechanical properties”, Prog. Cryst. Growth. Char. Mater, 53, p1-56. 
[157] P. Tognini, A. Stella, S. De Silvestri, M. Nisoli, S. Stagira, P. Cheyssac, 
R. Kofman (1999), “Ultrafast carrier dynamics in germanium 
nanoparticles Ultrafast carrier dynamics in germanium nanoparticles”, 
Appl. Phys. Lett. 75, p208-210. 
 [158] Stephanie Cheylan (2001), Optical of properties of silicon nanocrystal, 
Australian National University, Chapter 2, p18-21. 

File đính kèm:

  • pdfluan_an_nghien_cuu_che_tao_va_tinh_chat_cua_mot_so_vat_lieu.pdf
  • pdf02.LATS_Trichyeu.pdf
  • pdf04b. ThongtintomtatLATS.pdf
  • pdfLATS_bia_LeCongb_coten.pdf
  • pdfLATS_TomtatLethanhCong_H_Truong.pdf