TRANG THÔNG TIN VỀ LUẬN ÁN
Tên luận án: “NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐIỆN TỪ VÀ HIỆN TƯỢNG TRUYỀN DÂN ĐIỆN TỬ CỦA MỘT SỐ HỆ VẬT LIỆU DẠNG NGỮ GIÁC BẢNG PHƯƠNG PHÁP MÔ PHÔNG”
Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và vật lý toán
Mã số: 9440103
Họ tên nghiên cứu sinh: Trần Yến Mi
Thời gian đào tạo: 2019-2022
Người hướng dẫn chính: PGS.TS Nguyễn Thành Tiên – Trường Đại học Cần Thơ
Người hướng dẫn phụ: TS. Đặng Minh Triết – Trường Đại học Cần Thơ
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Cần Thơr
1. Tóm tắt nội dung luận án
Dựa vào phương pháp mô phòng DFT (Lý thuyết phiếm hàm mặt độ điện tử) và phương pháp mô phòng NEGF-DFT (Ham Green không cân bằng kết hợp Lý thuyết phiếm hàm mật độ điện tử), chúng tôi quan tâm đến tính chất điện tử và truyền dẫn điện tử của nhóm vật liệu dài nano ngũ giác PG-SS, p-PC-SS và p-SiC-SS có hai biên răng cưa, các liên kết dư tại biên được trung hòa bằng các nguyên tử Hydro (H) và đều có các cấu trúc tiền thân thuộc nhóm đối xứng P-421m. Các kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng ngay cả khi chúng có độ rộng tương đương nhau thì tính chất điện tử và truyền dẫn điện tử của chúng cũng có sự khác nhau tương đối. Một trong các điểm khác khác nhau này được thể hiện ở sự phân bố trạng thái theo không gian ứng với các mức năng lượng lân cận mức Fenni, mức VBM (Valence Band Maximum mức năng lượng cao nhất của vùng hóa trị) và mức CBM (Conduction Band minimum – mức năng lượng thấp nhất của vùng dẫn). Tuy vậy, chúng vẫn
bảo đảm một số đặc trưng chung như: – Chúng đều là các chất bán dẫn có vùng cấm vừa phải (2 2,3 eV) và không mang từ tính.
– Trạng thái điện tử ứng với mức năng lượng CBM luôn xuất hiện đáng kể tại vùng giữa của mỗi dài nano ngũ giác, và có nguồn gốc chủ yếu từ các orbital p của các nguyên tử lai hóa sp².
– Tính chất điện tử và truyền dẫn điện tử của chúng chủ yếu được quyết định bởi các trạng thái điện tử của các nguyên tử lai hóa sp nằm tại hai lớp nguyên từ thành phần ngoài cùng của mỗi cấu trúc.
Với tất cả các đặc trưng trên, chúng tôi nhận thấy khả năng ứng dụng của nhóm vật liệu này vào lĩnh vực cảm biến khí. Cụ thể, nghiên cứu của chúng tôi cũng cho thấy tiềm năng cảm biến khí CO, CO, và NH, của mô hình PG-SS được chọn làm đại diện, với một số kết quả cụ thể sau:
Mô hình PG-SS có khả năng bị thay đổi mạnh tính chất điện tử và truyền dẫn điện tửkhi các phân tử khí được hấp phụ ngay trên liên kết giữa hai nguyên tử lai hóa sp². Tuy nhiên, điều này còn phụ thuộc vào loại nguyên tử được hấp phụ.
– Mô hình PG-SS có khả năng cảm biến tốt phân tử CO và NH₂, tuy nhiên không phủ hợp để cảm biến phân tử CO,.
– Đặc biệt, việc ứng dụng để PG-SS trong cảm biến phân tử NH, còn có ưu điểm vượt trội về khả năng hồi phục linh kiện, do liên kết giữa PG-SS và NH, chỉ là liên kết vật lý.
Tóm lại, các kết quả nghiên cứu của luận án góp phần làm sáng tỏ tính chất điện tử và truyền dẫn điện tử của nhóm vật liệu dài nano ngũ giác xuất phát từ các cấu trúc hai chiều tiền
thân có cùng nhóm đối xứng P-421m, có hai biên răng cưa với các liên kết dư tại biên được trung hòa bởi các nguyên tử H, có cấu trúc phầng, là chất bán dẫn có vùng cấm xiên vừa phải và không mang từ tính, PG-SS, p-P2C-SS và p-SiC2-SS. Dựa vào các đặc tính nổi bật này, chúng tôi tin tưởng rằng chúng có khả năng ứng dụng để chế tạo các cảm biến khí. Về khía cạnh học thuật, luận án góp phần bổ sung vào màng kiến thức liên quan đến tính chất điện tửvà truyền dẫn điện tử của nhóm vật liệu cấu trúc nano.
Từ khóa: dai nano ngũ giác, PG-SS, p-P.C-SS, p-SiC-SS, tính chất điện tử, tính chất truyền dẫn điện tử.
