Cải tiến tích chất điện của vật liệu tgs sử dụng ống nanocacbon đa vách dạng oxi hóa giúp mở rộng vùng hoạt động của các cảm biến hồng ngoại :Hội nghị khoa học trẻ lần 4

Hội nghị Khoa học trẻ lần 4 năm 2022 (YSC2022) – IUH

Ngày 14/10/2022 ISBN: 978-604-920-155-4

© 2022 Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 199

YSC4F.217

CẢI TIẾN TÍCH CHẤT ĐIỆN CỦA VẬT LIỆU TGS SỬ DỤNG ỐNG

NANOCACBON ĐA VÁCH DẠNG OXI HÓA GIÚP MỞ RỘNG VÙNG HOẠT

ĐỘNG CỦA CÁC CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI

NGUYỄN HOÀI THƯƠNG, HÀ VĂN ĐẠI

Khoa Công nghệ Điện, Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh

[email protected]

Tóm tắt. Trong nghiên cứu này, chúng tôi chọn cải tiến vật liệu TGS, một loại vật liệu sắt điện cổ điển

được ứng dụng rộng rãi trong các cảm biến nhiệt hồng ngoại nhưng khả năng ứng dụng đã trở nên bão hòa

do pha sắt điện - vùng quan trọng cho các ứng dụng - tồn tại ở nhiệt độ khá thấp (< 49 oC). Bằng cách kết

hợp với ống nanocacbon đa vách dạng oxi hóa cho thấy, nhiệt độ chuyển pha TGS có thể lên tới 52.3 oC ở

điều kiện khô ráo và 57.7 oC dưới độ ẩm tương đối 90%. Ngoài ra, vùng tần số xuất hiện hiệu ứng điện cực

– một trong những hiệu ứng có thể làm giảm hiệu suất hoạt động của vật liệu ở tần số thấp - cũng được

khảo sát.

Từ khóa. Vật liệu sắt điện, sự chuyển pha, hiệu ứng kích thước, hiệu ứng điện cực.

IMPROVING ELECTRICAL PROPERTIES OF TGS USING OXIDIZED

MULTIWALLED CARBON NANOTUBES FOR EXPANDING THE OPERATING

REGION OF IR SENSORS

Abstract. In this study, we chose improving TGS - a classical ferroelectric that had been widely applied

in infrared sensors, but its applicability has become saturated because the ferroelectric phase – a

characteristic region essential for applications - exists at fairly low temperatures (<49 oC). By combining

with oxidized multiwalled carbon nanotubes (OMWCNT), the TGS phase transition temperature shifted to

52.3 oC in dry conditions, and 57.7 oC under a relative humidity of 90%. In addition, the frequency region

for the existence of the electrode effect - one of the effects that can reduce the performance of a material at

low frequencies - was also investigated.

Keywords. Ferroelectrics, phase transition, size effects, electrode effects.

1. GIỚI THIỆU

Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ điện – điện tử luôn song hành cùng quá trình khám phá liên tục

các vật liệu mới nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thực tiễn. Trong bức tranh tổng thể về thành

công của các thiết bị công nghệ, vật liệu sắt điện không thể không nhắc đến với các ứng dụng phổ biến

trong transistor [1], máy phát nano [2], cảm biến [3], bộ nhớ [4], tích trữ năng lượng [5], màn hình tinh thể

lỏng [6], v.v…

Triglycine sulfate (TGS) cũng là một trong những vật liệu sắt điện được biết đến rộng rãi trong giới nghiên

cứu và ứng dụng thực tiễn như máy dò hồng ngoại, hình ảnh nhiệt và các ứng dụng cảm biến hồng ngoai

[7]. Cảm biến nhiệt điện dựa trên TGS là nhạy cảm đồng đều với các bức xạ trong dải bước sóng từ tia cực

tím đến tia hồng ngoại xa, và không yêu cầu làm mát cho hoạt động so với máy dò lượng tử, nơi yêu cầu

làm mát ở nhiệt độ thấp.

Theo thời gian, các vật liệu điện – điện tử nói chung và vật liệu sắt điện nói riêng ngày càng trở nên thông

minh hơn, kích thước nhỏ gọn hơn nhưng lại tích hợp nhiều tính năng hơn. Để làm được điều này, một

phương pháp đơn giản và hiệu quả là cải tiến tính chất điện của các vật liệu truyền thống sẵn có nhờ kết

hợp với một hoặc nhiều vật liệu khác có cấu trúc nano.