Nghiên cứu tính chất vật liệu nano Au, vật liệu tổ hợp ZnOAu, CuOAu và định hướng ứng dụng trong y sinh môi trường.Nghiên cứu tính chất vật liệu nano Au, vật liệu tổ hợp ZnOAu, CuOAu và định hướng ứng dụng trong y sinh môi trường.Nghiên cứu tính chất vật liệu nano Au, vật liệu tổ hợp ZnOAu, CuOAu và định hướng ứng dụng trong y sinh môi trường.Nghiên cứu tính chất vật liệu nano Au, vật liệu tổ hợp ZnOAu, CuOAu và định hướng ứng dụng trong y sinh môi trường.Nghiên cứu tính chất vật liệu nano Au, vật liệu tổ hợp ZnOAu, CuOAu và định hướng ứng dụng trong y sinh môi trường.Nghiên cứu tính chất vật liệu nano Au, vật liệu tổ hợp ZnOAu, CuOAu và định hướng ứng dụng trong y sinh môi trường.Nghiên cứu tính chất vật liệu nano Au, vật liệu tổ hợp ZnOAu, CuOAu và định hướng ứng dụng trong y sinh môi trường.Nghiên cứu tính chất vật liệu nano Au, vật liệu tổ hợp ZnOAu, CuOAu và định hướng ứng dụng trong y sinh môi trường.Nghiên cứu tính chất vật liệu nano Au, vật liệu tổ hợp ZnOAu, CuOAu và định hướng ứng dụng trong y sinh môi trường.Nghiên cứu tính chất vật liệu nano Au, vật liệu tổ hợp ZnOAu, CuOAu và định hướng ứng dụng trong y sinh môi trường.Nghiên cứu tính chất vật liệu nano Au, vật liệu tổ hợp ZnOAu, CuOAu và định hướng ứng dụng trong y sinh môi trường.Nghiên cứu tính chất vật liệu nano Au, vật liệu tổ hợp ZnOAu, CuOAu và định hướng ứng dụng trong y sinh môi trường.Nghiên cứu tính chất vật liệu nano Au, vật liệu tổ hợp ZnOAu, CuOAu và định hướng ứng dụng trong y sinh môi trường.Nghiên cứu tính chất vật liệu nano Au, vật liệu tổ hợp ZnOAu, CuOAu và định hướng ứng dụng trong y sinh môi trường.Nghiên cứu tính chất vật liệu nano Au, vật liệu tổ hợp ZnOAu, CuOAu và định hướng ứng dụng trong y sinh môi trường.Nghiên cứu tính chất vật liệu nano Au, vật liệu tổ hợp ZnOAu, CuOAu và định hướng ứng dụng trong y sinh môi trường.Nghiên cứu tính chất vật liệu nano Au, vật liệu tổ hợp ZnOAu, CuOAu và định hướng ứng dụng trong y sinh môi trường.Nghiên cứu tính chất vật liệu nano Au, vật liệu tổ hợp ZnOAu, CuOAu và định hướng ứng dụng trong y sinh môi trường.Nghiên cứu tính chất vật liệu nano Au, vật liệu tổ hợp ZnOAu, CuOAu và định hướng ứng dụng trong y sinh môi trường.Nghiên cứu tính chất vật liệu nano Au, vật liệu tổ hợp ZnOAu, CuOAu và định hướng ứng dụng trong y sinh môi trường.Nghiên cứu tính chất vật liệu nano Au, vật liệu tổ hợp ZnOAu, CuOAu và định hướng ứng dụng trong y sinh môi trường.Nghiên cứu tính chất vật liệu nano Au, vật liệu tổ hợp ZnOAu, CuOAu và định hướng ứng dụng trong y sinh môi trường.Nghiên cứu tính chất vật liệu nano Au, vật liệu tổ hợp ZnOAu, CuOAu và định hướng ứng dụng trong y sinh môi trường.Nghiên cứu tính chất vật liệu nano Au, vật liệu tổ hợp ZnOAu, CuOAu và định hướng ứng dụng trong y sinh môi trường.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRẦN THỊ HÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT VẬT LIỆU NANO Au, VẬT LIỆU TỔ HỢP ZnO/Au, CuO/Au VÀ ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG Y SINH & MÔI TRƯỜNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÍ HỌC Hà Nội, 2022 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRẦN THỊ HÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT VẬT LIỆU NANO Au, VẬT LIỆU TỔ HỢP ZnO/Au, CuO/Au VÀ ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG Y SINH & MƠI TRƯỜNG Chun ngành: Vật lí chất rắn Mã số: 9440130.02 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÍ HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : GS.TS Bạch Thành Công TS Phạm Nguyên Hải Xác nhận Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LATS Người hướng dẫn khoa học PGS.TS Ngạc An Bang GS.TS Bạch Thành Công Hà Nội, 2022 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn khoa học GS.TS Bạch Thành Công TS Phạm Nguyên Hải Kết trình bày luận án trích dẫn từ báo xuất tơi thành viên nhóm nghiên cứu Số liệu kết luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận án Trần Thị Hà i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Bạch Thành Công TS Phạm Nguyên Hải Hai Thầy người trực tiếp hướng dẫn suốt năm học nghiên cứu sinh, truyền cho niềm đam mê, phương pháp nghiên cứu khoa học hiệu kiến thức kinh nghiệm vô quý báu Các Thầy bảo tận tình chun mơn, động viên tinh thần tạo điều kiện thuận lợi cho thời gian học tập thực luận án Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn lớn đến PGS.TS Ngạc An Bang, PGS.TS Lê Văn Vũ, Thầy nhiệt tình định hướng nghiên cứu, chia sẻ kinh nghiệm, giúp đỡ nhiều thời gian học tập trường Tôi xin cảm ơn tới TS Nguyễn Quang Hòa, TS Lưu Mạnh Quỳnh, ThS Sái Công Doanh, PGS.TS Mai Hồng Hạnh, TS Phạm Văn Thành ThS Trần Thị Ngọc Anh, thầy cô giúp đỡ tơi nhiều q trình thực nghiên cứu thực nghiệm, đo đạc để hoàn thành luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Phịng Cơng tác Chính trị sinh viên, Phịng Đào tạo thầy Nguyễn Thanh Bình, thầy Chu Hồng Đức, Lương Chi Lan quan tâm đến tiến độ công việc tạo điều kiện thuận lợi cho học tập, nghiên cứu Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Lãnh đạo Khoa Vật lý thầy cô Bộ mơn Vật lí Chất rắn, thầy Trung tâm Khoa học Vật liệu trang bị cho kiến thức, lời khuyên chân thành, tạo điều kiện thuận lợi để tơi chun tâm học tập nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn cô Đặng Thị Thanh Thủy, thầy Nguyễn Ngọc Đỉnh nhiệt tình hỗ trợ, tạo điều kiện cho tơi thực tốt việc học tập nghiên cứu trường Tôi xin gửi lời cảm ơn tới em sinh viên, cựu sinh viên học viên cao học yêu quý: Phạm Thị Hồng, Phi Thị Hương, Nguyễn Phương Mai, Nguyễn Mạnh Hồng, Nguyễn Thị Huyền Trang, Đào Vũ Phương Thảo, Phạm Thùy Linh, Trần Thị Uyên, Nguyễn Tố Phương, Lã Hạnh Nguyên, Nguyễn Thị Huyền, Bùi Thu Hương, Nguyễn Thị Hồng Hạnh, Hồ Văn Chính, Nguyễn Thùy Linh, Trần Văn Tân… Các em đồng ii hành suốt q trình thực thí nghiệm thảo luận kết nghiên cứu Tôi xin trân trọng cảm ơn đến Ban Giám Hiệu trường Đại học Mỏ - Địa chất tạo điều kiện thuận lợi, hỗ trợ phần kinh phí đào tạo cho tơi thời gian học nghiên cứu sinh Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban chủ nhiệm Khoa, Ban chủ nhiệm Bộ môn thầy cô Bộ môn Vật lý, Khoa Khoa học Cơ bản, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, nơi công tác, động viên, chia sẻ công việc tạo điều kiện thuận lợi để tơi có nhiều thời gian cho học tập, nghiên cứu Tôi xin cảm ơn Quỹ học bổng Đại học Quốc gia Hà Nội dành cho NCS có lực nghiên cứu xuất sắc, mã số VNU.2021.NCS.03; Chương trình học bổng đào tạo thạc sĩ, tiến sĩ nước Quỹ Đổi sáng tạo Vingroup (VINIF), Viện Nghiên cứu Dữ liệu lớn (VinBigdata) tài trợ phần kinh phí cho tơi thực nghiên cứu Tôi xin cảm ơn tới người bạn yêu mến tôi, cảm ơn bạn bên động viên, khích lệ thời gian tơi học tập nghiên cứu trường Cuối cùng, xin dành tình cảm đặc biệt lịng biết ơn sâu sắc tới bố mẹ hai bên, anh chị gia đình, đặc biệt Mẹ kính u tơi – Người dành đời nuôi ăn học, yêu thương dõi theo Tôi xin bày tỏ lịng biết ơn đến người bạn đời ln bên đồng hành, sẻ chia, giúp đỡ cơng việc Anh nguồn lượng tích cực mạnh mẽ giúp tơi vượt qua khó khăn học tập sống Tác giả luận án Trần Thị Hà iii MỤC LỤC DAN H MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU x DANH MỤC HÌNH VẼ xi MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU NANOCOMPOSITE BÁN DẪN/KIM LOẠI QUÝ VÀ HIỆU ỨNG TÁN XẠ RAMAN TĂNG CƯỜNG BỀ MẶT 1.1 Tổng quan số vấn đề nghiên cứu Raman tăng cường bề mặt định hướng ứng dụng y sinh môi trường 1.2 Tán xạ Raman 1.3 Tán xạ Raman tăng cường bề mặt 15 1.3.1 Plasmon 16 1.3.2 Tăng cường điện từ 19 1.3.2.1 Hình trụ hình cầu kim loại 19 1.3.2.2 Tăng cường trường điện từ định xứ 24 1.3.3 Tương tác vật, khoảng cách cấu trúc nano .29 1.4 Tăng cường hóa học 32 1.4.1 Ưu điểm cấu trúc dị thể kim loại-bán dẫn 32 1.4.2 Tăng cường điện từ truyền điện tích chất bán dẫn tinh khiết 33 1.4.3 Truyền điện tích giao diện kim loại-bán dẫn 35 1.4.3.1 Truyền điện tích cảm ứng plasmon từ kim loại sang chất bán dẫn 35 1.4.3.2 Truyền điện tích trực tiếp từ kim loại sang bán dẫn thông qua phân tử 36 iv 1.4.3.3 Truyền điện tích trực tiếp qua phân tử từ bán dẫn kim loại 37 1.5 Tổng quan số đối tượng vật liệu nghiên cứu luận án 37 1.5.1 Vật liệu ZnO 37 1.5.2 Vật liệu nano CuO 39 1.5.3 Kim loại plasmonic 41 Kết luận chương 43 CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 45 2.1 Các công nghệ chế tạo vật liệu 45 2.1.1 Phương pháp thủy nhiệt kết hợp hiệu ứng pin galvanic 45 2.1.2 Phương pháp oxi hóa nhiệt 48 2.1.3 Phương pháp phún xạ 49 2.2 Một số phương pháp nghiên cứu tính chất vật liệu 50 2.2.1 Nhiễu xạ tia X 50 2.2.2 Hiển vi điện tử 51 2.2.3 Tán sắc lượng tia X 53 2.2.4 Quang phổ điện tử tia X 54 2.2.5 Tán xạ Raman 56 2.2.6 Huỳnh quang 56 2.2.7 Hấp thụ truyền qua 58 2.3 Các hệ vật liệu khảo sát 60 2.3.1 Cấu trúc nano vàng đế phẳng 60 2.3.1.1 Chế tạo cấu trúc nano Au đế thủy tinh 60 2.3.1.2 Chế tạo cấu trúc nano Au màng ZnO 60 2.3.2 Hệ vật liệu nanocomposite ZnO/Au 61 v 2.3.3 Hệ vật liệu nano lõi/vỏ CuO/Au 62 Kết luận chương 63 CHƯƠNG TÍNH CHẤT VÀ KHẢ NĂNG TĂNG CƯỜNG RAMAN CỦA CẤU TRÚC NANO VÀNG TRÊN ĐẾ PHẲNG 64 3.1 Cấu trúc nano vàng đế thủy tinh 64 3.1.1 Hình thái cấu trúc nano Au 65 3.1.2 Thành phần nguyên tố 68 3.1.3 Khảo sát khả tăng cường Raman cấu trúc nano vàng đế thủy tinh……… 70 3.2 Cấu trúc nano vàng màng ZnO 76 Kết luận chương 78 CHƯƠNG TÍNH CHẤT VÀ KHẢ NĂNG TĂNG CƯỜNG RAMAN CỦA THANH NANOCOMPOSITE ZnO/Au 80 4.1 Khảo sát cấu trúc nano ZnO 81 4.2 Khảo sát cấu trúc tính chất nanocomposite ZnO/Au .84 4.3 Khả tăng cường Raman nanocomposite ZnO/Au 90 Kết luận chương 94 CHƯƠNG TÍNH CHẤT VÀ KHẢ NĂNG TĂNG CƯỜNG RAMAN CỦA DÂY NANO LÕI/VỎ CuO/Au 95 5.1 Khảo sát cấu trúc dây nano CuO 95 5.2 Kết nghiên cứu cấu trúc lõi/vỏ CuO/Au 97 5.3 Khả tăng cường Raman dây nano lõi/vỏ CuO/Au 101 5.4 Sử dụng đế SERS chế tạo nghiên cứu định hướng ứng dụng y sinh môi trường 106 5.4.1 Khảo sát tăng cường Raman Amoxicillin dây nano CuO/Au 106 vi 5.4.2 Khảo sát tăng cường Raman glucose dây nano CuO/Au 108 Kết luận chương 110 KẾT LUẬN 112 ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO… 114 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN… .115 TÀI LIỆU THAM KHẢO 118 vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT AFM Atomic Force Microscopy Hiển vi Nguyên tử lực AMX Amoxicillin CT Charge transfer Truyền điện tích DC Direct Current Dịng điện chiều EDS Energy Dispersive Tán sắc lượng tia X spectroscopy EM Electromagnetic enhancement Tăng cường điện từ EF Enhancement factor Hệ số tăng cường FETs Field Effect Transitor Transitor hiệu ứng trường FDTD Finite HOMO Differential Time Kỹ thuật miền thời gian vi phân hữu Domain hạn Highest Occupied Molecular Orbital phân tử cao bị chiếm Orbital HPLC High performance liquid Sắc ký lỏng hiệu cao Chrotomography HRTEM High Resolution Transmission Kính hiển vi điện tử phân giải cao Electron Microscopy LFIEF Local field intensity Hệ số tăng cường cường độ trường enhancement factor nội LO Longitudinal Optical Quang dọc LOD Limit of Detection Giới hạn phát vii i