Nghiên cứu khả năng tăng cường tín hiệu raman của chất rhodamine b trên nền si cấu trúc 3d

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TĂNG CƯỜNG TÍN HIỆU RAMAN CỦA CHẤT RHODAMINE B TRÊN NỀN SI CẤU TRÚC 3D GVHD: TS NGUYỄN THỤY NGỌC THỦY SVTH: QUÁCH DƯƠNG TUẤN HẢI LÊ QUANG PHÚC SKL009205 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 8/2022 S K L 0 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MƠN CƠNG NGHỆ VẬT LIỆU KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TĂNG CƯỜNG TÍN HIỆU RAMAN CỦA CHẤT RHODAMINE B TRÊN NỀN Si CẤU TRÚC 3D GVHD: TS NGUYỄN THỤY NGỌC THỦY SVTH: QUÁCH DƯƠNG TUẤN HẢI MSSV: 18130017 SVTH: LÊ QUANG PHÚC MSSV: 18130034 Khóa: 2018 - 2022 Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM BM CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU Độc lập - Tự – Hạnh phúc Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20 NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thụy Ngọc Thủy Cơ quan công tác giảng viên hướng dẫn: ĐH SPKT TPHCM Sinh viên thực hiện: Lê Quang Phúc Quách Dương Tuấn Hải MSSV: 18130034 MSSV: 18130017 Tên đề tài: Nghiên cứu khả tăng cường tín hiệu raman chất Rhodamine B Si cấu trúc 3D Nội dung khóa luận:  bạc Đưa qui trình chế tạo nano bạc phương pháp nung nhiệt từ màng mỏng  Áp dụng việc chế tạo hạt nano bạc đế Si có cấu trúc hình tháp nhằm tăng cường tín hiệu Raman chất Rhodamine B …………….……… ……….…………………………………………………………… Các sản phẩm dự kiến  Các số liệu kết đo đạc phân tích  Báo cáo Khóa luận tốt nghiệp Ngày giao đồ án: ……………………………………………………………………… Ngày nộp đồ án: ……………………………………………………………………… Ngơn ngữ trình bày: Việt Bản báo cáo: Tiếng Anh  Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh Tiếng Việt  Tiếng   TRƯỞNG BỘ MÔN (Ký, ghi rõ họ tên) GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) Nguyễn Thụy Ngọc Thủy ii TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG Độc lập - Tự – Hạnh phúc BM CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: Quách Dương Tuấn Hải Lê Quang Phúc MSSV: 18130017 MSSV: 18130034 Ngành: Công nghệ vật liệu Tên đề tài: Họ tên Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thụy Ngọc Thủy Cơ quan công tác GV hướng dẫn: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh Địa chỉ: 01 Võ Văn Ngân, Phường Linh Chiểu, TP Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh NHẬN XÉT Về nội dung đề tài khối lượng thực hiện: Tinh thần học tập, nghiên cứu sinh viên: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Điểm: (Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 08 năm 2022 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) iii TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BM CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: Quách Dương Tuấn Hải MSSV: 18130017 Lê Quang Phúc MSSV: 18130034 Ngành: Công nghệ vật liệu Tên đề tài: Họ tên giáo viên phản biện: Cơ quan công tác GV phản biện: Địa chỉ: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Kiến nghị câu hỏi: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Điểm: (Bằng chữ…………………………… ) Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2022 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) iv LỜI CAM ĐOAN Nhóm em xin cam đoan cơng trình nghiên cứu nhóm em thực hướng dẫn Ts Nguyễn Thụy Ngọc Thủy (trưởng khoa ngành công nghệ vật liệu) Các kết số liệu nêu luận văn hoàn toàn trung thực, khách quan chưa sử dụng tác giả khác v LỜI CẢM ƠN Trong trình nghiên cứu, học tập làm luận văn tốt nghiệp phịng thí nghiệm khoa khoa học ứng dụng – ngành công nghệ vật liệu Nhóm chúng em nhận giúp đỡ, ủng hộ vô đáng trân quý từ giảng viên môn khoa bạn bè Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn vô sâu sắc với Ts Nguyễn Thụy Ngọc Thủy trưởng môn ngành công nghệ vật liệu – Người hướng dẫn trực tiếp, chu đáo tạo điều kiện thuận lợi để giúp tụi em hồn thành khóa luận tốt nghiệp Em xin cảm ơn quan tâm, ý, dạy bảo giáo viên khoa khoa học ứng dụng – ngành công nghệ vật liệu, Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật Tp.HCM Tất kiến thức suốt năm đại học mà thầy truyền đạt “viên gạch đầu tiên” tạo móng tri thức thật vững để có hành trang thật đầy đủ trước bước vào đời Và lời nói cuối tụi em xin chân thành cảm ơn tất người thân ln bên cạnh động viên hỗ trợ để giúp tụi em hồn thành khóa luận tốt nghiệp vi MỤC LỤC NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN iii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iv LỜI CAM ĐOAN .v LỜI CẢM ƠN vi MỤC LỤC vii DANH MỤC VIẾT TẮT ix DANH MỤC BẢNG x DANH MỤC HÌNH ẢNH xi LỜI MỞ ĐẦU xii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KIẾN THỨC 1.1 Cộng hưởng plasmon bề mặt (SPR) 1.2 Tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS) .1 1.2.1 Quang phổ tán xạ Raman 1.2.2 Quang phổ tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS) .2 1.2.3 Ứng dụng 1.3 Tổng quan vật liệu 1.3.1 Tổng quan nano Bạc (AgNPs) 1.3.2 Tổng quan vật liệu silic 1.3.3 Tổng quan Rhodamine B CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 10 2.1 Dụng cụ, thiết bị hóa chất 10 2.1.1 Dụng cụ thiết bị 10 2.1.2 Hóa chất 11 2.2 Phương pháp thực nghiệm 12 2.2.1 Phương pháp ăn mòn ướt bề mặt đế silic 12 2.2.2 Chế tạo hạt nano bạc 14 vii 2.2.3 2.3 Phương pháp phủ dung dịch keo bạc .16 Phương pháp phân tích 17 2.3.1 Quan sát bề mặt mẫu silic kính hiển vi quang học (OM) 17 2.3.1 Đo quang phổ hấp thụ tử ngoại – khả kiến (Ultraviolet-Visible spectroscopy) 18 2.3.2 Kính hiển vi điện tử quét hiệu ứng trường (FE-SEM) 21 2.3.3 Thiết bị đo quang phổ raman (Raman spectroscopy) 22 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 25 3.1 Kết ăn mòn tạo cấu trúc kim tự tháp bề mặt đế silic 25 3.2 Kết đo UV-Vis 26 3.3 Kết đo FE-SEM 27 3.4 Kết phân tích phổ tán xạ raman .29 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 31 4.1 Kết luận 31 4.2 Kiến nghị .31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 viii - Detecter - Bộ phận ghi nhận, xử lý tín hiệu quang thành tín hiệu điện Bộ phận có tác dụng cảm nhận xạ điện từ sau bị hấp thụ chuyển dúng thành dòng điện Phổ UV-Vis ứng dụng nhiều lĩnh vực phân tích nhanh chóng độ tinh khiết nồng độ DNA RNA Trong ngành dược phẩm sử dụng phổ biến, người ta xử lý phổ UV-VIS để xác định hợp chất dược phẩm riêng lẻ Quang phổ UV-Vis thường sử dụng nuôi cấy vi khuẩn Các phép đo OD thực thường xuyên nhanh chóng cách sử dụng bước sóng 600nm để ước tính nồng độ tế bào để theo dõi tăng trưởng vi khuẩn Một ứng dụng quan trọng phổ biến khác phân tích hợp chất cụ thể đồ uống hàm lượng caffeine có đạt tiêu chuẩn cho phép hay khơng [18]… Các kết đo phổ hấp thụ UV-Vis báo cáo nhóm chúng em thực đo máy UV-Vis CRF-V730 phịng thí nghiệm khoa Khoa Học Ứng Dụng Máy đo quang phổ UV-Vis CRF-V730 sở hữu nguồn tự động chuyển từ bước sóng 330 đến 350nm, sử dụng kết hợp với phần mềm Spectra Manager Có chế độ đo như: - Phân tích định lượng - Quét bước sóng (Abs, %T, %R, Mẫu, Reference) - Quét theo thời gian (Abs, %T, %R, Mẫu, Reference) - Quét tai bước sóng cố định (lên đến bước sóng) - Abs/ %T Ngồi ra, máy cịn có chức khác như: Validation, tính tốn hoạt tính enzyme, độ dày màng mỏng, phân tích màu Máy sử dụng nguồn sáng đèn deuterium 190 – 350 nm, halogen 330 – 1100 nm Sử dụng đầu dò Silicon photodiode (S1337) Độ xác ±0.2nm (tại 656.1nm), tốc độ quét 10 đến 8000 nm/phút, máy yêu cầu nguồn điện 220V Đối với báo cáo này, nhóm chúng em sử dụng chế độ đo phổ hấp thụ Abs để khảo sát đỉnh bước sóng cộng hưởng plasmon hạt nano bạc bước sóng 350 – 650 nm [19] 20 2.3.2 Kính hiển vi điện tử quét hiệu ứng trường (FE-SEM) Kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FE-SEM) công nghệ tiên tiến để chụp ảnh cấu trúc vi mô vật liệu FE-SEM thường hình thành chân khơng cao phân tử khí có xu hướng làm xáo trộn tia điện tử, electron thứ cấp phát tán xạ sử dụng để chụp ảnh FE-SEM sử dụng để quan sát cấu trúc nhỏ bề mặt Các nhà nghiên cứu sinh học, hóa học vật lý áp dụng kỹ thuật để quan sát cấu trúc nhỏ đến 1nm FE-SEM sử dụng súng phát xạ trường tạo hình ảnh hơn, biến dạng tĩnh điện độ phân giải không gian < 2nm (tốt lần so với SEM) Hình 3: Kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường FESEM HITACHI MODEL S4800 FE-SEM tên viết tắt kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường Có thể nói FE SEM kính hiển vi hoạt động với electron (các hạt có điện tích âm) thay ánh sáng Những electron giải phóng nguồn phát thát trường Đối tượng quét electron theo mơ hình zig-zag [20] Phương pháp kính hiển vi điện tử quét nhóm chúng em sử dụng để quan sát bề mặt đế silic cấu trúc kim tự tháp phủ hạt nano bạc Phương pháp 21 cho phép quan sát mật độ, hình dáng kích thước khoảng cách hạt nano hạc sau phủ lên bề mặt Từ đưa nhận xét chọn mẫu tối ưu để tiến hành đo quang phổ tán xạ Raman 2.3.3 Thiết bị đo quang phổ raman (Raman spectroscopy) Máy quang phổ Raman nhỏ gọn, đại bao gồm số thành phần bản, bao gồm tia laser đóng vai trị nguồn kích thích để tạo tán xạ quang phổ Raman Thông thường, laze trạng thái rắn sử dụng thiết bị đo quang phổ Raman đại với bước sóng phổ biến 532nm, 785nm, 830 nm 1064nm Các laze bước sóng ngắn có mặt cắt tán xạ Raman cao nên tín hiệu thu lớn hơn, nhiên tần số huỳnh quang tăng bước sóng ngắn Do đó, nhiều hệ thống đo quang phổ Raman có laze 785nm Năng lượng laze truyền đến thu thập từ mẫu cáp quang Một lọc notch edge sử dụng để loại bỏ tán xạ Rayleigh chống Stokes ánh sáng tán xạ Stokes lại truyền cho phần tử tán sắc, điển hình cách tử hình ba chiều Một máy dị CCD thu ánh sáng, dẫn đến quang phổ Raman Do tán xạ quang phổ Raman mang lại tín hiệu yếu, điều quan trọng thành phần chất lượng cao, phù hợp với quang học sử dụng máy quang phổ Raman Phổ tán xạ Raman mẫu khóa luận tốt nghiệp chúng em thực đo thiết bị đo tán xạ XploRA PLUS Confocal Raman Microscope hang HORIBA Scientific trường Đại học Khoa học Tự Nhiên Tp Hồ Chí Minh 22 Hình 4: Thiết bị đo quang phổ Raman [21] Thiết bị đo quang phổ raman thường cấu tạo thành phần hình 2.5, bao gồm: - Nguồn laze kích thích thường chùm ánh sáng vùng cực tím (UV), ánh sáng khả kiến (Vis) cận hồng ngoại (NIR) Chùm laze thường dùng làm nguồn sáng cường độ lớn khả tập trung vào điểm nhỏ mẫu Thường laze khí hay dùng argon cho vạch phát xạ mạnh bước sóng 514nm 488 nm Trong máy quang phổ Raman-FT, nguồn laze thường có bước sóng phát xạ 1064nm - Bộ chọn lọc bước sóng - Đế để mẫu phân tích - Thấu kính hội tụ - Bộ thu sắc kí - Đầu dị CCD - Máy tính phần mềm xử lý liệu thu Một số nhược điểm quang phổ raman [22]: - Để phân tích phổ raman cần nguồn laze có cơng suất lớn, điều gây cháy mẫu tượng quang phân ly Đặc biệt với phổ Raman cộng hưởng mà tần số laser điều chỉnh vào vùng hấp thu phân tử 23 - Một số hợp chất phát huỳnh quang chiếu xạ laser - Máy đo quang phổ raman có giá thành cao so với máy đo quang phổ hồng ngoại - Thu phổ quay phổ dao động – quay với độ phân giải cao phổ Raman khó phổ hồng ngoại Ngồi nhược điểm nêu trên, máy đo quang phổ tán xạ raman có số ưu điểm [22]: - Có thể thực việc đo đạt xuyên qua bao bì đựng, chai lọ thủy tinh, vỏ bao film mà không cần xâm lấn vào cấu tạo bên mẫu, không làm hỏng cấu tạo thành phẩm - Thiết bị FT-Raman cho đời với độ lặp lại cao mang lại cho phát triển đầu thu có độ lớn, cho phép tia laze tập trung vào số lượng mẫu lớn - Phương pháp phổ raman có số ưu điểm đáng kể so với quang phổ hồng ngoại IR: Đối với hợp chất hút ẩm hợp chất nhạy khơng khí, cho vào ống thủy tinh nút kín thu phổ Raman, phổ IR ống thủy tinh hấp thu xạ IR Đo phổ dung dịch nước Raman dễ IR, nước có tán xạ Raman yếu, nước cho phổ hồng ngoại mạnh - Nhờ vào tiện dụng, dễ dàng thao tác bị hạn chế Ngày quang phổ raman ứng dụng nhiều lĩnh vực y tế, nông nghiệp, công tác pháp y hải quan ngành cần có kết với độ tin cậy cao nhanh chóng Đối với phương pháp này, việc đo tán xạ Raman chất phân tích đế SERS chế tạo cho phép đánh giá khả tăng cường đế, so sánh khả tăng cường đế SERS chế tạo qua nồng độ khác Rhodamine B Trong báo cáo này, nhóm chúng em thực khảo sát nồng độ Rhodamine B 10-5M 10-9M 24 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết ăn mòn tạo cấu trúc kim tự tháp bề mặt đế silic Trong phần này, nhóm em đưa kết q trình ăn mịn sử dụng dung dịch KOH IPA nhằm tạo cấu trúc đỉnh kim tự tháp bề mặt đế silic 100 nhiệt độ ăn mịn trì 73oC Hình 1: Kết mẫu ăn mịn quan sát kích hiển vi quang học với thang đo 10micromet Quan sát Hình 3.1, thấy cấu trúc kim tự tháp bề mặt đế silic có mật độ đỉnh kim tự tháp tương đối cao Tuy nhiên, phân bố đỉnh kim tự tháp không đồng đều, kim tự tháp có xu hướng tập lại thành cụm kim tự tháp gần Kích thước đỉnh kim tự tháp dao động trung bình khoảng từ đến 10 micromet, đỉnh kim tự tháp có phần bầu Để đảm bảo kết ăn mòn đạt hiệu tốt Trong q trình ăn mịn cần lưu ý bọt khí xuất bề mặt đế silic, điều ảnh hưởng lớn đến việc tạo đỉnh kim tự tháp Bọt khí đọng lại bề mặt đế làm cho dung dịch ăn mòn không tiếp cận bề mặt silic, dẫn tới tượng ăn mịn xảy khơng đồng nơi bị che phủ bọt khí khơng thể tạo cấu trúc kim tự tháp Để tránh 25 xảy tượng Trong trình thực ưn mịn cần ý quan sát, có bọt khí xuất lắc nhẹ tay cho bọt khí thoát khỏi bề mặt silic Tùy vào nhiệt độ thời gian mà bề mặt đế silic sau q trình ăn mịn có mật độ kích thước kim tự tháp trung bình khác Cách thực ảnh hưởng đến phân bố đỉnh kim tự tháp bề mặt đế 3.2 Kết đo UV-Vis Quang phổ UV-Vis giúp đánh giá đỉnh hấp thụ mạnh qua xác định bước sóng kích thích gây tượng cộng hưởng plasmon bề mặt Khi kích thước hạt bạc lớn, đỉnh hấp thụ UV-Vis có xu hướng dịch phía có bước sóng dài Phổ UV-Vis đế thạch anh chế tạo phương pháp nung nhiệt từ màng mỏng bạc tạo hạt nano bạc bề mặt Hình 2: Quang phổ hấp thụ hạt nano bạc đế Thạch anh Quan sát ảnh phổ cho thấy, với điều kiện phủ màng bạc phương pháp bốc bay thời gian 30 giây Mẫu thạch anh nung 500oC cho đỉnh phổ cộng hưởng khoảng bước sóng 500nm lớn so với mẫu thạch anh nung 26 450oC cho đỉnh phổ cộng hưởng khoảng bước sóng 440nm Điều cho thấy hạt nano bạc mẫu nung 500oC có kích thước lớn so với mẫu nung 450oC Cường độ đỉnh cộng hưởng bị ảnh hưởng mật độ hạt nano, cường độ thấp mẫu nung 500oC cho thấy bước sóng dài hơn, kèm theo mật độ hạt nano bạc tạo hạt nano hạc có kích thước lớn Điều ảnh hưởng nhiều đến khả tăng cường tán xạ raman Do mật độ thấp, dẫn tới trường điện từ bị giảm, giảm phân cực, tín hiệu raman giảm theo 3.3 Kết đo FE-SEM Lớp màng bạc Đế Silic Hình 3: Ảnh FE-SEM chụp bề dày màng bạc phủ thời gian 30 giây Quan sát hình 3.3, màng bạc phủ phương pháp bốc bay nhiệt thời gian 30s cho độ dày màng khoảng 200nm Độ dày màng hiểu việc giam dòng điện 44A khoảng 10 phút trước tiến hành phủ màng, nên cho màng dày Khi đó, việc nung tạo hạt nano bạc diễn không hồn tồn Độ dày màng thích hợp để nung tạo hạt nano bạc khoảng từ 50 – 100nm Dưới kết chụp FE-SEM bề mặt đế SERS chế tạo 27 a b Hình 4: Kết chụp FE-SEM thang đo 2.00um với hình a Silic ăn mịn nung 450oC, b Silic ăn mòn nung 500oC Quan sát ảnh SEM hai mẫu silic có cấu trúc kim tự tháp nung 450oC 500oC cho thấy mật độ hạt nano bạc mẫu nung 450oC tương đối nhiều, dựa vào thang đo thấy hạt nano bạc bám đỉnh kim tự tháp có kích thước khoảng 100nm, hình dáng hạt chưa tròn Đối với mẫu 500oC, quan sát ảnh hình 3.4b thấy mật độ hạt thấp, số lượng hạt bám bề mặt đỉnh kim tự tháp thấp không rõ nét hình dáng hạt Để lí giải cho điều này, hạt nano hình thành đỉnh kim tự tháp cách kết lại với nhiệt độ cao, đến kích thước định tác dụng trọng lực hạt ngày nặng bị lăn xuống chân rãnh đỉnh kim tự tháp Ngoài ra, khoảng cách hạt nano ảnh hưởng đến khả tán xạ hay phân cực phân tử Nhìn vào hình 3.4a thấy mật độ hạt nano nhiều, dựa vào thang đo thấy khoảng cách hạt nano lớn so với kích thước chúng, khoảng 200nm Điều cho thấy, photon cần lan truyền khoảng cách xa để tán xạ, photon lan truyền xa bị giảm lượng dẫn đến tương tác với chất phân tích bị yếu Qua kết ảnh SEM cho thấy, mẫu silic có cấu trúc kim tự tháp nung 450oC thích hợp sử dụng làm đế tăng cường tán xạ raman để khảo sát nồng độ Rhodamine mà phát Kết cho thấy rằng, nhiệt độ nung ảnh hưởng nhiều đến trình hình thành hạt nano bạc bề mặt đế SERS 28 3.4 Kết phân tích phổ tán xạ raman Để đánh giá khả tăng cường tán xạ raman đế SERS tăng cường Chất chọn để sử dụng cho việc đánh giá khả tăng cường Rhodamine B giới thiệu, chất dùng cho công nghiệp thuốc nhuộm Trong báo cáo này, nhóm em đưa kết quang phổ tán xạ raman tăng cường qua nồng độ Rhodamine khác 10-5M 10-9 M Hình 5: Quang phổ tán xạ Raman Rhodamine B đế SERS tăng cường với ba nồng độ Rhodamine B khác 10-5M 10-9M Quan sát hình 3.5, Đỉnh phổ 510cm-1 đỉnh phổ đặc trưng đế Silic hai đỉnh phổ 1325cm-1 1595cm-1 đỉnh phổ Rhodamine đế Silic cấu trúc kim tự tháp chế tạo với 1325cm-1 cận đỉnh phổ đặc trưng Rhodamine B 1357cm-1 đỉnh phổ 1595cm-1 cận đỉnh phổ đặc trưng Rhodamine B 29 1609cm-1 So sánh hai phổ Rhodamine-B 10-5M 10-9M, với nồng độ 10-5M cho cường độ tín hiệu chất phân tích cao hẳn so với nồng độ 10-9M 30 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Thông qua đề tài “Nghiên cứu khả tăng cường tín hiệu raman chất Rhodamine B Si cấu trúc 3D” thực nghiên cứu thí nghiệm phịng thí nghiệm bán dẫn khoa Khóa Học Ứng Dụng trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM Những mục tiêu đề tài đặt ban đầu nhóm chúng em thực hồn thành, bao gồm: Đưa qui trình chế tạo thành công hạt nano từ màng mỏng phương pháp nung nhiệt Màng mỏng phủ có độ dày khoảng 200nm Chế tạo hạt nano chế tạo có kích thước khoảng 100nm từ màng mỏng bạc Chế tạo thành công đế Silic cấu trúc kim tự tháp với kích thước kim tự tháp khoảng 4-10nm Từ kết chế tạo hạt nano bạc Si cấu trúc 3D Đế SERS chế tạo cho phép phát tín hiệu Raman chất Rhodamine-B nồng độ 10-9M 4.2 Kiến nghị Tuy hoàn thành mục tiêu ban đầu đề ra, với qui trình đưa cịn nhiều vấn đề cần cải thiện việc kiểm soát độ dày màng bạc phủ, thời gian nhiệt độ tối ưu để chế tạo hạt nano bạc cho tín hiệu tán xạ Raman tăng cường bề mặt mạnh mẽ Để làm điều cần thơi gian nghiên cứu thí nghiệm để đưa qui trình tối ưu Vì thời gian điều kiện thực thí nghiệm cịn nhiều hạn chế, chúng em đưa số ý kiến để cải thiện vấn đề hạn chế Nghiên cứu khảo sát vai trị kích thước hạt nano bạc ảnh hưởng đến tán xạ Raman tăng cường bề mặt Sử dụng phương pháp khác để chế tạo hạt nano bạc bề mặt đế Si cấu trúc 3D nhằm kiểm soát tốt bề dày màng mỏng bạc phủ, cho hạt nano có kích thước tối ưu ứng dụng cho quang phổ tán xạ Raman tăng cường bề mặt 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] K DuyneR.J.Groarke, "Nanostructures and Surface-Enhanced Raman Spectroscopy," Comprehensive Nanoscience and Technology, vol 3, pp 263301, 2011 [2] D Wolverson, "Raman spectroscopy," Characterization of Semiconductor Heterostructures and Nanostructures, pp 249-288, 2008 [3] Q Z B L X Z Kunxiang Liu, "Raman Spectroscopy: A Novel Technology for Gastric Cancer Diagnosis," Front Bioeng Biotechnol 10:856591 doi: 10.3389/fbioe.2022.856591, 2022 [4] P K A D a C S P Samir Kumar, "Surface-Enhanced Raman Scattering: Introduction and Applications," DOI: 10.5772/intechopen.92614, 2020 [5] R S & L F Roberto Pilot, "Surface-Enhanced Raman Spectroscopy: Principles, Substrates, and Applications," Metal Nanoparticles and Clusters, p 89–164, 2017 [6] P K A D a C S P Samir Kumar, "Surface-Enhanced Raman Scattering: Introduction and Applications," Recent Advances in Nanophotonics, 2020 [7] A S a A Kudelski, "Applications of Surface-Enhanced Raman Scattering in Biochemical and Medical Analysis," Frontiers in Chemistry, 2021 [8] S Pappas, "Facts About Silicon," Livescience, 2018 [9] A G a G Vignaud, "Specular Reflectivity from Smooth and Rough Surfaces," X-ray and Neutron Reflectivity, pp 85-131, 2008 [10] A M A a B Lahlouh, "Silicon Pyramid Structure as a Reflectivity Reduction Mechanism," Journal of Applied Sciences, vol 17(8), pp 374-383, 2017 [11] J B M D.Lavis, "The Chemistry of Small-Molecule Fluorogenic Probes," Progress in Molecular Biology and Translational Science, vol 113, pp 1-34, 2013 [12] H.YamashitaaA.TanakaaM.NishimuraaK.KoyanobT.TatsumibM.Anpo, "Photochemical properties of Rhodamine-B dye molecules included within mesoporous molecular sieves," Studies in Surface Science and Catalysis, vol 117, pp 551-558, 1998 [13] X G S F T Y Y W H Y Hui Wang, "Optimized core–shell Au@Ag nanoparticles for label-free Raman determination of trace Rhodamine B with cancer risk in food product," Food Chemistry, vol 188, pp 137-142, 2015 32 [14] epic-tool, "Vapor Deposition Techniques: PVD," 2020 [15] T I A A T M B T M I Almas Bashir, "Interfaces and surfaces," Chemistry of Nanomaterials, pp 51-87, 2020 [16] A Gianfrancesco, "Technologies for chemical analyses, microstructural and inspection investigations," Materials for Ultra-Supercritical and Advanced Ultra-Supercritical Power Plants, pp 197-245, 2017 [17] P Justin Tom, "UV-Vis Spectroscopy: Principle, Strengths and Limitations and Applications," Technology Networks , 2021 [18] S Aryal, "UV Spectroscopy- Definition, Principle, Steps, Parts, Uses," Microbe Notes, 2022 [19] Redtek, "Máy Đo Quang Phổ UV-Vis, Máy Đo Quang ( UV-Vis Spectrophotometer )" [20] A K K.NairNandakumarKalarikkal, "Morphological Characterization of Nanomaterials," Characterization of Nanomaterials, pp 335-364, 2018 [21] S & N Labs, "Raman Spectroscopy - Custom Laboratory Testing Services" [22] T N H T T V H B V T Đ T N L Đoàn Cao Sơn, "Ứng dụng phương pháp quang phổ Raman cận hồng ngoại kiểm ngiệm thuốc," Nhà xuất giáo dục, 2016 33 S K L 0