Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu: Nghiên cứu, chế tạo và khảo sát các tính chất phát xạ của laser vi cộng hưởng định hướng ứng dụng trong cảm biến quang

Mục tiêu nghiên cứu của luận án: Nghiên cứu chế tạo cấu trúc vi cộng hưởng quang tử 1D bằng phương pháp ăn mòn điện hóa trên đế silic với vùng bước sóng hoạt động trong vùng khả kiến từ 200 ÷ 800 nm. Cấu trúc vi cộng hưởng 1D này có độ phản xạ cao, có độ bán rộng khe hẹp và kích thước lỗ xốp đồng đều. Xây dựng hệ đo cảm biến quang tử nano kết hợp đo đồng thời hai phương pháp: phương pháp đo lỏng (liquid drop) và phương pháp hóa hơi các hợp chất hữu cơ iii) Khảo sát đo các loại dung môi hữu cơ và một số thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) trong môi trường nước với nồng độ thấp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ  NGUYỄN THÚY VÂN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT CÁC TÍNH CHẤT CỦA VI CỘNG HƯỞNG QUANG TỬ 1D LÀM CẢM BIẾN QUANG Chuyên ngành: Vật liệu Quang học, Quang điện tử Quang tử Mã số: 62.44.01.27 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU HÀ NỘI - 2018 Cơng trình hồn thành tại: Học viện Khoa học Cơng nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Phạm Văn Hội PGS.TS Bùi Huy Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Học viện, họp Học viện Khoa học Công nghệ-Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam vào hồi , ngày tháng năm 2018 Có thể tìm hiểu luận án thư viện: - Thư viện Học viện Khoa học Công nghệ - Thư viện Quốc gia Việt Nam DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CÁC CƠNG TRÌNH ĐƯỢC SỬ DỤNG CHO NỘI DUNG LUẬN ÁN Huy Bui, Van Hoi Pham, Van Dai Pham, Thanh Binh Pham, Thi Hong Cam Hoang, Thuy Chi Do and Thuy Van Nguyen, Development of nano-porous silicon photonic sensors for pesticide monitoring, Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures, volume 13, No.1, January – March 2018 H Bui, V H Pham, V D Pham, T H C Hoang, T B Pham, T C Do, Q M Ngo, and T Van Nguyen, “Determination of low solvent concentration by nano-porous silicon photonic sensors using volatile organic compound method,” Environ Technol., pp 1–9, May 2018 Van Hoi Pham, Huy Bui, Thuy Van Nguyen, The Anh Nguyen, Thanh Son Pham, Van Dai Pham, Thi Cham Tran, Thu Trang Hoang and Quang Minh Ngo, “Progress in the research and development of photonic structure devices”, Adv Nat Sci.: Nanosci Nanotechnol 7, 015003, 17pp, 2016 Van Hoi Pham, Thuy Van Nguyen, The Anh Nguyen, Van Dai Pham and Bui Huy, “Nano porous silicon microcavity sensor for determination organic solvents and pesticide in water”, Adv Nat Sci.: Nanosci Nanotechnol 5, 045003, 9pp, 2014 Bui Huy, Thuy Van Nguyen, The Anh Nguyen, Thanh Binh Pham, Quoc Trung Dang, Thuy Chi Do, Quang Minh Ngo, Roberto Coisson, and Pham Van Hoi, “A Vapor Sensor Based on a Porous Silicon Microcavity for the Determination of Solvent Solution”, Jounal of the Optical Society of Korea, Vol 18, No 4, pp 301-306, 2014 Van Hoi Pham, Huy Bui, Le Ha Hoang, Thuy Van Nguyen, The Anh Nguyen, Thanh Son Pham, and Quang Minh Ngo, “Nanoporous Silicon Microcavity Sensors for Determination of Organic Fuel Mixtures”, Jounal of the Optical Society of Korea, Vol 17, No 5, pp 423-427, 2013 Nguyen Thuy Van, Pham Van Dai, Pham Thanh Binh, Tran Thi Cham, Do Thuy Chi, Pham Van Hoi and Bui Huy, “A microphotonic sensor based on resonant porous silicon structures for liquid enviroment monitoring”, Proc of Advances in optics Photonics Spectroscopy & application, Ninh Binh city, Vietnam November - 10, 2016, ISBN 978-604-913-578-1, pp 471-475, 2017 Phạm Văn Hội, Bùi Huy, Nguyễn Thúy Vân, Nguyễn Thế Anh, “Thiết bị cảm biến quang tử phương pháp để đo nồng độ dung môi hữu chất bảo vệ thực vật môi trường nước” sáng chế số: 16527, cấp theo định số: 5424/QĐ-SHTT, ngày 24.01.2017 CÁC CƠNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN NỘI DUNG LUẬN ÁN Pham Van Dai, Nguyen Thuy Van, Pham Thanh Binh, Bui Ngoc Lien, Phung Thi Ha, Do Thuy Chi, Pham Van Hoi and Bui Huy, “Vapor sensor based on porous silicon microcavity for determination of methanol content in alcohol”, Proc of Advances in optics Photonics Spectroscopy & application, Ninh Binh city, Vietnam November - 10, 2016, ISBN 978-604-913-578-1, pp 404-408, 2017 Nguyen Thuy Van, Nguyen The Anh, Pham Van Hai, Nguyen Hai Binh, Tran Dai Lam, Bui Huy and Pham Van Hoi, “Optical sensors for pesticides determaination in water using nano scale porous silicon microcavity ”, Proc of Advances in Optics, Photonics, Spectrscopy & Applications VIII, ISSN 1859-4271, pp.603-608,2015 Thuy Van Nguyen, Huy Bui, The Anh Nguyen, Hai Binh Nguyen, Dai Lam Tran, Roberto Coisson and Van Hoi Pham, “An improved nano porous silicon microcavity sensor for monitoring atrazine in water”, Proc of The 7th International Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology (IWAMSN2014)- November 02-06, 2014- Ha Long City, Vietnam, ISBN: 978-604-913-301-5, pp.173-179, 2015 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết luận án Cảm biến quang tử nghiên cứu phát triển mạnh giới chúng có đặc trưng ưu việt rõ ràng so với loại cảm biến điện tử khác như: độ nhạy phát cực cao, không bị nhiễu ảnh hưởng môi trường điện-từ, bền môi trường ăn mòn hóa học vật lý, khơng gây cháy nổ nguồn điện cực Cảm biến quang tử nói chung phân loại theo nguyên lý vật lý cảm biến nội sinh cảm biến ngoại sinh Cảm biến ngoại sinh thường sử dụng nguyên lý vật lý ánh sáng bị thay đổi cường độ lan truyền; phản xạ; tán xạ; khúc xạ; chuyển đổi bước sóng tương tác với mơi trường bên Loại cảm biến tương đối dễ chế tạo, nhiên việc xử lý tín hiệu ánh sáng thay đổi mơi trường bên ngồi đòi hỏi thiết bị kèm phức tạp có độ nhạy cao Cảm biến quang tử nội sinh sử dụng nguyên lý vật lý thân cảm biến bị thay đổi cấu trúc tính chất quang tương tác với mơi trường, chúng có độ nhạy cao, xử lý tín hiệu thu dễ dàng, kích thước thiết bị nhỏ gọn Tuy nhiên, nhược điểm cảm biến quang tử nội sinh khả dùng nhiều lần cho cảm biến tính chọn lọc cảm biến Cảm biến quang tử nội sinh đẩy mạnh nghiên cứu phát triển giới chúng có độ nhạy phát cực cao, kết hợp với nhiều chuyên ngành hóa học, sinh học để ứng dụng cho đối tượng cụ thể cần nghiên cứu Hiện nay, phương pháp nâng cao độ chọn lọc cảm biến quang tử nội sinh (cũng loại cảm biến điện tử khác) đối tượng nghiên cứu sôi động giới có số kết khả quan Các nhà khoa học công nghệ giới đề xuất phương pháp phân tích sắc ký khí sắc ký lỏng, sắc ký lỏng hiệu cao kết hợp khối phổ (GC/MS, LC/MS HPLC/MS-MS) [1]–[4], sắc ký lỏng kết hợp UV-Vis [5] để phân tích định lượng thành phần với nồng độ cực nhỏ Các phương pháp đóng vai trò chủ đạo phân tích dư lượng chất hữu hòa tan với nồng độ thấp quy trình kiểm định kiểm sốt mơi trường Tuy nhiên, phương pháp có số nhược điểm thời gian phân tích lâu, quy trình phân tích phức tạp, đòi hỏi nhiều kỹ phân tích (cán phân tích cần đào tạo kỹ), khơng thể thực di động ngồi trường, giá thành thiết bị cao Trong lĩnh vực cảm biến điện hóa [6][7], phương pháp hấp thụ miễn dịch liên kết với enzyme - ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) nghiên cứu phát triển để ứng dụng xác định dư lượng chất hữu đặc trưng dựa nguyên lý kháng nguyên – kháng thể Kỹ thuật ELISA có độ nhạy cao, thao tác tương đối đơn giản, thời gian phân tích nhanh, có nhiều mơ hình thiết bị cảm biến sử dụng nguyên lý ELISA đề xuất nghiên cứu Phương pháp ELISA có nhược điểm cần khắc phục độ xác thấp phức tạp, linh hoạt phải phụ thuộc vào hóa chất nhà sản xuất Do vậy, việc tìm phương pháp phân tích thuận tiện mục tiêu nhiều Phòng nghiên cứu cảm biến giới Các thiết bị cảm biến quang tử nội sinh dựa nguyên lý thay đổi chiết suất môi trường cảm biến tương tác với môi trường đối tượng nghiên cứu mạnh giới Các nguyên lý truyền dẫn, giao thoa tán xạ; khúc xạ ánh sáng nghiên cứu áp dụng triệt để cảm biến quang tử nội sinh sở thay đổi chiết suất môi trường Kết công bố gần sử dụng cách tử Bragg sợi quang xác định độ thay đổi chiết suất đến 7,2.10-6 môi trường lỏng [8] cho phép nhận dạng nồng độ chất hòa tan cực nhỏ Hướng nghiên cứu cảm biến quang tử dựa cấu trúc buồng vi cộng hưởng chiều làm vật liệu silic xốp chế tạo phương pháp ăn mòn điện hóa có độ xốp cao đặc biệt với diện tích bề mặt hiệu dụng lớn [9], quan tâm đặc biệt công nghệ chế tạo thiết bị cảm biến quang tử nội sinh ứng dụng kiểm soát mơi trường sinh-hóa Cảm biến quang tử nội sinh dựa cấu trúc vi cộng hưởng có kích thước nhỏ gọn, độ nhạy cao không sử dụng nguồn điện cảm biến, độ an tồn sử dụng cao Trong năm gần đây, nhà khoa học-công nghệ đẩy mạnh nghiên cứu sử dụng cảm biến quang tử nội sinh cho việc xác định nồng độ dung mơi hòa tan, kháng thể sinh học [10], xác định mức ô nhiễm dầu mỏ chế phẩm từ dầu mỏ [11], xác định dư lượng thuốc trừ sâu nước bùn (ghi nhận nồng độ thuốc trừ sâu với nồng độ ppm) [12], xác định nồng độ DNA (nồng độ DNA 0,1 mol/mm2) [13], cảm biến hóa học [14] Xu hướng nghiên cứu phát triển cảm biến quang tử nội sinh giới nâng cao độ nhạy phát cảm biến (xuống ppm), chọn lọc chất có tính chất quang gần chế tạo loại thiết bị hoạt động trường với giá thành thấp Hơn nữa, vật liệu silic xốp (porous silicon) kích thước nano-mét với độ xốp khác có chiết suất khác nhau, cấu trúc màng silic xốp đa lớp dễ dàng tạo thành hốc cộng hưởng quang học với giá thành thấp, bền môi trường để ứng dụng kỹ thuật cảm biến quang tử Các kết nghiên cứu vừa qua giới cho thấy cảm biến quang tử dựa hốc cộng hưởng có khả đo nồng độ dung mơi hòa tan chất bảo vệ thực vật môi trường nước với nồng độ cực thấp, việc nghiên cứu phát triển phương pháp cảm biến quang sử dụng hốc vi cộng hưởng quang ứng dụng thiết bị cầm tay để đo mức độ ô nhiễm môi trường nước dung môi hữu từ sản xuất công nghiệp chất bảo vệ thực vật sản xuất nông nghiệp trở thành hướng nghiên cứu cơng nghệ quan trọng Dựa diện tích tiếp xúc bề mặt lớn silic xốp, vật liệu silic xốp trở thành vật liệu lý tưởng cho cảm biến đo mơi trường lỏng khí Ngun lý hoạt động cảm biến quang tử dịch chuyển bước sóng cộng hưởng linh kiện theo chiết suất môi trường cần đo khác với chiết suất môi trường chuẩn (nền) cho cảm biến (chủ yếu khơng khí nước sạch) Ưu điểm cảm biến quang tử chúng có độ nhạy phù hợp cho việc xác định chất hữu hòa tan chất bảo vệ thực vật với nồng độ thấp có mơi trường, có khả đo trường, không bị ảnh hưởng sóng điện-từ có độ an tồn cao mơi trường có nguy cháy nổ cao Chính vậy, “Nghiên cứu, chế tạo khảo sát tính chất phát xạ laser vi cộng hưởng định hướng ứng dụng cảm biến quang” lựa chọn làm đề tài nghiên cứu luận án Mục tiêu nghiên cứu luận án i) Nghiên cứu chế tạo cấu trúc vi cộng hưởng quang tử 1D phương pháp ăn mòn điện hóa đế silic với vùng bước sóng hoạt động vùng khả kiến từ 200÷800 nm Cấu trúc vi cộng hưởng 1D có độ phản xạ cao, có độ bán rộng khe hẹp kích thước lỗ xốp đồng ii) Xây dựng hệ đo cảm biến quang tử nano kết hợp đo đồng thời hai phương pháp: phương pháp đo lỏng (liquid drop) phương pháp hóa hợp chất hữu iii) Khảo sát đo loại dung môi hữu số thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) môi trường nước với nồng độ thấp Các nội dung nghiên cứu luận án i) Nghiên cứu chế tạo cấu trúc vi cộng hưởng quang tử 1D làm silic xốp ii) Tính tốn mô đặc trưng quang học cấu trúc vi cộng hưởng quang tử 1D theo phương pháp ma trận chuyển (Transfer Matrix Method - TMM) iii) Thiết kế hệ thiết bị cảm biến quang tử đo đồng thời hai phương pháp: Phương pháp đo lỏng phương pháp hóa hợp chất hữu iv) Khảo sát đo dung môi hữu thuốc bảo vệ thực vật mơi trường nước với phương pháp thích hợp Bố cục luận án: Luận án gồm 148 trang, bao gồm: phần mở đầu, chương nội dung, kết luận, danh sách tài liệu tham khảo Các kết luận án cơng bố 05 báo tạp chí quốc tế, 01 báo cáo hội nghị chuyên ngành quốc tế 01 sáng chế CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VI CỘNG HƯỞNG QUANG TỬ 1D VÀ VẬT LIỆU SILIC XỐP Trong chương này, giới thiệu tinh thể quang tử từ khái niệm đến cấu tạo cho tất tinh thể quang tử (photonic crystal - PC) 1D, 2D 3D Đặc biệt, chương trình bày chi tiết cấu tạo cấu trúc vi cộng hưởng quang tử 1D trình hình thành silic xốp phương pháp ăn mòn điện hóa Những ưu điểm silic xốp ứng dụng lĩnh vực cảm biến trình bày chi tiết chương CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG CẤU TRÚC CỦA VI CỘNG HƯỞNG QUANG TỬ 1D TRÊN NỀN VẬT LIỆU SILIC XỐP Chương trình bày sở lý thuyết vật lý tinh thể quang tử 1D truyền sóng quang cấu trúc đa lớp vi cộng hưởng 1D Mơ hình Kronig – Penny mơ hình chuẩn xác cho cấu trúc tuần hồn lớp điện môi chiều giới thiệu chi tiết Các đặc trưng quang học PC 1D cấu trúc vi cộng hưởng quang tử 1D tính tốn dựa phương pháp ma trận chuyển (Transfer Matrix Method - TMM) Chương trình mơ khảo sát ảnh hưởng thay đổi chiết suất, độ dày lớp số cặp lớp ảnh hưởng tới hình thành vùng cấm quang đỉnh cộng hưởng vi cộng hưởng quang tử 1D Vùng cấm thu so sánh với kết mô dựa mơ hình Kronig - Penny thông số cấu trúc xác định từ phổ phản xạ mô sử dụng cho công việc chế tạo phía sau Các thơng số ảnh hưởng tới độ nhạy cảm biến quang dựa cấu trúc vi cộng hưởng quang tử 1D vật liệu silic xốp tính tốn chi tiết CHƯƠNG 3: CHẾ TẠO CẤU TRÚC VI CỘNG HƯỞNG QUANG TỬ 1D TRÊN CƠ SỞ SILIC XỐP 3.1 Nguyên lý, qui trình chế tạo cấu trúc vi cộng hưởng quang tử 1D làm silic xốp 3.1.1 Nguyên lý chế tạo 11 Hình 3.26 Sơ đồ khối thể thiết bị cảm biến quang tử Hình 3.27 Sơ đồ khối hệ đo dịch chuyển bước sóng cảm biến quang pha lỏng Hình 3.29 Hệ thiết bị cảm biến quang tử nano Hình 3.28 Sơ đồ hệ đo nồng độ dung môi cảm biến pha dùng hiệu ứng nhiệt độ áp suất riêng phần Hình 3.33 Bản vẽ tổng thể hệ thiết bị hệ thiết bị cảm biến 12 CHƯƠNG XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG MỘT SỐ THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC DỰA TRÊN CẤU TRÚC VI CỘNG HƯỞNG QUANG TỬ 1D LÀM BẰNG SILIC XỐP 4.1 Nguyên lý hoạt động cảm biến quang dựa cấu trúc vi cộng hưởng quang tử 1D làm silic xốp Khi ánh sáng tới chiếu vào màng xốp bề mặt mẫu xảy tượng giao thoa tia phản xạ từ bề mặt phân cách lớp xốp tạo phổ Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lý đo phổ phản xạ cảm biến quang lý Fabry-Perot phản xạ cảm biến Nguyên hoạt động loại cảm biến quang học chất cần phân tích xâm nhập vào lỗ xốp làm thay đổi chiết xuất hiệu dụng màng xốp dẫn đến dịch chuyển phổ phản xạ cảm biến Hình 4.1 trình bày sơ đồ nguyên lý hoạt động cảm biến quang Fabry-Perot Khi dung dịch chất cần phân tích thấm vào lỗ xốp chiết suất hiệu dụng lớp xốp cảm biến thay đổi làm cho bước sóng cộng hưởng cảm biến dịch chuyển bước sóng dài Hình 4.2 mơ tả ngun lý cảm biến quang dựa cấu trúc buồng vi cộng hưởng Hình 4.2 Sự thay đổi bước sóng cộng hưởng (Δλ) cảm biến quang trước sau tiếp xúc với chất cần phân tích quang Fabry-Perot 13 4.2 Cấu trúc vi cộng hưởng quang tử 1D cho ứng dụng cảm biến Trước mẫu cảm biến sử dụng để làm cảm biến chúng oxi hóa bề mặt để giúp ổn định cấu trúc giúp cấu trúc từ kỵ nước sang ưa nước Hình 4.3 trình bày phổ phản xạ cấu trúc vi cộng hưởng quang tử 1D trước sau oxy hóa Sự dịch chuyển vùng bước sóng Hình 4.3 Sự thay đổi bước sóng cộng hưởng (Δλ) cảm biến quang trước sau tiếp xúc với chất cần phân tích quanglàFabry-Perot ngắn bước sóng cộng hưởng giảm chiết suất hiệu dụng lớp silic xốp bị oxi hóa 4.3 Khảo sát đo cảm biến với dung môi hữu 4.3.1 Các đường chuẩn thực nghiệm dung môi hữu tinh khiết Bảng 4.1 Một số dung môi thông dụng với chiết suất biết bước sóng cộng hưởng cảm biến quang tử nhúng dung mơi Bước sóng cộng Dung mơi hữu Chiết st Khơng khí (nền) 1.0003 504.75 Methanol (99.5%) 1.3280 572.05 Ethanol (99.7%) 1.3614 579.00 Isopropanol (99.7%) 1.3776 583.17 Methylene chloride (99.5%) 1.4242 592.85 hưởng (nm) 14 Độ nhạy cảm biến (Δλ/Δn) thông số quan trọng linh kiện cảm biến chúng định giới hạn đo thiết bị Từ thông số thực nghiệm bảng 4.1, xác định độ nhạy cảm biến quang tử sở màng silic xốp đa lớp 200nm/RIU Thiết bị đo phổ Varian Cary 5000 có độ phân giải 0,1 nm, cảm biến xác định độ thay đổi chiết suất môi trường 10-3 4.3.2 Ứng dụng đo cảm biến dung mơi hữu xăng sinh học Hình 4.8 trình bày kết đo bước sóng cộng hưởng cảm biến quang tử nhúng xăng A92; xăng E5 (A92+Ethanol 5%) thương mại; xăng A92 pha tạp ethanol methanol với nồng độ 5-15% theo phương pháp tạo mẫu Hình 4.8 Đường đặc trưng dịch bước sóng cảm biến quang tử đo nồng độ methanol ethanol khác pha xăng A92 phòng thí nghiệm Với trường hợp xăng A92 pha ethanol từ 5% đến 15%, độ dịch bước sóng cộng hưởng 3,6nm, giới hạn phát ethanol pha xăng 0,4% (với độ phân giải máy phổ sử dụng 0,1) Trong trường hợp xăng pha methanol với nồng độ từ 5% đến 15%, độ dịch bước sóng cộng hưởng đo 7,2 nm thu giới hạn phát cảm biến với methanol pha xăng 0,2% 15 4.4 Ứng dụng cảm biến quang đo loại thuốc bảo vệ thực vật môi trường nước Trong phần này, sử dụng cấu trúc vi cộng hưởng có bước sóng cộng hưởng 597.29 nm Hình 4.9 chứng minh phổ phản xạ cảm biến khơng khí nước nước cất hai lần Hình 4.9 Phổ phản xạ cấu trúc vi cộng hưởng quang tử 1D khơng khí (đường cong 1) nước (đường cong 2) Hình ảnh mẫu cảm biến quang dựa cấu trúc vi cộng hưởng quang tử 1D chèn vào hình với diện tích bề mặt hoạt động khoảng 0,8 cm2 Hình 4.11 Độ dịch phổ cộng hưởng cảm biến môi trường nước a–xít humic có chứa atrazine với nồng độ thay đổi từ 2,15 đến 21,5 pg.ml-1 Hình 4.11 biểu diễn quan hệ tuyến tính độ dịch bước sóng cộng hưởng nồng độ atrazine từ 21,5 pg.mL -1 2,15 pg.mL -1 đến mơi trường Hình 4.12 Độ dịch phổ cộng hưởng cảm biến môi trường nước a–xít humic có chứa atrazine với nồng độ thay đổi từ 2,15 đến 21,5 pg.ml-1trong hai trường hợp mẫu đo trước sau tháng nước dung dịch có chứa a-xít humic Từ giá trị thực nghiệm thu được, tính tốn độ nhạy phát cảm biến 0.35 nm/pg.mL-1 atrazine nước 0.63 nm/pg.mL-1 dung dịch nước:a-xít 16 humic Giới hạn phát (Limit of detection-LOD) cảm biến tỷ số độ phân giải thiết bị đo phổ độ nhạy thiết bị cảm biến tính tốn 1,4 0,8 pg.mL-1 cho mơi trường nước a–xít humic có atrazine hòa tan trường hợp độ phân giải máy phổ 0,5 nm Từ hình 4.12, ta quan sát thấy độ dịch chuyển bước sóng cộng hưởng trường hợp atrazine hòa tan axit humic cao trường hợp atrazine hòa tan nước, atrazine với HA chứa chất hữu hòa tan thành phần có chiết suất cao so với nước.Trong lần đo đầu tiên, thu độ dịch chuyển bước sóng cộng hưởng khoảng 6,4 nm 14 nm nước axit humic tương ứng nồng độ atrazine thay đổi từ 2,15 đến 21,5 pg.mL-1 sau tháng độ dịch chuyển bước sóng cộng hưởng 4,2 nm 6,7 nm (tương tự nồng độ atrazine giảm xuống từ 21,5 pg.mL-1 tới 8,6 6,8 pg.mL-1 nước axit humic tương ứng) Chu kỳ bán rã atrazine ước tính từ 60 tới 150 ngày axit humic nước, mẫu dung dịch atrazine bảo quản điều kiện tương tự với điều kiện tự nhiên Hình 4.13 Độ dịch phổ cộng hưởng cảm biến môi trường nước chứa endosulfan với nồng độ thay đổi từ 0.1 đến 10 μg.mL-1 Tiếp theo, khảo sát đo nồng độ thuốc BVTV endosulfan với hai đồng phân 17 α- β-endosulfan Hình 4.13 biểu diễn kết đo nồng độ α- β-endosulfan nước Các đồng phân α- β-endosulfan xác định độ dốc khác phụ thuộc độ dịch chuyển bước sóng cộng hưởng cảm biến vào nồng độ endosulfan Giới hạn phát cảm biến quang tử thu 0,32 μg.mL-1 α-endosulfan 0,21 μg.mL-1 βendosulfan CHƯƠNG XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ MỘT SỐ DUNG MÔI HỮU CƠ DỰA TRÊN CẤU TRÚC VI CỘNG HƯỞNG QUANG TỬ 1D LÀM BẰNG SILIC XỐP 5.1 Xây dựng hệ đo cảm biến sử dụng phương pháp hóa hợp chất hữu (Volatile organic compound method – VOC method) 5.1.1 Cơ sở lý thuyết Phương pháp VOC dựa tượng ngưng tụ khí chất cần phân tích vi mao mạch lỗ xốp Hiệu ứng thể qua công thức Kelvin: Với điều kiện P