Luận án Nghiên cứu tổng hợp vật liệu ZnO cấu trúc nano một chiều ứng dụng cho cảm biến khí NO2

i 
LỜI CAM ĐOAN 
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết 
quả trong luận án là trung thực, chưa từng được tác giả khác công bố. 
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cảm 
ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc. 
 Hà Nội, Ngày  tháng  năm . 
 Tác giả luận án 
ii 
LỜI CẢM ƠN 
Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn GS.TS. Trần 
Trung, người đã định hướng, hướng dẫn, giúp tôi hoàn thành các nhiệm vụ đặt ra cho 
luận án. 
Tôi xin chân thành cảm ơn các thành viên Nhóm „iSensor‟ Viện Đào tạo Quốc 
tế về Khoa học Vật liệu (ITIMS) những người đã chỉ bảo cho tôi cách nghiên cứu khoa 
học, định hướng nghiên cứu cho tôi. Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến các 
thầy GS.TS. Nguyễn Văn Hiếu và PGS. TS. Nguyễn Đức Hòa đã giúp đỡ tôi rất nhiều 
để tôi có thể hoàn thiện luận án của mình. 
Tôi xin chân thành cảm ơn tới Ban giám đốc, Bộ môn Vật liệu điện tử & cảm 
biến thuộc Viện Đào tạo Quốc tế về Khoa học Vật liệu (ITIMS), Viện Đào tạo sau đại 
học - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời 
gian học tập và thực hiện đề tài. 
Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng 
Yên đã tạo điều kiện thuận lợi về thời gian, cũng như các sự giúp đỡ ủng hộ khác giúp 
tôi hoàn thành bản luận án này. 
Xin chân thành cảm ơn đến tất cả các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình đã động 
viên giúp đỡ trong thời gian qua về chuyên môn cũng như về vật chất lẫn tinh thần có 
liên quan trực tiếp hoặc gián tiếp để giúp tôi hoàn thành bản luận án này. 
 Tác giả luận án 
 Hoàng Văn Hán 
iii 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 
Ký hiệu Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt 
CVD Chemical vapor deposition Lắng đọng hơi hóa học 
EDX Energy-Dispersive X-ray Tán sắc năng lượng tia X 
FE-SEM 
Field Emission Scanning Electron 
Microscope 
Kính hiển vi điện tử quét phát xạ 
trường 
Nb Niobium Niobi 
NO2 Nitrogen (IV) Oxide Ni - tơ (IV) ô - xít 
P123 Pluronic Pluronic 
ppm parts per million Một phần triệu 
PID Proportional integral derivative Bộ điều khiển vi tích phân tỉ lệ 
PL Photoluminescence Phát xạ huỳnh quang 
R Resistance Điện trở 
SLS Solid – Liquid – Solid Rắn – Lỏng – Rắn 
sccm 
standard cubic centimeter per 
minute 
Centi-mét khối trên phút 
(ml trên phút) 
MFC Mass flow controler Thiết bị điều khiển lưu lượng khí 
SAED Selected area electron diffraction 
Nhiễu xạ điện tử trong vùng được 
chọn 
SEM Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét 
TEM 
Transmission Electron 
Microscope 
Kính hiển vi điện tử truyền qua 
UV-Vis Ultraviolet–visible spectroscopy Phổ tử ngoại-khả kiến 
XRD X-ray diffraction Nhiễu xạ tia X 
ZnO Zinc Oxide Kẽm ô-xít 
iv 
MỤC LỤC 
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .............................................................................. 1 
1.1. Giới thiệu tổng quan về ZnO 1 
1.1.1. Cấu trúc tinh thể của vật liệu ZnO ............................................................. 1 
1.1.2. Một số đặc tính nổi bật của vật liệu ZnO cấu trúc một chiều .................... 3 
1.1.3. Một số ứng dụng của vật liệu ZnO một chiều ........................................... 7 
1.2. Các phương pháp chế tạo số lượng lớn thanh và dây nano dạng tự do 10 
1.2.1. Chế tạo nano ZnO bằng phương pháp bốc bay nhiệt ............................... 10 
1.2.2. Chế tạo nano ZnO bằng phương pháp thủy nhiệt .................................... 15 
1.2.3. Chế tạo nano ZnO bằng quá trình ủ nhiệt ................................................ 21 
1.3. Cảm biến khí dạng độ dẫn 25 
1.3.1. Khái niệm về cảm biến ............................................................................ 25 
1.3.2. Các đại lượng đặc trưng của cảm biến ..................................................... 26 
1.3.3. Cấu tạo của cảm biến khí kiểu thay đổi điện trở...................................... 29 
1.3.4. Các dạng vật liệu sử dụng của cảm biến khí ............................................ 30 
1.3.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính của cảm biến khí ............................. 32 
1.3.6. Nguyên lý hoạt động của cảm biến khí .................................................... 37 
CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....... 40 
2.1. Tổng hợp vật liệu nano ZnO 40 
2.1.1. Chế tạo thanh nano ZnO bằng phương pháp thủy nhiệt .......................... 40 
2.1.2. Chế tạo vật liệu nano ZnO một chiều bằng phương pháp bốc bay nhiệt . 43 
2.2. Chế tạo cảm biến trên cơ sở vật liệu nano ZnO 46 
2.2.1. Điện cực sử dụng cho cảm biến ............................................................... 46 
2.2.2. Chế tạo cảm biến ...................................................................................... 46 
2.2.3. Chế tạo cảm biến sử dụng dây nano biến tính bằng Nb2O5 ..................... 47 
2.3. Đo các đặc trưng của vật liệu 48 
2.3.1. Khảo sát các tính chất cơ bản .................................................................. 48 
2.3.2. Khảo sát các đặc trưng của cảm biến ....................................................... 48 
v 
2.3.3. Quy trình đo ............................................................................................. 49 
2.3.4. Các tính toán cho các đặc trưng của cảm biến ......................................... 50 
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................... 52 
3.1. Đánh giá quy trình chế tạo và nghiên cứu các tính chất cơ bản của vật liệu nano 
ZnO 52 
3.1.1. Thanh nano ZnO chế tạo bằng phương pháp thủy nhiệt .......................... 52 
3.1.2. Nano ZnO chế tạo bằng phương pháp bốc bay nhiệt ............................... 58 
3.2. Đặc trưng nhạy khí của vật liệu nano ZnO 72 
3.2.1. Lựa chọn nhiệt độ ủ của cảm biến .......................................................... 72 
3.2.2. Tính chất nhạy khí của cảm biến sử dụng thanh nano ZnO chế tạo bằng 
phương pháp thủy nhiệt ........................................................................... 74 
3.2.3. Tính chất nhạy khí của cảm biến sử dụng dây nano ZnO chế tạo bằng 
phương pháp bốc bay nhiệt ...................................................................... 79 
3.2.4. Tính chất nhạy khí của cảm biến nano tetrapod ZnO chế tạo bằng phương 
pháp bốc bay nhiệt ................................................................................... 84 
3.3. Đặc trưng nhạy khí của cảm biến dây nano ZnO biến tính Nb2O5 87 
3.3.1. Đặc trưng cơ bản của dây nano ZnO biến tính ........................................ 88 
3.3.2. Tính chất nhạy khí của cảm biến dây nano ZnO biến tính theo nồng độ 
Nb2O5 khác nhau ...................................................................................... 89 
3.4. Phân tích, đánh giá và so sánh các loại vật liệu nano ZnO chế tạo được và đặc 
trưng nhạy khí của chúng 93 
3.4.1. Vật liệu nano ZnO .................................................................................... 93 
3.4.2. Tính chất nhạy khí của các vật liệu nano ZnO ........................................ 96 
KẾT LUẬN CHUNG 105 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 106 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 107 
vi 
DANH MỤC HÌNH VẼ 
H n Mô hình minh họa cấu trúc tinh thể bền vững của ZnO theo kiểu Wurzite (a) 
và Zincblende (b). .......................................................................................... 2 
H n Phổ phát quang của các nano ZnO với kích thước tinh thể khác nhau .......... 4 
H n : Phổ huỳnh quang của ZnO với các cấu trúc nano một chiều có hình dạng 
khác nhau ....................................................................................................... 4 
H n Giản đồ mức năng lượng của ZnO ................................................................. 5 
H n Đặc trưng I – V của dây nano ZnO (a), sự phụ thuộc của điện trở dây nano 
ZnO theo nhiệt độ (b) .................................................................................... 6 
H n Minh họa cấu tạo chung của FET (MOSFET) ............................................... 7 
H n : Đặc trưng IDS-VDS (A), IDS-Vg của FET sử dụng dây nano ZnO (B) . .......... 8 
H n Cấu trúc của một cảm biến hóa học sử dụng vật liệu nano ZnO .................... 9 
H n Sản phẩm ZnO được tổng hợp bằng phương pháp bốc bay (a,) Ảnh FE-SEM 
của sản phẩm (b,c) và Ảnh HR-TEM (d) .................................................... 12 
H n Ảnh HR – TEM của vật liệu ZnO (a,b), SEAD của ZnO (c,d). ................. 13 
H n : Quy trình chế tạo vật liệu bằng phương pháp thủy nhiệt ........................... 16 
H n : Ảnh SEM (a,b), Ảnh HR-TEM của vật liệu nano ZnO (c,d) ..................... 17 
H n : Ảnh TEM của các sản phẩm ZnO khi thêm Na2CO3 với các khối lượng 
khác nhau: 5g (a) và 10 g (b) ....................................................................... 18 
H n Cơ chế hình thành dây nano ZnO bằng phương pháp thủy nhiệt. .............. 19 
H n : Ảnh SEM trong vùng nhiệt độ trung bình 800 – 850 °C (a, b, c), trong 
vùng nhiệt độ trung bình 700- 800 °C (d, e, f) ............................................ 22 
H n : Ảnh TEM (a), HR- TEM (b), SEAD (c) của thanh nano ZnO. ................. 23 
H n Sơ đồ sơ đồ của bốn cơ chế có thể có của vận chuyển ion trong phản ứng 
ô - xi hóa, sự vận chuyển của các ion ô - xi của cơ chế kẽ ô - xi (a), sự vận 
chuyển của các ion ô - xi của cơ chế trống ô - xi (b), sự vận chuyển của các 
ion kim loại bằng cơ chế điền kẽ kim loại (c), vận chuyển của các ion kim 
loại bằng cơ chế kim loại trống (d). ............................................................ 24 
H n Sự phụ thuộc của độ đáp ứng vào nồng độ đo (Ethanol) [Đáp ứng khí của 
cảm biến mã số TGS2611 của hãng Figaro được đăng tải trên trang web 
của hãng] ..................................................................................................... 27 
vii 
H n : Đặc tuyến mô tả quá trình hồi đáp cảm biến khi tương tác với khí đo ..... 28 
H n Cấu tạo của cảm biến khí............................................................................ 29 
H n Cấu tạo cảm biến dạng khối. ...................................................................... 30 
H n Kết cấu dạng màng .................................................................................... 31 
H n : Kết cấu dạng dây ........................................................................................ 32 
H n Hình mô tả lớp tiếp xúc giữa 2 dây nano trên cảm biến ............................. 33 
H n : Ảnh hưởng của kích thước dây đến độ đáp ứng của cảm biến................... 34 
H n Sự phụ thuộc của độ đáp ứng vào nhiệt độ . ............................................. 35 
H n : Sơ đồ năng lượng tại bề mặt của hạt tinh thể. ............................................ 37 
H n : Cơ chế hấp phụ khí thông qua sự giảm vùng dẫn của dây nano. ............... 38 
H n Hình ảnh một số thiết bị sử dụng trong quá trình chế tạo vật liệu nano ZnO 
bằng phương pháp thủy nhiệt. ..................................................................... 41 
H n Sơ đồ chế tạo vật liệu ZnO bằng phương pháp thuỷ nhiệt. .......................... 42 
H n : Sơ đồ minh họa hệ chế tạo vật liệu ZnO bằng phương pháp bốc bay nhiệt. 44 
H n Ảnh của lò dùng để chế tạo dây nano ZnO bằng phương pháp bốc bay nhiệt.
 ..................................................................................................................... 45 
H n Minh họa cấu trúc điện cực răng lược của cảm biến. ................................... 46 
H n Chu trình ủ nhiệt của linh kiện cảm biến nano ZnO. ................................... 47 
H n : Sơ đồ nguyên lý của hệ trộn khí. .................................................................. 49 
H n Giao diện phần mềm VEE Pro ghi nhận sự thay đổi điện trở của cảm biến 
theo thời gian khi thay đổi nồng độ khí. ...................................................... 49 
H n : Minh họa việc tính toán thời gian đáp ứng và thời gian hồi phục của cảm 
biến. ............................................................................................................. 50 
H n Ảnh SEM của vật liệu ZnO chế tạo bằng phương pháp thuỷ nhiệt với độ pH 
khác nhau pH = 8 (a), pH = 9 (b), pH = 10 (c) và pH = 11 (d). .................. 53 
H n Ảnh SEM (a), ảnh HR-TEM (b,c,d) và ảnh biến đổi Fourier hai chiều - FFT 
(e) của thanh nano ZnO được chế tạo với pH = 10. .................................... 54 
H n Ảnh TEM (a), phân bố EDS của các nguyên tố C (b), O(c) và Zn (d) của 
thanh nano ZnO được chế tạo trong điều kiện với pH = 10. ....................... 55 
viii 
H n Giản đồ nhiễu xạ XRD của vật liệu thanh nano ZnO chế tạo bằng phương 
pháp thủy nhiệt với pH =10. ........................................................................ 56 
H n Phổ hấp thụ UV-Vis của vật liệu thanh nano ZnO chế tạo bằng phương pháp 
thủy nhiệt với pH =10. ................................................................................. 56 
H n : Phổ huỳnh quang (PL) của vật liệu thanh nano ZnO được chế tạo bằng 
phương pháp thủy nhiệt với pH =10. .......................................................... 57 
H n : Ảnh minh họa dây nano ZnO thu được trên cốc thủy tinh về hệ mẫu I (a), hệ 
mẫu II (b) và hệ mẫu III (c). ........................................................................ 60 
H n : Ảnh SEM mẫu M11 với độ phóng đại khác nhau của các cấu trúc dạng dây 
(a, b) và dạng có các tetrapod (c, d). ........................................................... 62 
H n : Ảnh SEM mẫu M12 với độ phóng đại khác nhau của các cấu trúc dạng dây 
(a, b) và dạng có các tetrapod (c, d). ........................................................... 62 
H n : Ảnh SEM mẫu M13 với độ phóng đại khác nhau của các cấu trúc dạng dây 
(a, b) và dạng có các tetrapod (c, d). ........................................................... 63 
H n : Ảnh SEM mẫu M14 với độ phóng đại khác nhau của các cấu trúc dạng dây 
(a, b) và dạng có các tetrapod (c, d). ........................................................... 63 
H n : Ảnh SEM mẫu M15 với độ phóng đại khác nhau của các cấu trúc dạng dây 
(a, b) và dạng có các tetrapod (c, d). ........................................................... 64 
H n Ảnh TEM của dây nano ZnO. .................................................................... 65 
H n : Ảnh HR-TEM (a,b), biến đổi Fourier hai chiều-FFT (c) và phổ biểu diễn 
sự phân bố 38 mặt phẳng trong 10 nm (d) của dây nano ZnO. ................... 65 
H n : Ảnh SEM (a), ảnh TEM (b,c); biến đổi Fourier hai chiều - FFT (d), HR-
TEM (e,f), phổ biểu diễn sự phân bố 38 mặt phẳng trong 10 nm (g) của vật 
liệu nano ZnO có cấu trúc tetrapod. ............................................................ 66 
H n Giản đồ nhiễu xạ tia X của dây nano ZnO chế tạo bằng phương pháp bốc 
bay nhiệt. .................................................................................... ... 
crystal ZnO nanowires. Appl Phys Lett 84:3358. doi: 10.1063/1.1723696 
41. Korotcenkov G (2005) Gas response control through structural and chemical 
modification of metal oxide films: State of the art and approaches. Sensors 
Actuators, B Chem 107:209–232. doi: 10.1016/j.snb.2004.10.006 
42. Korotcenkov G (2007) Metal oxides for solid-state gas sensors: What 
determines our choice? Mater Sci Eng B Solid-State Mater Adv Technol 139:1–
23. doi: 10.1016/j.mseb.2007.01.044 
43. Kumar R, Al-Dossary O, Kumar G, Umar A (2014) Zinc oxide nanostructures 
109 
for NO2 gas–sensor applications: A review. Nano-Micro Lett 7:1–24. doi: 
10.1007/s40820-014-0023-3 
44. Kundu S, Sain S, Satpati B, Bhattacharyya SR, Pradhan SK (2015) Structural 
interpretation, growth mechanism and optical properties of ZnO nanorods 
synthesized by a simple wet chemical route. RSC Adv 5:23101–23113. doi: 
10.1039/C5RA01152C 
45. Kuriakose S, Satpati B, Mohapatra S (2014) Enhanced photocatalytic activity of 
Co doped ZnO nanodisks and nanorods prepared by a facile wet chemical 
method. Phys Chem Chem Phys 16:12741. doi: 10.1039/c4cp01315h 
46. Law M, Goldberger J, Yang P (2004) Semiconductor Nanowires and Nanotubes. 
Annu Rev Mater Res 83–122. doi: 10.1146/annurev.matsci.34.040203.112300 
47. Layek A, De S, Thorat R, Chowdhury A (2011) Spectrally resolved 
photoluminescence imaging of ZnO nanocrystals at single-particle levels. J Phys 
Chem Lett 2:1241–1247. doi: 10.1021/jz200370s 
48. Lee CJ, Lee TJ, Lyu SC, Zhang Y, Ruh H, Lee HJ (2002) Field emission from 
well-aligned zinc oxide nanowires grown at low temperature. Appl Phys Lett 
81:3648. doi: 10.1063/1.1518810 
49. Lee JS, Islam MS, Kim S (2006) Direct formation of catalyst-free ZnO 
nanobridge devices on an etched Si substrate using a thermal evaporation 
method. Nano Lett 6:1487–1490. doi: 10.1021/nl060883d 
50. Lee M-K, Tu H-F (2008) Au–ZnO and Pt–ZnO Films Prepared by 
Electrodeposition as Photocatalysts. J Electrochem Soc 155:D758. doi: 
10.1149/1.2990719 
51. Li QH, Liang YX, Wan Q, Wang TH (2004) Oxygen sensing characteristics of 
individual ZnO nanowire transistors. Appl Phys Lett 85:6389–6391. doi: 
10.1063/1.1840116 
52. Li Y, Delaunay J-J (2010) Progress Toward Nanowire Device Assembly 
Technology. Nanowires. doi: 10.5772/39521 
53. Liang H, Pan L, Liu Z (2008) Synthesis and photoluminescence properties of 
ZnO nanowires and nanorods by thermal oxidation of Zn precursors. Mater Lett 
62:1797–1800. doi: 10.1016/j.matlet.2007.10.010 
54. Liu P, Li Y, Guo Y, Zhang Z (2012) Growth of catalyst-free high-quality ZnO 
nanowires by thermal evaporation under air ambient. Nanoscale Res Lett 7:220. 
doi: 10.1186/1556-276X-7-220 
55. Lu L, Wong M (2014) The resistivity of zinc oxide under different annealing 
configurations and its impact on the leakage characteristics of zinc oxide thin-
film transistors. IEEE Trans Electron Devices 61:1077–1084. doi: 
10.1109/TED.2014.2302431 
56. Martin M, Fromm E (1997) Low-temperature oxidation of metal surfaces. J 
Alloys Compd 258:7–16. doi: 10.1016/S0925-8388(97)00076-5 
57. Menzel A, Subannajui K, Bakhda R, Wang Y, Thomann R, Zacharias M (2012) 
Tuning the growth mechanism of ZnO nanowires by controlled carrier and 
reaction gas modulation in thermal CVD. J Phys Chem Lett 3:2815–2821. doi: 
110 
10.1021/jz301103s 
58. Minami T, Sato H, Nanto H, Takata S (1985) Group III Impurity Doped Zinc 
Oxide Thin Films Prepared by RF Magnetron Sputtering. Jpn J Appl Phys 
24:L781–L784. doi: 10.1143/JJAP.24.L781 
59. Mute A, Peres M, Peiris TC, Lourenço AC, Jensen LR, Monteiro T (2010) 
Structural and Optical Characterization of ZnO Nanowires Grown on Alumina 
by Thermal Evaporation Method. J Nanosci Nanotechnol 10:2669–2673. doi: 
10.1166/jnn.2010.1386 
60. Muth JF, Kolbas RM, Sharma AK, Oktyabrsky S, Narayan J (1999) Excitonic 
structure and absorption coefficient measurements of ZnO single crystal 
epitaxial films deposited by pulsed laser deposition. J Appl Phys 85:7884. doi: 
10.1063/1.370601 
61. Nath S, Kar JP, Myoung J-M (2011) Junction Properties and Applications of 
ZnO Single Nanowire Based Schottky Diode. Nanowires - Fundam Res. doi: 
10.5772/16344 
62. Nguyen T, Tuan NT, Nguyen VD, Cuong ND, Kien NDT, Huy PT, Nguyen VH, 
Nguyen DH (2014) Near-infrared emission from ZnO nanorods grown by 
thermal evaporation. J Lumin 156:199–204. doi: 10.1016/j.jlumin.2014.08.018 
63. Oh E, Oh E, Choi H-Y, Choi H-Y, Jung S-H, Jung S-H, Cho S, Cho S, Kim JC, 
Kim JC, Lee K-H, Lee K-H, Kang S-W, Kang S-W, Kim J, Kim J, Yun J-Y, 
Yun J-Y, Jeong S-H, Jeong S-H (2009) High-performance NO2 gas sensor 
based on ZnO nanorod grown by ultrasonic irradiation. Sensors Actuators B 
Chem 141:239–243. doi: 10.1016/j.snb.2009.06.031 
64. Okada T, Agung BH, Nakata Y (2004) ZnO nano-rods synthesized by nano-
particle-assisted pulsed-laser deposition. Appl Phys A 79:1417–1419. doi: 
10.1007/s00339-004-2797-5 
65. Opoku C, Dahiya a. S, Cayrel F, Poulin-Vittrant G, Alquier D, Camara N 
(2015) Fabrication of field-effect transistors and functional nanogenerators using 
hydrothermally grown ZnO nanowires. RSC Adv 5:69925–69931. doi: 
10.1039/C5RA11450K 
66. Öztürk S, Kılınç N, Öztürk ZZ (2013) Fabrication of ZnO nanorods for NO2 
sensor applications: Effect of dimensions and electrode position. J Alloys 
Compd 581:196–201. doi: 10.1016/j.jallcom.2013.07.063 
67. Park SK, Park JH, Ko KY, Yoon S, Chu KS, Kim W, Do YR (2009) 
Hydrothermal−Electrochemical Synthesis of ZnO Nanorods. Cryst Growth Des 
9:3615–3620. doi: 10.1021/cg9003593 
68. Pawinrat P, Mekasuwandumrong O, Panpranot J (2009) Synthesis of Au–ZnO 
and Pt–ZnO nanocomposites by one-step flame spray pyrolysis and its 
application for photocatalytic degradation of dyes. Catal Commun 10:1380–
1385. doi: 10.1016/j.catcom.2009.03.002 
69. Ponnuvelu DV, Pullithadathil B, Prasad AK, Dhara S, Ashok A, Mohamed K, 
Tyagi AK, Raj B (2015) Rapid synthesis and characterization of hybrid 
ZnO@Au core-shell nanorods for high performance, low temperature NO2 gas 
111 
sensor applications. Appl Surf Sci 355:726–735. doi: 
10.1016/j.apsusc.2015.07.143 
70. Ponnuvelu DV, Pullithadathil B, Prasad AK, Dhara S, Ashok A, Mohamed K, 
Tyagi AK, Raj B (2015) Rapid synthesis and characterization of hybrid 
ZnO@Au core–shell nanorods for high performance, low temperature NO2 gas 
sensor applications. Appl Surf Sci 355:726–735. doi: 
10.1016/j.apsusc.2015.07.143 
71. Qin N, Xiang Q, Zhao H, Zhang J, Xu J (2014) Evolution of ZnO 
microstructures from hexagonal disk to prismoid, prism and pyramid and their 
crystal facet-dependent gas sensing properties. CrystEngComm 16:7062. doi: 
10.1039/C4CE00637B 
72. Van Quy N, Minh VA, Van Luan N, Hung VN, Van Hieu N (2011) Gas sensing 
properties at room temperature of a quartz crystal microbalance coated with ZnO 
nanorods. Sensors Actuators B Chem 153:188–193. doi: 
10.1016/j.snb.2010.10.030 
73. Ren S, Bai YF, Chen J, Deng SZ, Xu NS, Wu QB, Yang S (2007) Catalyst-free 
synthesis of ZnO nanowire arrays on zinc substrate by low temperature thermal 
oxidation. Mater Lett 61:666–670. doi: 10.1016/j.matlet.2006.05.031 
74. Rout CS, Hari Krishna S, Vivekchand SRC, Govindaraj A, Rao CNR (2006) 
Hydrogen and ethanol sensors based on ZnO nanorods, nanowires and 
nanotubes. Chem Phys Lett 418:586–590. doi: 10.1016/j.cplett.2005.11.040 
75. Sadek AZ, Choopun S, Wlodarski W, Ippolito SJ, Kalantar-zadeh K (2007) 
Characterization of ZnO Nanobelt-Based Gas Sensor for H2, NO2, and 
Hydrocarbon Sensing. IEEE Sens J 7:919–924. doi: 10.1109/JSEN.2007.895963 
76. Şahin Y, Öztürk S, Kılınç N, Kösemen A, Erkovan M, Öztürk ZZ (2014) 
Electrical conduction and NO2 gas sensing properties of ZnO nanorods. Appl 
Surf Sci 303:90–96. doi: 10.1016/j.apsusc.2014.02.083 
77. Sakai G, Matsunaga N, Shimanoe K, Yamazoe N (2001) Theory of gas-
diffusion controlled sensitivity for thin ® lm semiconductor gas sensor. Sensors 
Actuators B Chem 80:125–131. doi: 10.1016/S0925-4005(01)00890-5 
78. Samanta PK, Chaudhuri PR (2011) Substrate effect on morphology and 
photoluminescence from ZnO monopods and bipods. Front Optoelectron China 
4:130–136. doi: 10.1007/s12200-011-0168-3 
79. Santos-Putungan AB, Bambao LM, Sarmago R V (2015) Electrical properties of 
an individual ZnO micro/nanorod. IOP Conf Ser Mater Sci Eng 79:12030. doi: 
10.1088/1757-899X/79/1/012030 
80. Schroeder P, Kast M, Halwax E, Edtmaier C, Bethge O, Brückl H (2009) 
Morphology alterations during postsynthesis oxidation of Zn nanowires. J Appl 
Phys 105:104307. doi: 10.1063/1.3126519 
81. Sekar A, Kim SH, Umar A, Hahn YB (2005) Catalyst-free synthesis of ZnO 
nanowires on Si by oxidation of Zn powders. J Cryst Growth 277:471–478. doi: 
10.1016/j.jcrysgro.2005.02.006 
82. Shen G, Bando Y, Lee CJ (2005) Synthesis and evolution of novel hollow ZnO 
112 
urchins by a simple thermal evaporation process. J Phys Chem B 109:10578–
10583. doi: 10.1021/jp051078a 
83. Shen G, Bandog Y, Lee CJ (2005) Growth of self-organized hierarchical ZnO 
nanoarchitectures by a simple In/In2S3 controlled thermal evaporation process. J 
Phys Chem B 109:10779–10785. doi: 10.1021/jp050950c 
84. Son JY, Lim SJ, Cho JH, Seong WK, Kim H (2008) Synthesis of horizontally 
aligned ZnO nanowires localized at terrace edges and application for high 
sensitivity gas sensor. Appl Phys Lett 93:53109. doi: 10.1063/1.2967871 
85. Sonam R, Sujata S, Ashish A, Satish K (2009) Influence of Nb 2 O 5 on the 
optical band gap and electrical conductivity of Nb2O5 ·BaO·B2O3. IOP Conf 
Ser Mater Sci Eng 2:12041. doi: 10.1088/1757-899X/2/1/012041 
86. Stypuła B, Kmita A, Hajos M (2014) Morphology and Structure of ZnO 
Nanoparticles Produced by Electrochemical Method. 20: 
87. Sun XH, Lam S, Sham TK, Heigl F, Jürgensen A, Wong NB (2005) Synthesis 
and synchrotron light-induced luminescence of ZnO nanostructures: Nanowires, 
nanoneedles, nanoflowers, and tubular whiskers. J Phys Chem B 109:3120–
3125. doi: 10.1021/jp044926v 
88. Tigli O, Juhala J (2011) ZnO nanowire growth by physical vapor deposition. In: 
2011 11th IEEE Int. Conf. Nanotechnol. IEEE, pp 608–611 
89. Toan N Van, Viet N, Duy N Van, Duc D (2015) Applied Surface Science 
Scalable fabrication of SnO 2 thin films sensitized with CuO islands for 
enhanced H 2 S gas sensing performance. Appl Surf Sci 324:280–285. doi: 
10.1016/j.apsusc.2014.10.134 
90. Tonezzer M, Dang TT Le, Bazzanella N, Nguyen VH, Iannotta S (2015) 
Comparative gas-sensing performance of 1D and 2D ZnO nanostructures. 
Sensors Actuators B Chem 220:1152–1160. doi: 
91. Tonezzer M, Hieu N V. (2012) Size-dependent response of single-nanowire gas 
sensors. Sensors Actuators, B Chem 163:146–152. doi: 
10.1016/j.snb.2012.01.022 
92. Van Tong P, Hoa ND, Van Quang V, Van Duy N, Van Hieu N (2013) Diameter 
controlled synthesis of tungsten oxide nanorod bundles for highly sensitive NO2 
gas sensors. Sensors Actuators, B Chem 183:372–380. doi: 
10.1016/j.snb.2013.03.086 
93. Vuong NM, Chinh ND, Huy BT, Lee Y-I (2016) CuO-Decorated ZnO 
Hierarchical Nanostructures as Efficient and Established Sensing Materials for 
H2S Gas Sensors. Sci Rep 6:26736. doi: 10.1038/srep26736 
94. Wan Q, Li QH, Chen YJ, Wang TH, He XL, Li JP, Lin CL (2004) Fabrication 
and ethanol sensing characteristics of ZnO nanowire gas sensors. Appl Phys Lett 
84:3654. doi: 10.1063/1.1738932 
95. Wan, Sun J, Liu H (2011) Semiconducting Oxide Nanowires: Growth, Doping 
and Device applications. Nanowires - Implementations Appl. doi: 
10.5772/16930 
113 
96. Wang C, Yin L, Zhang L, Xiang D, Gao R (2010) Metal oxide gas sensors: 
Sensitivity and influencing factors. Sensors 10:2088–2106. doi: 
10.3390/s100302088 
97. Wang ZL (2004) Zinc oxide nanostructures: growth, properties and applications. 
J Phys Condens Matter 16:R829–R858. doi: 10.1088/0953-8984/16/25/R01 
98. Wang ZL (2009) Ten years‟ venturing in ZnO nanostructures: From discovery to 
scientific understanding and to technology applications. Chinese Sci Bull 
54:4021–4034. doi: 10.1007/s11434-009-0456-0 
99. Wen Yua CP (2009) Low temperature thermal oxidation synthesis of ZnO 
nanoneedles and the growth mechanism. Mater Chem Phys 115:74–75. doi: 
10.1016/.2008.11.022 
100. Yamazoe N, Sakai G, Shimanoe K (2003) Oxide semiconductor gas sensors. 
Catal Surv from Asia 7:63–75. doi: 10.1023/A:1023436725457 
101. Yao BD, Chan YF, Wang N (2002) Formation of ZnO nanostructures by a 
simple way of thermal evaporation. Appl Phys Lett 81:757. doi: 
10.1063/1.1495878 
102. Zendehnam A, Mirzaee M, Miri S (2013) Effect of annealing temperature on PL 
spectrum and surface morphology of zinc oxide thin films. Appl Surf Sci 
270:163–168. doi: 10.1016/j.apsusc.2012.12.154 
103. Zhang Y, Ram MK, Stefanakos EK, Goswami DY (2012) Synthesis, 
characterization, and applications of ZnO nanowires. J Nanomater. doi: 
10.1155/2012/624520 
104. Zhou Q, Chen W, Xu L, Peng S (2013) Hydrothermal Synthesis of Various 
Hierarchical ZnO Nanostructures and Their Methane Sensing Properties. 
Sensors 13:6171–6182. doi: 10.3390/s130506171 
114 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 
1. Hoang Van Han, Nguyen Van Hieu, Tran Trung. (2011) Method of 
produce ZnO nanowires with high performance for gas sensor. The 
3rd International Workshop on Nanotechnology and Application IWNA 
2011 
2. Hoàng Văn Hán (2011) Khảo sát tính chất nhạy khí của dây nano ô xít 
kim loại. Tạp chí nghiên cứu khoa học và công nghệ. Số 16 
3. Hoang Van Han, Nguyen Van Hieu, Tran Trung. (2011) Produce ZnO 
nanowires with short responses time for gas sensor. The Sixth 
Vietnam-Korea International Joint Symposium, Hanoi 
4. Hoang Van Han, Tran Trung, Vu Van Quang, Nguyen Duc Hoa (2012) 
Fabrication of high – Aspect – Ratio ZnO Nanowires stuctrures for 
NO2 sensing application International Conference on Advanced 
Materials and Nanotechnologies ICAMN. 
5. Hoang Van Han, Nguyen Duc Hoa, Pham Van Tong, Hugo Nguyen, 
Nguyen Van Hieu (2013). Single-crystal zinc oxide nanorods with 
nanovoids as highly sensitive NO2 nanosensors. Materials Letters vol 
94. Pp 41-43 
6. Hoang Van Han1, 2, Nguyen Van Hieu2, and Tran Trung1, ∗ (2014) A 
Simple Method for Production of High Aspect Ratio ZnO Nanowires 
with Uniform Structure for NO2 Gas Sensors. Science of Advanced 
Materials Vol. 6, 
7. Tran Trung, Hoang Van Han, Nguyen Van Hieu (2016) New insights on 
the mechanism of semiconductor nanostructures formed during 
vapor transport at atmospheric pressure. Jounal of sciencs and 
technology Vol 54-5A, 107-117. 
8. Hoang Van Han, Chu Van Tuan, Tran Trung (2016) Study the response 
of gas sensor using ZnO nanorod synthesized by hydrothermal 
method. Jounal of sciencs and technology Vol 54-5A, 201-207. 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG Ố CỦA LUẬN ÁN