Tài liệu Nghiên cứu chế tạo ống nano carbon và khảo sát khả năng ứng dụng trong các thiết bị phát xạ trường

  • Số trang: 215 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 60 |
  • Lượt tải: 0
nguyetha

Đã đăng 8490 tài liệu

Mô tả:

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ PHÒNG THÍ NGHIỆM CÔNG NGHỆ NANO ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NGHỊ ĐỊNH THƯ CHƯƠNG TRÌNH HỢP TÁC GIỮA 2 CHÍNH PHỦ VIỆT NAM VÀ HÀN QUỐC BÁO CÁO TỔNG KẾT KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO ỐNG NANO CARBON VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG CÁC THIẾT BỊ PHÁT XẠ TRƯỜNG Cơ quan chủ trì nhiệm vụ: Phòng Thí Nghiệm Công Nghệ Nano Đại Học Quốc Gia Tp. HCM Chủ nhiệm nhiệm vụ: TS. Đinh Duy Hải 8971 Tp.Hồ Chí Minh -2010 ĐẠI HỌC QUỐC TP.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG THÍ NGHIỆM CÔNG NGHỆ NANO Độc lập - Tự do - Hạnh phúc __________________ TP.HCM, ngày 01 tháng 12 năm 2010. BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I. THÔNG TIN CHUNG 1. Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo ống nano carbon và khảo sát khả năng ứng dụng trong các thiết bị phát xạ trường (Study on Carbon Nanotube Synthesis and Application in Field Emission Devices). Mã số đề tài, dự án: Thuộc: Chương trình hợp tác nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ Việt Nam - Hàn Quốc theo nghị định thư. 2. Chủ nhiệm đề tài/dự án: Họ và tên: Đinh Duy Hải Ngày, tháng, năm sinh: 20/09/1978 Nam/ Nữ: Nam Học hàm, học vị: Tiến sĩ Chức danh khoa học: Giảng viên chính Chức vụ: Nghiên cứu viên Điện thoại: Tổ chức: 0837242160 (4633) Mobile: 0908030710 Nhà riêng: 0862810283 Fax: 0837242163 E-mail: ddhai@vnuhcm.edu.vn Tên tổ chức đang công tác: Phòng Thí Nghiệm Công Nghệ Nano Địa chỉ tổ chức: Khu Phố 6, P. Linh Trung, Q. Thủ Đức, Tp. HCM Địa chỉ nhà riêng: 118 Đường 17B Khu đô thị An Phú-An Khánh, P. An Phú, Q2, Tp. HCM 3. Tổ chức chủ trì đề tài: Tên tổ chức chủ trì đề tài: Phòng Thí Nghiệm Công Nghệ Nano Điện thoại: 0837242160 (4612) Fax: 0837242163 E-mail: lnt@vnuhcm.edu.vn Website: www.hcmlnt.edu.vn 1 Địa chỉ: Khu Phố 6, P. Linh Trung, Q. Thủ Đức, Tp. HCM Họ và tên thủ trưởng tổ chức: Đặng Mậu Chiến Số tài khoản: 060190000100 Ngân hàng: Kho Bạc Nhà Nước TP.Hồ Chí Minh Tên cơ quan chủ quản đề tài: Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN 1. Thời gian thực hiện đề tài/dự án: - Theo Hợp đồng đã ký kết: từ 10/2007 đến 10/2009 - Thực tế thực hiện: từ 10/2007 đến 10/2010 2. Kinh phí và sử dụng kinh phí: a) Tổng số kinh phí thực hiện: 1200 tr.đ, trong đó: + Kính phí hỗ trợ từ SNKH: 1200 tr.đ. + Kinh phí từ các nguồn khác: 0 tr.đ. b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH: Số TT 1 Theo kế hoạch Thời gian Kinh phí Thực tế đạt được Thời gian Kinh phí Ghi chú (Tháng, năm) (Tr.đ) (Tháng, năm) (Tr.đ) (Số đề nghị quyết toán) 10/2007 – 10/2009 1.200 10/2007 – 10/2010 1.200 1.200 c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi: Đơn vị tính: Triệu đồng Số TT Nội dung các khoản chi 1 Trả công lao động (khoa học, phổ thông) Nguyên, vật liệu, năng lượng Thiết bị, máy móc Xây dựng, sửa chữa nhỏ Chi khác Tổng cộng 2 3 4 5 Theo kế hoạch Tổng SNKH Nguồn khác 600 600 Thực tế đạt được Tổng SNKH Nguồn khác 600 600 301 301 301 301 299 1.200 299 1.200 197 1.098 197 1.098 2 - Lý do thay đổi (nếu có): 3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án: (Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác định nhiệm vụ, xét chọn, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực hiện... nếu có); văn bản của tổ chức chủ trì đề tài, dự án (đơn, kiến nghị điều chỉnh ... nếu có) Số Số, thời gian ban TT hành văn bản 1 45/2007/HĐNĐT ngày 01/10/2007 2 261/ĐHQGPTNCNNano ngày 24/06/2008 3 1721/BKHCNXHTN ngày 18/07/2008 4 180/QĐ-ĐHQGTCCB ngày 05/07/2007 5 190/QĐ-ĐHQGTCCB ngày 11/06/2008 6 256/QĐ-ĐHQGTCCB ngày 22/07/2008 7 269/QĐ-ĐHQGTCCB ngày 06/08/2008 8 1667/QĐBKHCN ngày 04/08/2008 Tên văn bản Ghi chú Hợp đồng thực hiện nhiệm vụ hợp tác quốc tế về KH và CN theo Nghị định thư Thay đổi Chủ nhiệm nhiệm vụ hợp tác KH&CN theo Nghị định thư với Hàn Quốc Thay đổi Chủ nhiệm nhiệm vụ hợp tác KH&CN theo Nghị định thư với Hàn Quốc Quyết định về việc cử viên chức đi công tác tại Hàn Quốc Quyết định về việc cử viên chức đi công tác tại Hàn Quốc Quyết định về việc cử viên chức đi công tác tại Hàn Quốc Quyết định về việc cử viên chức đi công tác tại Hàn Quốc Quyết định về việc cử cán bộ đi công tác tại Hàn Quốc 4. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài, dự án: Số TT A Tên tổ chức đăng ký theo Thuyết minh Tên tổ chức đã tham gia thực hiện Phía Việt Nam 3 Nội dung tham gia chủ yếu Sản phẩm chủ yếu đạt được Ghi chú* 1 Phòng Thí Nghiệm Công Nghệ Nano ĐHQG TP. HCM, Việt Nam Phòng Thí Nghiệm Công Nghệ Nano ĐHQG TP. HCM, Việt Nam 2 Bộ Môn Cơ Sở Khoa Học Vật Liệu, Khoa Công Nghệ Vật Liệu - Trường ĐH Bách Khoa TP. HCM. Bộ Môn Cơ Sở Khoa Học Vật Liệu, Khoa Công Nghệ Vật Liệu - Trường ĐH Bách Khoa TP. HCM. 3 Công Ty Cổ Phần Công Nghệ Nano Phát Sáng (NAPOTEC) Công Ty Cổ Phần Năng Lượng Mặt Trời Đỏ (RSE) 17 Phan Phú Tiên, P10, Q5, Tp HCM B Phía đối tác nước ngoài 4 Nghiên cứu công nghệ chế tạo ống nano carbon, đánh giá cấu trúc và tính chất ống nano carbon, khảo sát khả năng ứng dụng trong các thiết bị phát xạ trường. Tiếp thu quy trình công nghệ chế tạo, đánh giá tính chất điện của ống nano carbon, khảo sát khả năng ứng dụng trong các thiết bị phát xạ trường. Thử nghiệm khả năng ứng dụng của ống nano carbon chế tạo trong các thiết bị phát xạ trường và ứng dụng kết quả vào sản xuất. -Quy trình công nghệ chế tạo ống nano carbon. -Khảo sát khả năng ứng dụng trong các thiết bị phát xạ trường. Tiếp thu quy trình công nghệ chế tạo, đánh giá tính chất điện của ống nano carbon, khảo sát khả năng ứng dụng trong các thiết bị phát xạ trường. Thử nghiệm khả năng ứng dụng của ống nano carbon chế tạo trong các thiết bị phát xạ trường và ứng dụng kết quả vào sản xuất. 1 Trung tâm Nghiên cứu Ống nano carbon và Nanocomposit, Đại học Sungkyunkwan (SKKU), Hàn Quốc. Trung tâm Nghiên cứu Ống nano carbon và Nanocomposit, Đại học Sungkyunkwan (SKKU), Hàn Quốc. -Chuyên gia Hàn Quốc giúp đào tạo cán bộ về quy trình công nghệ chế tạo ống nano carbon, -Đào tạo cán bộ về quy trình công nghệ chế tạo ống nano carbon, -Trao đổi kiến thức công nghệ và hỗ trợ đánh giá cấu trúc và tính chất của ống nano carbon chế tạo, -Trao đổi kiến thức công nghệ và hỗ trợ đánh giá cấu trúc và tính chất của ống nano carbon -Nghiên cứu chế tạo, cơ chế phát -Nghiên cứu triển ống nano cơ chế phát carbon bằng triển ống nano thiết bị TEM, carbon bằng -Hợp tác thiết bị TEM, nghiên cứu - Hợp tác khả năng ứng nghiên cứu dụng của ống khả năng ứng nano carbon dụng của ống chế tạo trong nano carbon các thiết bị chế tạo trong phát xạ các thiết bị trường. phát xạ trường. - Lý do thay đổi (nếu có): 5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án: (Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối hợp, không quá 10 người kể cả chủ nhiệm) Số TT Tên cá nhân đăng ký theo Thuyết minh Tên cá nhân đã tham gia thực hiện Nội dung tham gia chính 5 Sản phẩm chủ yếu đạt được Ghi chú* A 1 2 3 4 Phía Việt Nam PGS. TS. Đặng Mậu Chiến GS. TS. Lê Khắc Bình Th.S. Đoàn Đức Chánh Tín KS. Trần Thiện Tuấn 5 6 7 8 B 1 2 3 4 5 PGS. TS. Tư vấn khoa Đặng Mậu học Chiến TS. Đinh Duy Chủ nhiệm đề Hải tài Th.S. Đoàn Thực hiện đề Đức Chánh tài Tín ThS. Nguyễn Thực hiện đề Tuấn Anh tài ThS. Đinh Thực hiện đề Công Trường tài CN.Phạm Tấn Thực hiện đề Thi tài NCS.Nguyễn Thực hiện đề Thị Xuyến tài ThS. Nguyễn Thực hiện đề Phước Trung tài Hòa Phía Đối tác nước ngoài GS. ChongYun Park GS. ChongYun Park GS. Seong Kyu Kim GS. Seong Kyu Kim GS. Young Hee Lee GS. CheolWoong Yang GS. Ji-Beom Yoo GS. Young Hee Lee GS. CheolWoong Yang GS. Ji-Beom Yoo Tư vấn khoa học Điều phối các hoạt động hợp tác Hướng dẫn nghiên cứu Hướng dẫn nghiên cứu Tư vấn khoa học - Lý do thay đổi: Đổi chủ nhiệm đề tài. 6. Tình hình hợp tác quốc tế: Số TT Thực tế đạt được Theo kế hoạch (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa 6 Ghi chú* 1 2 điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người tham gia...) điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người tham gia...) Đào tạo cán bộ, nghiên cứu sinh tại Trung tâm Nghiên cứu Ống nano carbon và Nanocomposit, Đại học Sungkyunkwan (SKKU), Hàn Quốc. Số lượng : 02 cán bộ Thời gian : 2 lượt x 6 tháng Kinh phí: phía Hàn Quốc đài thọ Đoàn cán bộ VN đi công tác sang Hàn Quốc Số lượng : 05 người Thời gian : 6 ngày - Kinh phí : phía Việt Nam đài thọ - 03 lượt cán bộ đi thực tập trong 3 tháng tại Hàn Quốc - 01 nghiên cứu sinh học tập tại Trung tâm Nghiên cứu Ống nano carbon và Nanocomposit, Đại học Sungkyunkwan (SKKU), Hàn Quốc. - Kinh phí: phía Hàn Quốc đài thọ - 04 cán bộ VN đi công tác tại Hàn Quốc từ ngày 24/08/2008 đến ngày 30/08/2008. - Kinh phí: phía Việt Nam đài thọ ... - Lý do thay đổi (nếu có): 7. Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị: Số TT 1 Theo kế hoạch Thực tế đạt được (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm ) (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm ) Tổ chức 01 Hội nghị khoa học Quốc tế Hàn Quốc – Việt Nam về Khoa học và Công nghệ Nano tại Hàn Quốc Kinh phí: phía Hàn Quốc đài thọ 1) The 1st International Workshop on Nanotechnology and Application (IWNA 2007), October 2007, in Vung Tau, Vietnam. Kinh phí: Phía Việt Nam tự tổ chức. 2) Tổ chức 01 Hội nghị khoa học Quốc tế Hàn Quốc – Việt Nam về Khoa học và Công nghệ Nano tại Hàn Quốc vào tháng 08/2008 Kinh phí: phía Hàn Quốc đài thọ 3) The 2nd International Workshop on 7 Ghi chú* Nanotechnology and Application (IWNA 2009), November 2009, in Vung Tau, Vietnam. Kinh phí: Phía Việt Nam tự tổ chức. - Lý do thay đổi (nếu có): 8. Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu: (Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra khảo sát trong nước và nước ngoài) Số TT Thời gian Các nội dung, công việc chủ yếu (Bắt đầu, kết thúc - tháng … năm) Theo kế hoạch Nghiên cứu, tham khảo các Tháng 01 – tài liệu về quy trình công 02/2007 nghệ chế tạo ống nano carbon theo phương pháp PECVD. Trao đổi kinh nghiệm với các Tháng 01 chuyên gia Hàn Quốc về quy 03/2007 trình công nghệ chế tạo. Tháng 10/2007 01/2008 3 Thiết lập quy trình công nghệ Tháng 02 chế tạo ống nano carbon bằng 03/2007 phương pháp CVD. Tháng 12/2007 02/2008 4 Tiến hành thử nghiệm chế tạo Tháng 04 06/2007 các loại vật liệu xúc tác. Tháng 04/2008 06/2009 1 2 (Các mốc đánh giá chủ yếu) 8 Thực tế đạt được Tháng 10 – 12/2007 Người, cơ quan thực hiện PTN Công nghệ Nano PTN Công nghệ Nano, Trung tâm Nghiên cứu Ống nano carbon và Nanocompo sit PTN Công nghệ Nano, Trung tâm Nghiên cứu Ống nano carbon và Nanocompo sit PTN Công nghệ Nano 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Khảo sát cấu trúc bề mặt màng xúc tác bằng SEM, AFM. Chế tạo ống nano carbon bằng phương pháp CVD. Tháng 04 - Tháng PTN Công 06/2007 07/2008 - nghệ Nano 09/2009 PTN Công Tháng 07 - Tháng 08/2007 11/2008 - nghệ Nano 06/2009 PTN Công Khảo sát ảnh hưởng vật liệu Tháng 08 - Tháng xúc tác, chiều dày lớp xúc tác 09/2007 04/2008 - nghệ Nano 07/2009 đến sự phát triển của ống nano carbon. PTN Công Khảo sát ảnh hưởng của các Tháng 08 - Tháng thông số công nghệ đến cấu 09/2007 08/2008 - nghệ Nano, 10/2009 Bộ Môn Cơ trúc và tính chất của ống nano carbon chế tạo. Sở Khoa Học Vật Liệu PTN Công Quan sát ống nano carbon Tháng 10 - Tháng bằng SEM. 11/2007 08/2008 - nghệ Nano 10/2009 PTN Công Phân tích cấu trúc và đánh Tháng 11 - Tháng 09/2008 - nghệ Nano giá tính chất ống nano carbon 12/2007 10/2009 chế tạo bằng phổ Raman. PTN Công Đánh giá sự ảnh hưởng của Tháng 01 - Tháng 11/2008 - nghệ Nano vật liệu xúc tác, chiều dày 02/2008 01/2010 lớp xúc tác đến sự phát triển của ống nano carbon. PTN Công Đánh giá sự ảnh hưởng của Tháng 02 - Tháng 12/2008 - nghệ Nano, các thông số công nghệ đến 03/2008 01/2010 Bộ Môn Cơ cấu trúc và tính chất của ống nano carbon chế tạo. Sở Khoa Học Vật Liệu PTN Công Nghiên cứu cơ chế phát triển Tháng 04 - Tháng 02/2009 - nghệ Nano, ống nano carbon bằng thiết bị 06/2008 04/2010 TEM. Trung tâm Nghiên cứu Ống nano carbon và Nanocompo sit 9 14 15 Điều chỉnh và tối ưu hoá các thông số công nghệ để chế tạo ống nano carbon với cấu trúc và các tính chất mong muốn. Khảo sát các tính chất của ống nano carbon yêu cầu dùng trong các thiết bị phát xạ trường. Tháng 04 - Tháng PTN Công 06/2008 04/2009 - nghệ Nano 06/2010 PTN Công Tháng 07 - Tháng 08/2008 04/2010 - nghệ Nano, 06/2010 Bộ Môn Cơ Sở Khoa Học Vật Liệu PTN Công Tháng 07 - Tháng 09/2008 04/2010 - nghệ Nano, 07/2010 Trung tâm Nghiên cứu Ống nano carbon và Nanocompo sit PTN Công Tháng 10 - Tháng 11/2008 04/2010 - nghệ Nano, 07/2010 Bộ Môn Cơ Sở Khoa Học Vật Liệu Tháng 10 - Tháng PTN Công 08/2010 - nghệ Nano, 11/2008 09/2010 Trung tâm Nghiên cứu Ống nano carbon và Nanocompo sit Tháng 10 - Tháng PTN Công 09/2010 – nghệ nano. 11/2008 10/2010 16 Nghiên cứu khả năng ứng dụng của ống nano carbon chế tạo trong các thiết bị phát xạ trường. 17 Hoàn thiện quy trình công nghệ chế tạo ống nano carbon. 18 Thử nghiệm khả năng ứng dụng của ống nano carbon chế tạo trong các thiết bị phát xạ trường. 19 Thử nghiệm khả năng ứng dụng của ống carbon trong việc chế tạo linh kiện điện tử (transistors hiệu ứng trường – CNTFET) Viết báo cáo, tổ chức tổng Tháng 11 - Tháng 11/2010 kết, đánh giá nghiệm thu kết 12/2008 20 10 PTN Công nghệ Nano quả, đề xuất các vấn đề cần nghiên cứu tiếp theo. - Lý do thay đổi (nếu có): Theo hợp đồng nhiệm vụ được chính thức bắt đầu vào 01/10/2007 III. SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN 1. Sản phẩm KH&CN đã tạo ra: a) Sản phẩm Dạng I: Tên sản phẩm và Số chỉ tiêu chất lượng TT chủ yếu Đơn vị đo Số lượng Theo Thực tế kế đạt hoạch được 1 Ông nano carbon chế tạo bằng phương pháp CVD Ống 05 06 2 Transistor hiệu ứng trường sử dụng ống nano carbon (CNTFET) Cái 0 50 Mức chất lượng - Ống nano carbon đơn vách/đa vách. - Đường kính trung bình 5 – 50 nm. - Chiều dài 1 – 5 µm. - Khả năng phát xạ trường 1-20V/µm, mật độ dòng 0.05A/cm2 - Kích thước: Width: 2-10µm; Lenght: 20200µm; Number: 5-50 cặp cực. - Dòng Id-Vd > -10µA. - Lý do thay đổi (nếu có): b) Sản phẩm Dạng II: Yêu cầu khoa học Số cần đạt Tên sản phẩm TT Theo kế hoạch Thực tế đạt được 01 quy trình chế 03 quy trình chế tạo tạo ống nano tạo tạo ống nano Quy trình công carbon bàng carbon bàng nghệ chế tạo ống 1 phương pháp phương pháp nano carbon bằng CVD trên cơ sở CVD trên các phương pháp CVD trang thiết bị phù thiết bị tại Phòng hợp Thí Nghiệm Công 11 Ghi chú Nghệ Nano. - Lý do thay đổi (nếu có): c) Sản phẩm Dạng III: Số TT 1 2 Yêu cầu khoa học cần đạt Số lượng, nơi công bố Tên sản phẩm (Tạp chí, nhà xuất bản) Theo Thực tế kế hoạch đạt được 2 Báo cáo thuyết minh 2 trình bày số liệu, báo cáo phân tích về kết quả chế tạo ống nano carbon và thử nghiệm ứng dụng Các bài báo / báo cáo 2 3 - Proceedings of IWNA, khoa học Vietnam, 568-571 (2007) - The 216th ECS Meeting, Austria (2008) - Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, Vietnam (2010) - Lý do thay đổi (nếu có): d) Kết quả đào tạo: Số TT Cấp đào tạo, Chuyên ngành đào tạo 1 Kỹ sư: Hồ Ngọc Vỹ, “Tổng hợp và khảo sát tính chất màng xúc tác ứng dụng cho chế tạo màng nano carbon” Trường ĐHBK - ĐHQG TP. HCM, 2008. Trần Đức Nghĩa, “Nghiên cứu chế tạo bộ phận đo tính chất phát xạ trường của ống nano carbon” Trường ĐHBK - ĐHQG TP. HCM, 2009. 12 Số lượng Theo kế Thực tế hoạch đạt được Ghi chú (Thời gian kết thúc) 2008 02 02 2009 2 3 Thạc sỹ: (chương trình liên kết giữa PTN CN Nano (LNT) và Trường ĐH Công nghệ – ĐHQG HN) Nguyễn Tuấn Anh, “Nghiên cứu, tổng hợp ống than nano nhằm ứng dụng trong pin nhiên liệu dùng methanol trực tiếp (DMFC)” ĐHQG Hà Nội, 2009 Hoàng Hải Liêm, “Thiết kế, chế tạo và kiểm tra các đặc tính điện của Transistor hiệu ứng trường (FET) sử dụng ống nano carbon” ĐHQG Hà Nội , 2010 Phạm Đông Phương(*), “Nghiên cứu tối ưu hóa quy trình tổng hợp nano carbon (CNTs) mọc thẳng đứng bằng phương pháp lắng đọng hóa học nhiệt từ pha hơi (t-CVD) trên nền xúc tác Ni, Fe” ĐHQG Hà Nội , 2011 Đào tạo cán bộ và chuyên gia : - TS. Đinh Duy Hải - CN. Phạm Tấn Thi - ThS. Nguyễn Tuấn Anh 01 03 2009 2010 2011 02 03 2008 2007 2008 (*) Chuẩn bị bảo vệ - Lý do thay đổi (nếu có): 2. Đánh giá về hiệu quả do đề tài, dự án mang lại: a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ: - Nắm vững 03 quy trình công nghệ chế tạo ống nano carbon bằng phương pháp CVD với các trang thiết bị, cơ sở vật chất hiện đại tại Hàn Quốc. - Khảo sát và tìm hiểu các ứng dụng của ống nano carbon trong các thiết bị phát xạ trường được triển khai tại trung tâm CNNC, Hàn Quốc. 13 - Xây dựng và hoàn thiện 01 quy trình chế tạo ống nano carbon trong điều kiện cơ sở vật chất ở Phòng Thí Nghiệm Công Nghệ Nano, Việt Nam. - Khảo sát đặc tính phát xạ trường của ống nano carbon. - Chế tạo thử nghiệm linh kiện sử dụng ống nano carbon làm Transistor trường (FET-CNTs) b) Hiệu quả về kinh tế xã hội: * Bồi dưỡng, đào tạo cán bộ trong lãnh vực công nghệ cao: - Thông qua các nghiên cứu về chế tạo và đánh giá ống nano carbon, tạo cơ sở để xây dựng đội ngũ cán bộ có chuyên môn về lãnh vực công nghệ cao, tiếp cận trình độ khoa học kỹ thuật của khu vực và trên thế giới. - Dự án này tạo điều kiện để đào tạo sinh viên, học viên cao học và các cán bộ nghiên cứu trẻ của ĐH Quốc Gia TP. HCM, góp phần đào tạo nhân lực trình độ cao cho đơn vị nói riêng và cả nước nói chung. * Đối với lãnh vực khoa học có liên quan: - Chế tạo ống nano carbon và hướng đến ứng dụng chúng trong các linh kiện phát xạ trường phục vụ cho ngành công nghiệp điện - điện tử, sẽ giúp các đơn vị nghiên cứu khác trong nước (các Trường, Viện, Trung tâm nghiên cứu…) có được phương tiện nghiên cứu mới, hứa hẹn các kết quả mới trong lãnh vực nghiên cứu điện - điện tử cũng như trong công nghiệp sản xuất. - Bên cạnh đó, sản phẩm nghiên cứu là mẫu ống nano carbon có thể cung cấp cho các đơn vị nhằm thúc đẩy những nghiên cứu cơ bản về ống nano carbon trong nước. - Kết quả nghiên cứu ứng dụng của đề tài này sẽ thúc đẩy những nghiên cứu tiếp theo về ống nano carbon trong nước và góp phần xây dựng ngành công nghệ micro-nano tại Việt Nam. 3. Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài: Số TT I Nội dung Báo cáo định kỳ Lần 1 Thời gian thực hiện Từ tháng 10/2007 đến tháng 10/2008 14 Ghi chú (Tóm tắt kết quả, kết luận chính, người chủ trì…) - Thực hiện 03 Mẫu ống nano carbon đáp ứng yêu cầu của Thuyết mình. - Xây dựng 02 Quy trình tổng hợp ống nano carbon bằng phương pháp CVD. Lần 2 Từ tháng 10/2008 đến tháng 10/2009 Lần 3 Từ tháng 10/2009 đến tháng 06/1020 II Kiểm tra định kỳ 15/07/2010 III Nghiệm thu cơ sở 23/12/2010 - 03 cán bộ thực tập 3 tháng tại Hàn Quốc - Tổ chức Hội nghị khoa học Quốc tế Hàn Quốc – Việt Nam về Khoa học và Công nghệ Nano tại Hàn Quốc. - Thực hiện 03 Mẫu ống nano carbon đáp ứng yêu cầu của Thuyết mình. - Xây dựng 01 Quy trình tổng hợp ống nano carbon bằng phương pháp CVD. - Khảo sát tính chất của ống nano carbon tạo thành - Nghiên cứu khả năng ứng dụng của ống nano carbon trong các thiết bị phát xạ trường - Hoàn thiện quy trình công nghệ chế tạo ống nano carbon. - Đào tạo 02 thạc sỹ - Chế tạo thử nghiệm linh kiện sử dụng ống nano carbon làm Transistor trường (CNT-FET): - Đánh giá thử nghiệm linh kiện: đo các đặc tính I-V. Về cơ bản nhiệm vụ đã hoàn thành khối lượng công việc đề ra. Cần đẩy nhanh tiến độ nghiệm thu. Bổ sung báo cáo về tình hình hợp tác quốc tế. Chủ nhiệm đề tài Thủ trưởng tổ chức chủ trì TS. Đinh Duy Hải PGS.TS. Đặng Mậu Chiến 15 MỤC LỤC MỤC LỤC.......................................................................................................... i DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT...........................................................viii DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU................................................................... ix DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ ......................................................................... x DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ ......................................................................... x PHẦN MỞ ĐẦU............................................................................................... 1 I. Tình hình nghiên cứu ống nano carbon trong nước và quốc tế ..................... 1 a) Tình hình nghiên cứu, phát triển và ứng dụng CNTs trên thế giới........... 1 b) Tình hình nghiên cứu CNTs tại Việt Nam ................................................. 6 II. Xuất xứ của nhiệm vụ nghị định thư ............................................................ 7 III. Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của nhiệm vụ ........................ 8 III.1. Mục tiêu ................................................................................................ 8 III.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................ 9 Chương 1 : TỔNG QUAN LÝ THUYẾT................................................ 10 1.1. Lịch sử hình thành và phát triển CNTs .................................................. 10 1.2. Cấu trúc, khuyết tật và phân loại CNTs ................................................. 11 1.2.1. Cấu trúc CNTs ................................................................................. 11 1.2.2. Khuyết tật của CNTs ....................................................................... 13 1.2.3. Phân loại CNTs................................................................................ 15 1.3. Tính chất của CNTs................................................................................ 16 1.3.1. Đặc tính vật lý (kích thước, hình dạng và diện tích bề mặt) ........... 17 1.3.2. Sự tương tác phân tử và đặc tính hấp phụ ....................................... 18 1.3.3. Tính chất cơ [39-40] ........................................................................ 18 1.3.4. Tính chất điện [62-65],[69],[73],[77] .............................................. 20 1.3.5. Tính chất nhiệt ................................................................................. 24 Chủ nhiệm đề tài: TS. Đinh Duy Hải – PTN CN Nano – ĐHQG TP.HCM i 1.4. Các phương pháp chế tạo ống nanocarbon............................................. 26 1.4.1. Cơ chế phát triển của ống nano ....................................................... 26 1.4.2. Phương pháp lắng đọng hóa hơi (CVD).......................................... 27 1.5. Phương pháp tinh chế ............................................................................. 31 1.5.1. Oxi hóa (Oxidation)......................................................................... 32 1.5.2. Xử lý bằng acid (Acid treatment) .................................................... 32 1.5.3. Ủ nhiệt (Annealing) ......................................................................... 33 1.5.4. Siêu âm (Ultrasonication) ............................................................... 33 1.5.5. Tinh chế từ tính (Magnetic purification)......................................... 33 1.5.6. Bộ lọc (kích thước) micro (Micro filtration)................................... 34 1.5.7. Cắt (Cutting) .................................................................................... 34 1.5.8. Functionalisation............................................................................. 34 1.5.9. Sắc ký (Chromatography) ............................................................... 35 1.5.10. Kết luận............................................................................................ 35 1.6. Ứng dụng ................................................................................................ 35 1.6.1. Lưu trữ năng lượng.......................................................................... 36 1.6.1.1. Lưu trữ Hydro ......................................................................... 36 1.6.1.2. Lưu trữ điện hóa Lithium........................................................ 37 1.6.1.3. Siêu tụ điện điện hóa............................................................... 38 1.6.2. Linh kiện phát xạ trường ................................................................. 39 1.6.2.1. Nguyên lý phát xạ trường. ...................................................... 39 1.6.2.2. Khả năng phát xạ trường của CNTs........................................ 41 1.6.2.3. Màn hình hiển thị phát xạ trường............................................ 45 1.6.3. Transistor phát xạ trường sủ dụng ống nano carbon (CNTFET) .... 47 1.6.3.1. Giới thiệu................................................................................. 47 1.6.3.2. Cấu trúc CNTFET cổng sau (back-gate). ............................... 48 1.6.3.3. Nguyên lý hoạt động của CNTFET. ....................................... 49 1.6.4. Vật liệu composite ........................................................................... 50 Chủ nhiệm đề tài: TS. Đinh Duy Hải – PTN CN Nano – ĐHQG TP.HCM ii 1.6.5. Các ứng dụng khác .......................................................................... 52 1.1.1.2. Đầu dò và cảm biến nano........................................................ 52 1.1.1.3. Ống nano dùng làm chất hấp thụ ............................................ 52 Chương 2 : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ỐNG NANO CABON ............................... 54 2.1. Chế tạo lớp đệm...................................................................................... 54 2.1.1. Xử lý bề mặt tiêu chuẩn................................................................... 54 2.1.2. Tạo lớp đệm trên đế silic ................................................................. 55 2.1.2.1. Chế tạo đế SiO2/Si................................................................... 55 2.1.2.2. Chế tạo đế Si3N4/Si ................................................................. 56 2.1.2.3. Chế tạo đế Al/Si ...................................................................... 57 2.1.2.4. Chế tạo đế Al2O3/Si................................................................. 59 2.2. Chế tạo lớp xúc tác .......................................................................... 60 2.2.1. Hóa chất và thiết bị .......................................................................... 60 2.2.2. Tạo màng xúc tác kim loại .............................................................. 63 2.2.3. Nghiên cứu, đánh giá bề mặt lớp xúc tác ........................................ 65 2.2.3.1. Kính hiển vi điện tử quét (SEM)............................................. 65 2.2.3.2. Kính hiển vi lực nguyên tử (AFM) ......................................... 68 2.3. Quy trình tổng hợp CNTs bằng phương pháp CVD .............................. 69 2.3.1. Thiết bị lắng đọng hơi hóa học bằng nhiệt (t-CVD) ....................... 69 2.3.1.1. Mô hình thiết bị lắng đọng nhiệt hơi hóa học tCVD .............. 69 2.3.1.2. Quá trình tổng hợp ống nano carbon bằng tCVD ................... 70 2.3.1.3. Thiết bị thermal CVD ............................................................. 71 2.3.2. Thiết bị ánh giá CNTs thu được ...................................................... 72 Ngoài việc đánh giá bằng SEM và AFM, CNTs còn được đánh giá thông qua phổ Raman, và kính hiển vi điện tử truyền qua TEM. ............. 72 2.3.2.1. Thiết bị quang phổ Micro-Raman........................................... 72 2.3.2.2. Thiết bị kính hiển vi điện tử truyền qua - TEM...................... 73 Chủ nhiệm đề tài: TS. Đinh Duy Hải – PTN CN Nano – ĐHQG TP.HCM iii Chương 3 : KẾT QUẢ CHẾ TẠO ỐNG NANO CARBON BẰNG PHƯƠNG PHÁP CVD ................................................................................. 75 3.1. Tổng hợp lớp xúc tác kim loại................................................................ 75 3.1.1. Ảnh hưởng của quá trình ủ nhiệt lên các lớp đệm........................... 75 3.1.1.1. Lớp đệm SiO2 trên đế Silicon ................................................. 75 3.1.1.2. Lớp đệm Al trên đế SiO2 ......................................................... 76 3.1.1.3. Lớp đệm Pt trên wafer silicon................................................ 76 3.1.2. Khảo sát bề mặt màng xúc tác Ni trên các đế khác nhau. ............... 77 3.1.2.1. Màng xúc tác Ni trên đế silicon .............................................. 77 3.1.2.2. Màng xúc tác Ni trên đế SiO2 ................................................. 78 3.1.2.3. Màng xúc tác Ni trên đế Al..................................................... 79 3.1.2.4. Màng xúc tác Ni trên đế Al2O3 ............................................... 79 3.1.2.5. Màng xúc tác Ni trên đế Si3N4 ................................................ 80 3.1.3. Khảo sát bề mặt màng xúc tác Co trên các đế khác nhau. .............. 81 3.1.3.1. Màng xúc tác Co trên đế SiO2 ................................................. 81 3.1.3.2. Màng xúc tác Co trên đế Al .................................................... 82 3.1.3.3. Màng xúc tác Co trên đế Al2O3 ............................................... 82 3.1.4. Khảo sát bề mặt màng xúc tác Mo trên các đế khác nhau............... 83 3.1.4.1. Màng xúc tác Mo trên đế Al ................................................... 83 3.1.4.2. Màng xúc tác Mo trên đế Al2O3 .............................................. 83 3.1.4.3. Màng xúc tác Mo trên wafer Silic........................................... 84 3.1.4.4. Màng xúc tác Mo trên đế SiO2 ................................................ 84 3.1.4.5. Màng Mo trên lớp xúc tác Fe.................................................. 86 3.1.5. Khảo sát bề mặt màng xúc tác Fe trên các đế khác nhau. ............... 86 3.1.5.1. Màng xúc tác Fe trên đế silicon .............................................. 86 3.1.5.2. Màng Fe trên lớp đế Si3N4 ...................................................... 87 3.1.5.3. Màng xúc tác Fe trên đế Al..................................................... 87 3.1.5.4. Màng xúc tác Fe trên đế Al2O3 ............................................... 89 Chủ nhiệm đề tài: TS. Đinh Duy Hải – PTN CN Nano – ĐHQG TP.HCM iv
- Xem thêm -