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:
[email protected]
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:
[email protected]
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