Ngoài phần mở đầu, luận văn gồm 3 chương: Chương 1 - Tổng quan về cấu trúc tinh thể, vùng năng lượng của vật liệu nano ZnS:Mn, Chương 2 Tổng quan về phổ hấp thụ hồng ngoại của vật liệu nano ZnS pha tạp Mn không bọc phủ và bọc phủ polymer, Chương 3 Kết quả thực nghiệm và thảo luận.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KIỀU BÁ CHIẾN NGHIÊN CỨU PHỔ HẤP THỤ HỒNG NGOẠI CỦA CÁC HẠT NANO ZnS PHA TẠP Mn LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KIỀU BÁ CHIẾN NGHIÊN CỨU PHỔ HẤP THỤ HỒNG NGOẠI CỦA CÁC HẠT NANO ZnS PHA TẠP Mn Chuyên ngành: Quang học Mã số: 60440109 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS Phạm Văn Bền Hà Nội 2015 Kiều Bá Chiến Luận văn Thạc sĩ LỜI CẢM ƠN Tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS. TS. Phạm Văn Bền, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên ĐHQGHN, người đã trực tiếp chỉ bảo tận tình, hướng dẫn tơi hồn thành luận văn này. Tơi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất tới tất cả các thầy, cơ, tập thể cán bộ Bộ mơn Quang lượng tử; các thầy, cơ trong Khoa Vật lý, trường Đại học Khoa học Tự Nhiên đã truyền đạt cho tơi những kiến thức chun ngành vơ cùng q báu Tơi xin cảm ơn Anh Đặng Văn Thái đã tham gia ghi phổ, sử lí phổ và giúp đỡ tơi trong q trình thực hiện luận văn Tơi cũng khơng qn gửi lời cảm ơn đến gia đình; các anh, chị, bạn bè học viên đã đồng hành, giúp đỡ tơi trong q trình tìm tài liệu, trao đổi kiến thức cũng như truyền đạt những kinh nghiệm giúp tơi có thể hồn thành luận văn một cách tốt nhất Hà Nội, 12/2015 Học viên Kiều Bá Chiến Bộ môn Quang Lượng tử Năm 2015 Kiều Bá Chiến Luận văn Thạc sĩ MỤC LỤC Bộ môn Quang Lượng tử Năm 2015 Kiều Bá Chiến Luận văn Thạc sĩ DANH MỤC BẢNG Bộ mơn Quang Lượng tử Năm 2015 Kiều Bá Chiến Luận văn Thạc sĩ DANH MỤC HÌNH Bộ mơn Quang Lượng tử Năm 2015 Kiều Bá Chiến Luận văn Thạc sĩ LỜI NĨI ĐẦU Hiện nay, cơng nghệ nano được đầu tư phát triển mạnh mẽ với những ứng dụng trong mọi lĩnh vực của đời sống. Chẳng hạn, người ta đã chế tạo ra các chip nano máy tính có độ tích hợp rất cao và triển vọng cho phép dung lượng bộ nhớ máy tính tăng lên rất lớn; các ống nano cacbon cực kỳ vững chắc, có độ bền cơ học gấp 10 lần thép và đặc biệt có tính bền nhiệt rất cao; những loại pin mới có khả năng quang hợp nhân tạo sẽ giúp con người sản xuất năng lượng sạch….Ngồi ra cơng nghệ nano còn nhiều ứng dụng quan trọng trong nhiều ngành nghề khác như y tế, an ninh quốc phòng, thực phẩm… Đối tượng của cơng nghệ nano là những vật liệu có kích cỡ nanomet Với kích thước nhỏ như vậy, vật liệu nano có những tính chất vơ cùng độc đáo mà những vật liệu có kích thước lớn hơn khơng thể có được như độ bền cơ học, tính xúc tác cao, tính siêu thuận từ, các tính chất điện quang nổi trội. Mục tiêu ban đầu của việc nghiên cứu vật liệu nano để ứng dụng trong cơng nghệ sinh học như các tác nhân phản ứng sinh học và hiện ảnh các tế bào. Ứng dụng trong vật lý, các chấm lượng tử được hướng tới để sản xuất các linh kiện điện tử như các điốt phát quang (LED), laser chấm lượng tử có hiệu suất cao hơn và dòng ngưỡng thấp. Trong viễn thơng chấm lượng tử được dùng trong các linh kiện để khuếch đại quang và dẫn sóng [2, 3] ZnS, ZnS : Mn là một trong những vật liệu nano bán dẫn có độ rộng vùng cấm lớn (Eg =3,68eV ở 300K), chuyển mức thẳng, có độ bền nhiệt cao được ứng dụng rộng rãi trong các dụng cụ quang điện tử [2, 3] Để làm tăng khả năng ứng dụng của các vật liệu nano nói chung và của ZnS, ZnS : Mn nói riêng người ta thường bọc phủ chúng bằng các chất hoạt hóa bề mặt như polymer : polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl pyrrolidone (PVP) Khi các hạt nano ZnS:Mn được bọc phủ polymer thì kích thước của chúng giảm, điều này dẫn đến dịch bờ hấp thụ của ZnS về phiá bước sóng ngắn (dịch chuyển xanh), dịch đám phát quang Mn2+ về phía bước sóng dài (dịch chuyển đỏ), cường Bộ mơn Quang Lượng tử Năm 2015 Kiều Bá Chiến Luận văn Thạc sĩ độ phát quang mạnh và thời gian phát quang ngắn [ 3, 4]. Khi đó, khả năng ứng dụng của vật liệu nano ZnS, ZnS : Mn trong các dụng cụ quang điện tử sẽ tăng lên Để kiểm tra các hạt nano có được bọc phủ các chất hoạt hóa bề mặt hay khơng ta có thể khảo sát phổ nhiệt vi sai, phổ hấp thụ hồng ngoại FTIR. Đó là lý do chúng tơi chọn đề tài : “Nghiên cứu phổ hấp thụ hồng ngoại của các hạt nano ZnS pha tạp Mn” Ngoài phần mở đầu, luận văn gồm 3 chương: Chương 1. Tổng quan về cấu trúc tinh thể, vùng năng lượng của vật liệu nano ZnS:Mn Chương 2. Tổng quan về phổ hấp thụ hồng ngoại của vật liệu nano ZnS pha tạp Mn không bọc phủ và bọc phủ polymer Chương 3. Kết quả thực nghiệm và thảo luận Bộ môn Quang Lượng tử Năm 2015 Kiều Bá Chiến Luận văn Thạc sĩ 80 PVA (OH) 3457 60 (C=O) 1638 § é hÊp thơ(%) (CH ) 671 1106 517 40 20 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 -1 Sè sãng(cm ) Hình 3.7: Phổ hấp thụ hồng ngoại FTIR của PVA 3. 5.2. Phổ hấp thụ hồng ngoại của ZnS : Mn bọc phủ PVA Sự bọc phủ các hạt nano ZnS:Mn bằng PVA đã được kiểm tra bằng phổ hấp thụ hồng ngoại. Hình 3.8, 3.9 là phổ hấp thụ hồng ngoại FTIR của các hạt nano ZnS:Mn bọc phủ PVA với các khối lượng PVA khác nhau. Từ các phổ hấp thụ hồng ngoại FTIR này chúng tơi đã xác định được các thơng số đặc trưng : số sóng, cường độ của các vạch đặc trưng cho các loại dao động. Kết quả được dẫn ra ở bảng 3.4 Bộ môn Quang Lượng tử Năm 2015 40 Kiều Bá Chiến Luận văn Thạc sĩ a: PVA b: ZnS:Mn c: ZnS:Mn/0,8gPVA 100 (OH) 3422 (MnS) 653 3410 (ZnS) 80 (ZnS) (C=O) 617 1638 476 § é hÊp thơ(%) b N-OH 1288 60 (C=O) 3450 1556 c (CH) (ZnS) 1102 1411 (Oxy) 40 1003 a 20 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 -1 Sè sãng(cm ) (OH) (C=O) 160 (ZnS) (ZnS) 476 617 (MnS) 658 1638 670 (ZnS) (Oxy) 1102 1003 140 1556 3410 a:PVA b: ZnS:Mn c: ZnS:Mn/0,8gPVA c (CH) 1411 b § é hÊp thơ(%) 120 658 100 80 3456 60 670 40 a 20 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 -1 Sè sãng(cm ) Hình 3.8: Phổ hấp thụ hồng ngoại FTIR của PVA(đường a), ZnS:Mn(đường b), ZnS:Mn/0,8gPVA8%(đường c) Bộ mơn Quang Lượng tử Năm 2015 41 Kiều Bá Chiến Luận văn Thạc sĩ a:PVA b: ZnS:Mn c: ZnS:Mn/0,2gPVA d: ZnS:Mn/0,4gPVA e: ZnS:Mn/0,6gPVA f: ZnS:Mn/0,8gPVA g: ZnS:Mn/1gPVA (C=O) h: ZnS:Mn/1,2gPVA 1637 i: ZnS:Mn/1,5gPVA 100 (Zn-S) 471 80 (Zn-S) 617 (Mn-S) 657 (OH) 3415 c § é hÊp thô(%) 1556 60 (Oxy) 1004 g d e (0-H) (Zn-S) 1104 b i f (C-H) h 1415 40 a 20 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 -1 Sè sãng(cm ) (OH) 3410 (C-H) 260 240 (Zn-S) (Zn-S) (Mn-S) 470 612 655 670 (Oxy) 1004 1410 1552 (C=O) 1629 i h 220 200 g 180 § é hÊp thô(%) a:PVA b: ZnS:Mn c: ZnS:Mn/0,2gPVA d: ZnS:Mn/0,4gPVA e: ZnS:Mn/0,6gPVA f: ZnS:Mn/0,8gPVA g: ZnS:Mn/1gPVA h: ZnS:Mn/1,2gPVA i: ZnS:Mn/1,5gPVA f 160 e 140 120 d 100 c 80 b 3456 60 40 a 20 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 -1 Sè sãng(cm ) Hình 3.9: Phổ hấp thụ hồng ngoại của PVA (đường a), ZnS:Mn (đường b) và ZnS:Mn/PVA với các khối lượng PVA khác nhau Bộ mơn Quang Lượng tử Năm 2015 42 Kiều Bá Chiến Luận văn Thạc sĩ Bảng 3.4 : Các thơng số đặc trưng : số sóng, cường độ của các vạch trong phổ hấp thụ hồng ngoại của PVA và các hạt nano ZnS : Mn/ PVA với các khối lượng PVA khác nhau ZnS : Mn/ PVA với các khối lượng PVA(g) khác nhau PVA 0,2 0,4 0,6 0,8 1,2 1,5 Số sóng I(au) Số sóng I(au) Số sóng I(au) Số sóng I(au) Số sóng I(au) Số sóng I(au) Số sóng I(au) Số sóng I(au) Số sóng I(au) 517 16,8 478 63,6 466 30,6 464 39,8 476 48,8 467 49,4 469 39,8 474 21,4 474 20,6 619 64,5 617 36,9 614 43,8 621 47,3 617 53,1 618 37,7 614 22,7 614 20,8 671 9,3 660 62,2 654 32,7 650 42,3 660 49,2 667 52,6 667 42,3 667 35,7 667 35,5 1010 30,5 1006 17,9 1006 24,4 1007 19,4 1006 32,1 1006 20,9 1014 10,2 1014 16,3 1106 9,1 1106 35,6 1106 30,6 1104 32,9 1108 16,8 1107 38,5 1109 23,7 1109 8,3 1109 15,9 1180 21,9 1179 18,5 1176 22,7 1175 11,6 1180 31,1 1168 19,2 1177 11,2 1177 1288 1288 13,3 1230 20,5 1292 21,5 1288 36 1290 27 1339 11,5 1339 8,5 1415 43 1421 26,4 1418 29,1 1411 37,1 1419 44 1422 35,2 1410 36,3 1410 41,3 1557 52,6 1557 34,2 1551 35,5 1555 45,5 1546 47,5 1553 39,6 1552 42,2 1552 46,5 1638 13,8 1630 52,4 1633 49,4 1630 46,6 1637 47,8 1637 59,1 1637 45 1629 24,8 1629 29,4 3456 33,5 3443 88,2 3430 72,5 3426 62,5 3422 66,4 3420 69,4 3415 59,8 3410 49,5 3410 58,6 41 Bộ môn Quang – Lượng tử Loại dao động MnS ZnS ZnS Oxy ZnS C=C NOH CH CO C=O OH Năm 2014 Kiều Bá Chiến Luận văn Thạc sĩ Từ đồ thị và bảng các thơng số đặc trưng : số sóng, cường độ của các vạch trong phổ hấp thụ hồng ngoại của PVA và các hạt nano ZnS : Mn/ PVA với các khối lượng PVA khác nhau cho thấy: + Khi các hạt nano ZnS:Mn được bọc phủ PVA, trong phổ FTIR của nó vẫn xuất hiện các đám và vạch đặc trưng của PVA ,ngồi ra còn xuất hiện các vạch đặc trưng cho ZnS khoảng 1109cm 1, 620cm1, 471cm1 Tuy nhiên so với các hạt nano ZnS:Mn khơng bọc phủ (nhóm OH có số sóng 3443cm1), khi tăng khối lượng bọc phủ của PVA từ 0,2g đến 1,5g thì đám đặc trưng cho dao động mở rộng của nhóm OH bị dịch về phía số sóng nhỏ khoảng 46cm1. Kết quả được dẫn ra bảng 3.5 và hình 3.10 Bảng 3.5 : Vị trí số sóng của nhóm OH theo khối lượng PVA mPVA(g) số sóng(cm1) 3443 0,2 3430 0,4 3426 0,6 3422 0,8 3420 3415 1,2 3410 1,5 3410 3460 -1 Sè sãng(cm ) 3440 3420 3400 0,2 0,4 0,6 0,8 1,2 1,5 mPVA(g) Hình 3.10 : Đồ thị biểu diễn thay đổi vị trí số sóng của nhóm OH theo khối lượng PVA trong các hạt nano ZnS:Mn/PVA 3.6. Phổ hấp thụ hồng ngoại của ZnS:Mn bọc phủ PVP 3.6.1 Phổ hấp thụ hồng ngoại của PVP 42 Bộ mơn Quang – Lượng tử Năm 2014 Kiều Bá Chiến Luận văn Thạc sĩ Hình 3.11 là phổ hấp thụ hồng ngoại của PVP. PVP là polymer có cơng thức (C6H9NO)n với các nhóm chức đặc trưng OH, CH, C=O, CH 2… Phổ hấp thụ hồng ngoại của PVP có các đám và vạch đặc trưng cho dao động của các nhóm OH 3433 cm1, CH 2953 cm1, C=O 1646 cm1, –CC ở khoảng 657 cm1. Ngồi ra còn xuất hiện các vạch 571 cm1, 731 cm1, 1300 cm1, 1473 cm1…, trong đó các đám và vạch đặc trưng cho nhóm OH, C=O có độ hấp thụ tương đối lớn. Đám đặc trưng cho nhóm OH có độ hấp thụ mạnh vì PVP hấp thụ mạnh nước. PVP 80 (C=O) 1654 (OH) 3433 C=N 1291 1463 60 § é hÊp thô(%) -C-C671 573 40 1374 (C-H) 2954 (CH2) 736 1215 839 2138 -C-C1075 20 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 -1 Sè sãng(cm ) Hình 3.11: Phổ hấp thụ hồng ngoại FTIR của PVP 3.6.2. Phổ hấp thụ hồng ngoại của ZnS:Mn bọc phủ PVP Sự bọc phủ các hạt nano ZnS:Mn bằng PVP cũng được kiểm tra bằng phổ hấp thụ hồng ngoại. Hình 3.12 là phổ hấp thụ hồng ngoại FTIR của ZnS:Mn (CMn= 8%mol) khơng bọc phủ và bọc phủ PVP với m PVP = 1,2g, Hình 3.13 là phổ hấp thụ hồng ngoại FTIR của PVP, ZnS:Mn (CMn= 8% mol) khơng bọc phủ và bọc phủ PVP với các khối lượng PVP khác nhau. Từ các phổ hấp thụ hồng ngoại FTIR này chúng tơi đã xác định được các thơng số đặc trưng : số sóng, cường độ của các vạch đặc trưng cho các loại dao động. Kết quả được dẫn ra ở bảng 3.6 43 Bộ mơn Quang – Lượng tử Năm 2014 Kiều Bá Chiến Luận văn Thạc sĩ 100 (Zn-S) (Zn-S) 476 617 a: PVP b: ZnS:Mn c: ZnS:Mn/1,2gPVP (Mn-S) 655 b (C=O) 1641 80 (C-H) 2952 § é hÊp thơ (%) (C=O) (C=N) (Oxy) 1007 (Zn-S)1292 1106 60 (OH) 3420 1551 c 40 a 20 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 -1 Sè sãng(cm ) (Zn-S) 476 220 (Zn-S) 617 (Mn-S) 655 (C=O) 1641 1551 200 (Oxy) (C=N) 1007 (Zn-S) 1292 1106 180 (OH) 3420 a: PVP b: ZnS:Mn c: ZnS:Mn/1,2gPVP (C-H) 2952 c § é hÊp thơ(%) 160 140 b 120 100 80 60 a 40 20 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 -1 Sè sãng(cm ) Hình 3.12: Phổ hấp thụ hồng ngoại RTIR của PVP(a), ZnS:Mn(b) và ZnS:Mn/1,2g PVP(c) 44 Bộ mơn Quang – Lượng tử Năm 2014 Kiều Bá Chiến Luận văn Thạc sĩ 1642 653 100 1546 617 1411 471 b 1288 80 c 1102 1006 § é hÊp thơ(%) a: PVP b: ZnS:Mn c: ZnS:Mn/0,2gPVP d: ZnS:Mn/0,4gPVP e: ZnS:Mn/0,8gPVP f: ZnS:Mn/1,2gPVP g: ZnS:Mn/1,6gPVP 3422 f d 60 g a 40 e 20 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 -1 Sè sãng(cm ) (Zn-S) (Zn-S) (Mn-S) 471 617 653 260 (Zn-S) (OH) 3422 1546 1102 240 (C=O) 1642 g (C=N)1411 1006 220 2962 1288 f 200 e 180 § é hÊp thô(%) a: PVP b: ZnS:Mn c: ZnS:Mn/0,2gPVP d: ZnS:Mn/0,4gPVP e: ZnS:Mn/0,8gPVP f: ZnS:Mn/1,2gPVP g: ZnS:Mn/1,6gPVP 160 d 140 c 120 100 b 80 60 a 40 20 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 -1 Sè sãng(cm ) Hình 3.13: Phổ hấp thụ hồng ngoại FTIR của PVP, ZnS:Mn và ZnS:Mn bọc phủ PVP với các khối lượng khác nhau 45 Bộ mơn Quang – Lượng tử Năm 2014 Kiều Bá Chiến Luận văn Thạc sĩ Bảng 3.6: Các thơng số đặc trưng : số sóng, cường độ của các vạch trong phổ hấp thụ hồng ngoại của PVP và các hạt nano ZnS : Mn/ PVP với các khối lượng PVP khác nhau ZnS : Mn/ PVP với các khối lượng PVP(g) khác nhau PVP Số sóng 0,4 0,8 1,2 Loại dao động 1,6 I(au) Số sóng I(au) Số sóng I(au) Số sóng I(au) Số sóng I(au) Số sóng I(au) Số sóng I(au) 470 657 0,2 38.8 24.3 670 466 73,2 458 65,8 453 49,8 476 56,5 471 77,7 Zn-S 617 72,1 621 66,3 617 51,4 617 57,8 621 77,5 -C-CZn-S 660 31.8 660 68,2 660 62,3 655 49,13 655 56,3 657 77,2 1014 40,8 1014 43,4 1007 40,9 1007 33,7 1007 30,3 1007 48,9 dao động mở rộng Oxy 1079 7.32 1106 47,7 1102 45,7 1106 33,1 1106 33,4 1105 46,4 Zn-S 1300 40 1292 27,2 1292 30,9 1288 31,7 1292 33,1 1292 57,6 C=N 1415 29,7 1415 31,6 1415 32,5 1415 41,6 1415 70,7 C-H 1415 29,4 1655 65.7 1649 61,8 1649 59,8 1645 57,9 1642 56,5 1640 78,9 C=O 2953 32.4 2946 52,7 2946 50,6 2952 54,4 2952 42,1 2956 71,1 C-H 3433 60.1 3424 83,2 3420 78,4 3434 79,2 3420 72,6 3415 87,9 OH 3422 50.6 Bộ môn Quang – Lượng tử 46 Năm 2014 Kiều Bá Chiến Luận văn Thạc sĩ Từ bảng số sóng và cường độ các đỉnh của phổ hấp thụ hồng ngoại (bảng 3.5) ta thấy: + Trước và sau khi các hạt nano ZnS:Mn được bọc phủ PVP đều xuất hiện các vạch đặc trưng cho dao động của các liên kết ZnS ở 1114 cm1, MnS ở 660 cm1 . Độ hấp thụ của các vạch sau khi bọc phủ có thay đổi, vạch 660 cm1 tăng từ 31.8 lên 50.3 a.u, vạch 1014 cm1 tăng từ 10.0 lên 17.9 a.u, vạch 3422 cm1 tăng từ 50.6 lên 61.2 a.u. + Khi hạt nano ZnS:Mn bọc phủ PVP, giống như ZnS:Mn/PVA, trong phổ hấp thụ hồng ngoại của nó cũng xuất hiện các đám và vạch đặc trưng của PVP , ZnS Tuy nhiên so với các hạt nano ZnS:Mn khơng bọc phủ(nhóm C=O có số sóng 1649cm1), khi tăng khối lượng bọc phủ của PVP từ 0,2g đến 1,6g thì đám đặc trưng cho dao động mở rộng của nhóm C=O cũng bị dịch về phía số sóng nhỏ khoảng 35cm1 . Kết quả được dẫn ra bảng 3.5 và hình 3.14 Bảng 3.5 : Vị trí số sóng của nhóm C=O theo khối lượng PVP mPVP(g) số sóng(cm 1655 0,2 1649 0,4 1649 0,8 1645 1,2 1642 1,6 1640 ) -1 Sè sãng(cm ) 1650 1600 0,2 0,4 0,8 1,2 1,6 mPVP(g) Bộ mơn Quang – Lượng tử Năm 2015 47 Kiều Bá Chiến Luận văn Thạc sĩ Hình 3.14 : Đồ thị biểu diễn thay đổi vị trí số sóng của nhóm C=O theo khối lượng PVP trong các hạt nano ZnS:Mn/PVP KẾT LUẬN Thực hiện đề tài : “Khảo sát phổ hấp thụ hồng ngoại của các hạt nano ZnS pha tạp Mn”, chúng tơi đã thu được một số kết quả chính sau: 1. Thu thập tài liệu tham khảo về cấu trúc tinh thể, vùng năng lượng và phổ FTIR của vật liệu nano ZnS, ZnS:Mn, ZnS:Mn bọc phủ một s ố ch ất ho ạt hóa bề mặt 2. Khảo sát cấu trúc tinh thể, hình thái học thơng qua các phổ XRay và ảnh TEM của chúng và phổ phát quang của một số hạt nano ZnS:Mn khơng bọc phủ, bọc phủ PVA, PVP. Kết quả cho thấy : PVA, PVP khơng làm thay đổi tính chất cấu trúc của các hạt nano ZnS:Mn mà chỉ làm tăng cường độ phát quang của đám da cam vàng đặc trưng cho các ion Mn2+ trong tinh thể ZnS. Ngun nhân của hiện tượng này là do hiệu ứng giam cầm lượng tử liên quan đến sự giảm kích thước hạt và sự truyền năng lượng từ các phân tử PVA, PVP sang các hạt nano ZnS:Mn 3. Nghiên cứu phổ hấp thụ hồng ngoại FTIR của PVA, PVP, và của các hạt nano ZnS:Mn bọc phủ PVA, PVP. Kết quả cho thấy : + Trong phổ FTIR của PVA xuất hiện các đám, các vạch đặc trưng cho dao động của các nhóm: OH 3453 cm1; CH/CH2 2902 cm1; CO 1108 cm1 , trong đó đám đặc trưng cho OH có độ hấp thụ lớn + Trong phổ FTIR của PVP xuất hiện các đám, các vạch đặc trưng cho dao động của các nhóm hiđroxyl OH ở 3433 cm1, CH ở 2953 cm1, C=O ở 1646 cm1, –CC ở khoảng 657 cm1. Ngồi ra còn xuất hiện các vạch ở 571 cm1, 731 cm1, Bộ mơn Quang – Lượng tử Năm 2015 48 Kiều Bá Chiến Luận văn Thạc sĩ 1300cm1, 1473cm1, trong đó các đám và vạch đặc trưng cho nhóm carbonyl C=O có độ hấp thụ tương đối lớn. + Khi các hạt nano ZnS:Mn được bọc phủ PVA, trong phổ FTIR của nó vẫn xuất hiện các đám và vạch đặc trưng của PVA ,ngồi ra còn xuất hiện các vạch đặc trưng cho ZnS ở 620cm1, 471cm1 . Tuy nhiên so với các hạt nano ZnS:Mn khơng bọc phủ (nhóm OH có số sóng 3443cm1), khi tăng khối lượng bọc phủ của PVA từ 0,2g đến 1,5g thì đám đặc trưng cho dao động mở rộng của nhóm OH bị dịch về phía số sóng nhỏ khoảng 46cm1 + Khi hạt nano ZnS:Mn bọc phủ PVP, giống như ZnS:Mn/PVA, trong phổ hấp thụ hồng ngoại của nó cũng xuất hiện các đám và vạch đặc trưng của PVP , ZnS Tuy nhiên so với các hạt nano ZnS:Mn khơng bọc phủ (nhóm C=O có số sóng 1649cm1), khi tăng khối lượng bọc phủ của PVP từ 0,2g đến 1,6g thì đám đặc trưng cho dao động mở rộng của nhóm C=O cũng bị dịch về phía số sóng nhỏ khoảng 15cm1 Sự dịch chuyển vị trí của các đám, vạch đặc trưng cho nhóm OH trong các hạt nano ZnS:Mn bọc phủ PVA và nhóm C=O trong các hạt nano ZnS:Mn bọc phủ PVP là bằng chứng cho thấy các hạt nano ZnS:Mn đã được bọc phủ các chất hoạt hóa bề mặt PVA, PVP 4. Đã giải thích sự dịch chuyển vị trí của các đám đặc trưng cho dao động của nhóm OH, C=O là do khi các nhóm này tham gia vào liên kết phối trí với các ion Zn2+ trên bề mặt các hạt nano đã làm giảm liên kết của đám này với các mạch PVA, PVP Bộ mơn Quang – Lượng tử Năm 2015 49 Kiều Bá Chiến Luận văn Thạc sĩ TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt 1. Phạm Văn Bền (2008), Quang phổ phân tử hai nguyên tử, Nhà xuất bản đại học Quốc gia Hà Nội 2. Nguyễn Ngọc Long (2007), Vật lý chất rắn, NXB ĐHQGHN, Hà Nội 3. Nguyễn Đức Nghĩa (2007), Hóa học Nano, Cơng nghệ nền và vật liệu nguồn NXB Viện Khoa học Việt nam, Hà Nội 4. Nguyễn Văn Trường(2012), Chế tạo các hạt nano ZnS:Mn bọc phủ chất hoạt hóa bề mặt và khảo sát phổ phát quang của chúng, luận văn thạc sỉ khoa học, Trường ĐHKHTN ĐHQG Hà Nội 5. Phùng Thu Hiền (2012), Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano ZnS:Mn bọc phủ PVP và khảo sát phổ phát quang của chúng, luận văn thạc sỉ khoa học, Trường ĐHKHTN ĐHQG Hà Nội Tài liệu tiếng Anh Abdul Kareem Thottoli and Anu Kaliani Achuthanunni (2013), Effect of Polyvinyl alcohol concentration on the ZnS nanoparticles and wet chemical synthesis of wurzite ZnS nanoparticles, pp19 7. Bhargava R.N, Gallagher D, Hong X, Nurmikkvo A (1994), Optical properties of manganeses doped nanocrystals of ZnS, physical Review letters 72(3), pp 416419 Cadis AI, E.I Popovici, E Bica, I Perhaită (2010), On the preparation of manganesedoped Zinc sulphide nanocrystalline powders using the wetchemical synthesis ruote, Chalcogenide letters, Vol 7, No 11,pp 631640 Damian C Onwudiwe, Tjaart P.J Kruger, Anine jordaan, Christien A. Strydom(2014), Laserassisted synthesis, and structural and thermal properties of ZnS nanoparticles stabilised in polyvinulpyrrolidone, Applied Surface Science 321, pp 197204 Bộ môn Quang – Lượng tử Năm 2015 50 Kiều Bá Chiến Luận văn Thạc sĩ 10 Gopa Ghosh, Milan Kanti Naskar, Amitava Patra, Minati Chatterjee(2006), Synthesis and characterization of PVP – encapsulated ZnS nanoparticles, Optical Materials, 28, pp 10471053 11 Kelly Sooklal, Brian S Cullum, S Michale Angel and Catherine J. Murphy(1996), Photophysical Properties of ZnS Nanoclusters with Spatially Localized Mn2+, Vol 100, pp 45514555 12. Miss Narumon Seeponkai(2004), Modification of poly(vinyl alcohol) for use as an Electrolyte Membrane in Direct Mathanol Fuel Cell, School of Energy Environment and Material King Mongkut's University of Technology Thonburi, Bangkok, pp 139 13 Murugadoss G, Rajamannan B, Ramasamy V (2010), Synthesis and photoluminescence study of PVAcapped ZnS:Mn nanoparticles, Vol 5, No 2, pp 339345 14. Murugadoss. G (2010), “Synthesis and optical characterization of PVP and SHMPencapsulated Mn2+doped ZnS nanocrystals”, Journal of Luminescence, 130, pp.2207–2214 15 Rema Devi B S, R Raveendran and A V Vaidyan(2007), Synthesis and characterization of Mn2+ doped ZnS nanoparticles, Journal of Physics, Vol 68, No 2, pp 679687 16 Jayesh D Patel, Tapas K Chaudhuri(2009), Synthesis of PbS/poly (vinuy pyrrolidone) nanocomposite, Materials Research Bulletin, 44, pp 16471651 17. StoicaGuzun Anicuta, Loredana Dobre, Marta Stroescu và Iuliana Jipa(2010), Fourier Transform Infrared(FTIR) spectroscopy for characerization of antimicrobial films containning chitosan, pp 12341240 18. Soltani. N, A. Dehzangi, a Kharazmi, E. Saion, W. Mahmood Mat Yunus, B. Yeopmajlis, M Reza Zare, E Ghribshahi N Khalilzadeh(2014), Structural, Bộ môn Quang – Lượng tử Năm 2015 51 Kiều Bá Chiến Luận văn Thạc sĩ optical and electrical properties of ZnS nanoparticles affecting by organic coating, Chalcogenide letters, Vol 11, No 2, pp 7990 19. Ulrike Woggon (2004), Optical properties of Semiconductor Quantum Dots, pp.5253 Bộ môn Quang – Lượng tử Năm 2015 52 ... độ của chất đó trong một khoảng giới hạn nồng độ xác định. [1] 2.4.2. Phổ hấp thụ hồng ngoại của PVA và PVP 2.4.2.1. Phổ hấp thụ hồng ngoại của PVA Phổ hấp thụ hồng ngoại của PVA và PVP đã được một số tác giả nghiên cứu. Theo nghiên cứu của nhóm tác giả... Kiều Bá Chiến Luận văn Thạc sĩ Hình 2.3 : Phổ hấp thụ hồng ngoại của màng PVA [17] Nhóm tác giả Miss Narumon Seeponkai và cộng sự nghiên cứu về phổ hấp thụ hồng ngoại của PVA cho thấy trong phổ hấp thụ hồng ngoại c... Kiều Bá Chiến Luận văn Thạc sĩ Phổ hấp thụ hồng ngoại của ZnS: Mn đã được một số tác giả nghiên cứu. Nhóm tác giả B S Rema Devi, R Raveendran và A V Vaidyan [15] nghiên cứu về đặc tính của hạt nano ZnS pha tạp Mn kết quả cho thấy