Nghiên cứu hiệu ứng cộng hưởng plasmon bề mặt của các hạt kim loại có kích thước nanometers

Đại học Quốc gia Hà nội Trường Đại học Khoa học Tự nhiên ********* Đề tài Nghiên cứu hiệu ứng cộng hưởng plasmon bê mặt hạt kim loại có kích thước nanometers Mã số: QT-08-14 Chủ trì đề tài: TS Ngạc An Bang t ỳ / '; H O C T Í7 ; O ! ! • '' ‘ - ■ ■ Dĩ/ u Hà nội - 2009 J Đại học Quốc gia Hà nội Trường Đại học Khoa học Tự nhiên ********* Tên đề tài: Nghiên cứu hiệu ứng cộng hưởng pỉasmon bề mặt hạt kim loại có kích thước nanometers Mã số: QT-08-14 Chủ trì đề tài: TS Ngạc An Bang Các cán tham gia: ThS Nguyễn Trọng Thành CN Phùng Thị Thơm Hà nội - 2009 BÁO CÁO TÓM TẮT a Tên đề tài: Nghiên cứu hiệu ứng cộng hưởng plasmon bề mặt hạt kim loại có kích thước nanomers b Chủ trì đề tài: TS Ngạc An Bang c Cán tham gia: ThS Nguyễn Trọng Thành CN Phùng Thị Thơm d Thời gian tiến hành: 12 tháng, tìr 03/2008 đến 03/2009 e Mục tiêu nội dung nghiên cứu: Mục tiêu nội dung nghiên cứu đề tài chế tạo hạt vàng (A u) kim lo ại có k ích th c d i 100 n m v n g h iê n u h iệ n tư ợ n g cộng hưởng plasmon bề mặt hạt Au f Các kết đạt được: Các hạt Au có hình dạng tựa cầu với b'ch thước nanometers chế tạo thành công sử dụng phương pháp hóa khử phương pháp q u an g hóa C ác th a n h n an o A u v i h ệ số A R tm n g b ìn h k h o ả n g 2.4 ± 0.1, 2.8 ± 3.7 ± 0.3 chế tạo thành công sử dụng phương pháp seed-mediated với tỷ lệ sản phẩm phụ tưomg đối thấp Kết phân tích phổ XRD mẫu khẳng định tồn hạt vàng kim loại có kích thước nanometers với cấu trúc lập phương tâm mặt fee Kết phân tích định lượng ảnh TEM mẫu hạt Au cho thấy phần lớn hạt Au có hình dạng tựa cầu với kích thước trung bình khoảng 15 nm đổi với mẫu hóa khử 10 nm mẫu quang hóa Hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt SPR hạt Au hình cầu có kích thước nanomet khảo sát thơng qua phổ hấp thụ Vị trí số lượng đỉnh hấp thụ SPR phụ thuộc mạnh vào hình dạng, kích thước, hàng sổ điện mơi thân hạt kim loại phụ thuộc vào hàng số điện môi môi trường xung quanh Việc phổ hấp thụ mẫu hạt vàng chế tạo hai phươnẹ pháp hóa khử quang hóa xuất đỉnh hâp thụ SPR nhât khoảng tò 516 đến 550 nm cho thấy hạt Au mẫu có hình dạng cầu tựa cầu có kích thước nanometers với mode dao động lưỡng cực Bằng cách thay đổi điều kiện chế tạo mẫu khống chế kích thước hạt Au và, đó, vị trí đỉnh SPR frong dải bước sóng từ 516 đến 550 nm Phổ hấp thụ mẫu Au gồm hai đỉnh SPR phân biệt tương ứ n g vớ i hai m o d e đ ao đ ộ n g c ủ a đ iện t tụ d o th eo hai p h o n g so n g song (đao động dọc) vng góc (dao động ngang) với trục Đỉnh SPR ngang (Transverse Surface Plasmon Resonance, TSPR) có cường độ yêu, năm ừong dải bước sóng từ 516 đến 520 nm khơng phụ thuộc manh vào hệ số AR Đỉnh cộng hưởng plasmon bề mặt ứng với mod dao động dọc (Longitudinal Surface Plasmon Resonance, LSPR) nằm phía sóng dài với cưcmg độ mạnh nhiều so với đủửi TSPR Đặc biệt vị trí đửih LSPR phụ thuộc mạnh vào hệ sô AR Au Bằng cách thay đổi hệ số AR vị trí đỉnh LSPR thay đổi dải rộng từ vùng khả kiến đến vùng hồng ngoại gần, Với kết đề tài nghiên cứu, tham gia báo cáo Hội nghị Quang học Quang phổ toàn quốc 2008 Hội nghị khoa học trường ĐHKHTN 2008 Một báo đãng Tạp chí Journal of Science, Vol 24, No IS, 2008, 35 Một báo cáo toàn văn Hội nghị Quang học Quang phổ toàn quổc chấp nhận đăng Kết đào tạo: Một luận văn Thạc sỹ Vật lý (Dương Đình Thắng) khóa luận tốt nghiệp Cử nhân Tài (Ngô Bá Thường) bảo vệ thành công, g Tình hình kinh phí đề tài Tổng kinh phí đề tài: 20.000.000 đồng, Trong đó: Từ ngân sách nhà nước: đồng Kinh phí ĐHQG Hà nội: 20.000.000 đồng Vay tín dụng: đồng vổn tự có: đồng KHOA VẬT LÝ CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI PGS.TS N G U Y ỄN THẾ BÌN H TS NGẠC AN BANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN P H Ũ H IỆ U T B Ư Ó N G U GS.l SKrt r ^ BRIEF REPO R T OF THE PROJECT a Project title: Surface Plasm on Resonance o f M etallic N anoparticles b Coordinator: Dr N gac An Bang c Co-operator: MSc N guyen Trong Thanh BSc Phung Thi Thom d D uration time: from M arch 2008 to M arch 2009 e O bjectives and Scientific contents: In this project, two different shapes o f gold nanostructures, nam ely the spherical gold nanoparticles and gold nanorods, are synthesized using two different methods Surface Plasmon Resonance phenom enon o f the synthesized samples is investigated f Results Gold nanoparticles were synthesized via citrate reduction and photochem ical reduction, whereas gold nanorods were prepared by seed-m ediated method Crystal structure o f the synthesized nanoparticles and nanorods is indeed the face-centered cubic phase o f m etallic gold structure The m orphology o f the synthesized samples was exam ined using the transm ission electron micrographs (TEM) Detail TEM analysis shows that the synthesized gold nanoparticles are nearly spherical in shape The average size o f the gold particles synthesized by chemical reduction was determined to be 15,4±2,3nm, while that o f the gold particles prepared by photochem ical reduction is less than 10 nm Surface Plasmon Resonance o f gold nanoparticles depends strongly on the particle shape and size as well as the nature o f the surrounding medium Spherical gold nanoparticles exhibit a single SPR peak in the visible range The actual position o f the SPR peak can be tuned by varying the size o f gold nanoparticles Increasing the particle size leads to a red-shift o f the SPR peak Being anisotropic particles, gold nanorods exhibit two distinctive SPR peaks corresponding to the transverse and longitudinal SPR modes The longitudinal SPR w avelength depends strongly on the aspect ratio o f the rods and can be effectively tuned in a w ide range from visible to near IR The m ain results o f this project w ere presented at the Scientific C onference o f HUS (November, 2008) A full paper titled ""Surface Plasmon Resonance o f Gold Nanoparticles"" was published in Journal o f Science, Vol 24, No IS, 2008, 35 Some other results were presented at The N ational Conference on O ptics and Spectroscopy V (Septem ber, 10'‘’-14‘*’ 2008) One M aster thesis w as successfully defended as a part o f the project, g Budget: There is a total o f 20,000,000 VND granted by Hanoi National University FA C U LTY O F PH YSICS Asc Prof Dr NG UY EN THE BINH C O O R D IN A TO R OF THE PROJECT Dr NGAC AN BANG HANOI UNIV ER SITY OF SCIENCE M ỤC LỤC Mở đầu Thực nghiệm s 2.1 Chế tạo hạt Au có kích ứiước nanomet 2.2 Phép đo phân tích cẩu trúc X RD 2.3 Phép đo phổ EDS 2.4 Khảo sát vi hình thái TEM 2.5 Phép đo phổ hấp thụ ƯV-Vis Kết nghiên cmi thảo luận 3.1 Kết chế tạo mẫu 3.2 Cấu trúc tinh thể 3.3 PhỔ ED S 3.4 Vi hình thái 3.5 Hiện tượng cộng hưởng Plasm on bề m ặt hạt Au Kết luận Lời cảm ơn Tài liệu tham khảo Phụ lục Tóm tắt cơng trình nghiên cứu khoa học cá nhân Scientific Project Phiếu đăng ký kết nghiên cứu 13 14 14 14 15 15 17 21 22 27 32 33 33 34 49 51 52 Mở đầu Các hạt A u có kích thước nanom et có nhiều khả ứng đụng nhiều lĩnh vực khác photonics, optoelectronics, công nghệ sinh học [1-4], Các ứng dụng thực tế hạt nano vàng dựa tượng cộng hưởng plasm on bề mặt (Surface Plasm on Resonance, SPR) [5, 6] Hiện tượng SPR xẩy điện tử dẫn hạt A u tưcmg tác với trường điện từ dẫn đến hình thành dao động đồng pha với m ột tần số cộng hưởng định Các hạt A u hấp thụ mạnh photon tới tần số cộng hưởng Trong trường hợp tổng quát, đỉnh SPR bao gồm hai thành phần hấp thụ tán xạ Hiệu ứng SPR phụ thuộc vào hình dạng, kích thước, số điện mơi thân hạt kim loại phụ thuộc vào hàng số điện môi môi trường xung quanh [5 ,6 ] Nhàm kiểm sốt khống chế hình dạng, kích thước độ đồng kích thước hạt Au hàng loạt phương pháp chế tạo khác [1] ví dụ phương pháp hố khử [7], quang hoá [8, 9, 10] nghiên cứu sử dụng rộng rãi Trong phản ứng quang hoá, ion vàng bị khử thành nguyên tử vàng sử dụng chất khử khác Triton X 100 [8, 9], Irgacure-2959 [10] tác dụng tia y, tia [1, 9], u v [8, 10] ánh sáng mặt trời [1] Phương pháp hóa khử phương pháp thông dụng để chế tạo hạt A u có kích thước 100 nm Đối với phương pháp hóa khử, thơng thưỊTig hạt A u chế tạo từ vàng halogenide sử dụng chất khử khác N aBH [1], N a 3CộH [7], Các Au với tỷ lệ aspect ratio (AR, định nghĩa tỷ lệ đường kính chiều dài cùa thanh) khác chủ yếu chế tạo bàng phương pháp seed-mediated [11] Trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu này, tượng cộng hưởng plasm on bề mặt hạt A u nghiên cứu khảo sát M ột số kết nghiên cứu chế tạo hạt Au có kích thước 100 nm sử dụng hai phương pháp hóa khử quang hóa trình bầy chi tiết báo cáo M ột số kết ban đầu nghiên cứu chế tạo Au phương pháp thảo luận Báo cáo tập ừnng đề cập đên kêt nghiên cứu khảo sát câu trúc hình dạng, kích thước đặc biệt tượng cộng hưởng plasm on bề mặt (Surface Plasm on Resonance, SPR) hạt Au Thực nghiệm 2.1 Chế tạo hạt nano Au Các hạt vàng (Au) có kích thước 100 nm chế tạo sử dụng hai phương pháp khác phương pháp hóa khử [7] phương pháp quang hoá [8, 9, 10] Đơi với phương pháp hóa khử, ion bị khử thành A u” sử dụng chất khử trung bình N C H nhiệt độ 72 ± ®c Phản ứng quang hố khử ion thành xây hỗn hợp Au^^/TX 100 khuấy trộn chiểu nguôn xạ photon khác Các Au với tỷ lệ Aspect Ratio (AR) khác chế tạo phương pháp seed-m ediated [11], Dung dịch mầm chứa hạt Au có kích thước nhỏ, duới nm, chế tạo cách khử ion môi trường CTAB sử dụng chất khử manh N aB Iiị Các A u hình thành phát triển 24 h sau lượng nhỏ dung dịch mầm đưa vào dung dịch hồn hợp gôm HAuCL,, CTAB, A gN o" CftHgOfi 2.1.1 Chế tạo hạt nano A u bàng phương pháp hóa khử (Chem ical reduction) Sử dụng phương pháp hóa khử, hạt Au tạo thành tìr vàng halogenide sử dụng tác nhân khử axit ascorbic (CeHgOó), sodium borohydride (NaBHị), sodium cífrate (Na 3C 6H ) Trong khuôn khổ đề tài này, chủng chế tạo hạt Au cách khử sử dụng chất khử trung bình Sodium citrate Các tiền chất ban đầu HAUCI4 H 2O (Hydrogen tetrachloroaurate, Sigm a-Aldrich, 99,9 %) Na 3C 6H H (Sodium citrate, Scharlau, 99 % ) hịa tan nước khử ion hóa với tỳ lệ mole xác định Dung dịch HAuCU sau pha chế tương đối nhậy với ánh sáng, cần bảo quản bóng tối, tránh tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng M ột lượng đủ lớn dung dịch sodium citrate chế tạo bảo quản để cỏ thể đùng nhiều thí nghiệm m ột thời gian dài HAUCU.3 H2O I— DI H2O i N33C«H507.2H20 — DIH2O Chemical reduction Vigorous stirring ' Heat up to boiling point Au nanocolloids 100 °C) — Hình ì Quy ừ-ĩnh chế tạo keo vàng phương pháp hóa khử Quy trình chế tạo keo vàng phương pháp hóa khử trình bày hình 2.1 Hỗn hợp HAUCI4 N a 3C 6H 5Ơ với tỷ lệ nồng độ mol xác định khuấy trộn 10 phút frên máy khuấy từ H ỗn hợp này, sau đó, đun sơi khuấy liên tục ữên máy khuấy từ Phản ứng khử thành Au^ xẩy nhiệt độ 72 ± V Màu sắc dung dịch thay đổi từ màu vàng đặc trưng sang suốt tím đen, cuối màu đỏ sậm hay hồng tím rty thuộc vào tỷ lệ nồng độ tiền chất ban đầu, Dung dịch sau tiếp tục đun sơi (~ 100 *’c ) vòng 10 phút để đảm bảo phản ứng xẩy hồn tồn Trong q trình chế tạo mẫu, H 2O liên tục bổ sung vào nhằm bù trừ cho lượng nước bay Việc cần thiết nhằm xác định xác nồng độ hạt Au mẫu M ột số mẫu điển hình chúng tơi chế tạo phương pháp hoá khử với tỉ lệ tiền chất tham gia phản ứng khác liệt kè bảng 2.1 Bảng 2.1 Mẩu hạt Au chế tạo phương pháp hóa khử STT 10 M au hóa khử Tỷ lệ mol HAuCLt NasCôHsO? SCROl 0,05 SCR02 0,06 SCR03 0,10 SCR04 0,13 SCR05 0,14 SCR06 0,17 SCR07 0,21 SCR08 0,26 SCR09 0,28 SCRIO 0,38 2.1.2 Chế tạo hạt nano Au bàng phương pháp quang hóa Trong phản ứng quang hoá, ion vàng bị khử thành nguyên tử vàng sử dụng chất khử khác Triton X 100 [8, 9], Irgacure-2959 [10] tác dụng tia y [10], u v [1, 8, 9] ánh sáng mặt trời [1], Gần đây, xạ tia X sử dụng để chế tạo hạt A u H 2O [1 ,9 ] Trong khuôn khổ đề tài này, với phương pháp quang hóa, chúng tơi sử dụng tiền chất ban đầu HAUCI4 H 2O C i 4H 2 (C 2H )n (Octyl phenol Ethoxylate, Scharlau, 98 %) C i 4H 2 (C ÍÌ )n cịn có tên thương mại Triton X 100 (TX 100) sản phẩm độc quyền trước hãng DOW (USA), v ề bản, TX-100 chẩt khử, có khả ãn mòn, thường dùng làm chất tẩy rửa Đặc điểm TX-100 có độ nhớt dính ướt bề mặt cao, hịa tan hồn tồn nước nhiệt độ phịng Các tiền chất ban đầu hoà tan hoàn toàn nước cất hai lần H ỗn hợp dung dịch HAuCU TX 100 với tỷ lệ m ole xác định trộn khuấy máy khuấy tìi nhiệt độ phịng Phản ứng quang hố khử ion thành Au*^ thực sử dụng ba (03) nguồn xạ photon khác u v , tia X ánh sáng mặt trời TX-100 đóng vai trị chất khử đồng thời chất bảo vệ ổn định bề mật hạt Au Quy trình chế tạo chi tiết thể hình 2.2 10 N.A Bang et al / VNU Journal o f Science Mathematics - Physics 24, No IS (200S) 35-38 36 Results and discussion Figure shows a typical experimental XRD pattern of the synthesized gold nanoparticle samples The pattern exhibits well*resolved (111) and (200) diffraction peaks which could be well indexed to the faced-center cubic (fee) phase of metallic gold structure (PDF 04-0784, ICDD) It is worth pointing out that the ratio of intensity between the (2 0 ) and ( 11 ) diffraction peaks is considerably lower than the standard value (0.33 versus 0.53) This observation supports the theoretical prediction that noble metal nanocrystals are exclusively composed of the lowest-index crystal planes and, in general, the thermodynamic equilibrium shape is a truncated octahedron bound by {111} and {100} planes A t^ ic a l XRD pattern of the synthesized gold nanorod samples is shown in Fig Again, both of the diffraction peaks are attributed to the fee phase of metallic gold The relative intensity ratio of the (2 0 ) and ( 1 ) diffraction peaks is substantially higher than both the standard value and that of the spherical gold nanoparticle case The (200) diffraction peak becomes the most prominent peak and that may indicate an anisotropic growth of the crystal along the [ 100 ] direction resulting in the formation of rod-like particles d , , , = 64 \ a = ,0 8 Aj djj)(, = ,0 A, a = ,0 A a , , , = ,3 A, a = A '^ 0 = ,0 1 A, a = ,0 2 A (200) 30 S 40 45 50 20 Fig XRD pattern of the gold nanoparticlcs 55 30 35 40 45 50 55 2i) Fig XRD patton of llic gold ii.inorods The morphology of the synthesized sanples was examined using TEM images Figure 3,a ;hows a representative TEM image o f the gold nanoparticle sanples The particles are relatively well lispersed with narrow size distribution The average size of the particles was determined to be 15.4 nm with the standard deviation of 2.3 nm by fitting a Gaussian distribution to data (Fig 3b) The ;old nanoparticles appear to be spherical in shape as the average circularity was estimated to be 3.87 ± 0.04 as shown in Fig 3.c As already mentioned, the Surface o » Plasmon Resonance (SPR) phenomenon depends on a number of factors among which ♦ r '‘i" * panicle size and shape as well as the nature of the surrounding medium are the most y ': important [1, 2] The SPR o f the spherical gold nanoparticles was investigated using the ãô absorption spectra of the synthesized gold nanoparticles For practical reason, the •4 normalized absorption spectra of the samples are shown in two separate figures, namely K Figs 4.a and 4.b All the sanples under Oculiftfy study exhibit only a single SPR peak Fig- TEM image and (b) the size and (c) circularity corresponding to the dipole SPR of the distributions of tlic synliicsizcd gold iianopariiclcs symmetric spherical gold nanoparticles [2 ], N,A B anget / VNU Journal o f Science, Mathematics - Physics 24, No IS (2008) 35-38 37 535 532 530 t>i "E i 527 S25 0522 520 CH 005 10 15 20 M olar R atio Fig The normalizcxl absorption specira of the gold nanoparticlcs synthesized with the molar ratio between the precursors ranging from (a) 0.05 to 0.128 and (b) 0.17 to 0.278 Fig Ttic dcpendaicc of the SPR wavclengUi >.spr on tlie molar ratio between tlie precursors By varying the concentration molar ratio between the precursors, HAuCU and NajQHsO?, the particle size and, thus, the SPR wavelength I spr can be tuned in the visible range As can be seen in Fig 4.a, as the molar ratio between the precursors increases from 0.05 to 0.128, the SPR peak undergoes a blue shift from 532.5 to 519.5 nm indicating a substantial decrease in particle size When the molar ratio exceeds the value of 0.17 the SPR peak is red-shifted from 519.5 nm to longer wavelength resulting from an increase of the particle size as shown in Fig.4.b The dependence of the SPR wavelength X,spr on the molar ratio between the precursors is shown in Fig It appears that there is a certain lower limit on the particle size and, therefore, the SPR wavelength Xsi-k for a gold nanoparticle sample synthesized using th e c itr a t e reduct ion method 400 500 600 700 000 9X 300 400 SOO 600 W e v e le n g lh (nm ) Figure TEM image (a) and the absorption spcctriun (b) of gold absorption spcctrum (b) of gold absorption spcctrum (b) of gold lorod sample Au658 naiiorod sample Au725 naiiorod s^nple Au7ti8 nanorod Au658 The SPR phenomenon of the gold nanorods was studied using three synthesized gold nanorod sainples, namely Au658, Au725 and Au768 TEM images of these san p k s are shown in Figs a, 7,a and a,’respectively The sairples mostly consist of gold nanorods, though b>products such as large particles are not negligible, especially m case of sanple Au725 The average aspect ratio (AR) of the N.A Bang el al / VNU Journal o f Science, Mathematics - Physics 24 No IS COOS) 35-38 38 sample Au658, Au725 and Au768 was estimated from their TEM images to be ± 0.1 2.8 ± ,1 and 3.7 ± 0.3, respectively The absorption spectra of the gold nanorod samples are shown in Figs b b and b, respectively In all three spectra, there are two distinctive SPR bands corresponding to the oscillations ^ free electrons along and perpendicular to the long axis of the rods The w^eak transverse surface plasmon resonance (TSPR) peak is at around 518 nm and does not depend strongly on the aspect ratio AR o f the rods It is worth to mention that the TSPR peak locates at the same wavelength region as the SPR of spherical gold nanoparticles As can be seen in Fig! 7, a relatively sừong TSPR peak at around 520 nm indicates a significant fraction of spherical gold nanoparticles ill sanple Au725 The longitudinal surface Plasmon resonance (LSPR) mode shows a strong resonance peak at longer wavelength and depends strongly on the aspect ratio of the rods As the aspect ratio increases from 2.4 to 3.7, the LSPR peak is red-shifted from 658 to 768 nm By varying the aspect ratio of the gold nanorods, the LSPR peak can be tuned in a wide wavelength region Conclusion Gold nanoparticles and nanorods were synthesized via ciừate reduction and seed-mediated methods, respectively Crystal structure of the synthesized nanoparticles and nanorods is indeed the face-centered cubic phase o f metallic gold structure An unusual high intensity of the (200) XRD diffraction peak was observed in case of gold nanorods and that may indicate an anisotropic growth of the crystal along the [100] direction resulring in the formation of rod-like particles Detailed IIRTEM and SAED analyses are absolutely needed to draw any conclusive statement on this matter Surface Plasmon Resonance of gold nanoparticles dq)ends strongly on the particle shape and size Spherical gold nanoparticles exhibit a single SPR peak in the visiTile range The actual position of the SPR peak can be tuned by varying the size of gold nanoparticles Increasing the particle size leads to a red-shift of the SPR peak Being anisotropic particles, gold nanorods exhibit two distinctive SPR peaks corresponding to the transverse and longitudinal SPR modes The longitudinal SPR wavelength depends sữongly on the aspect ratio of the rods and can be effecrively tuned in a wide range Acknowledgments Financial support from Vietnam National University (Project QT-08-14) is gratefully acknowledged The authors wish to thank Prof Dr Le Van Vu for the XRD measurements and the Center for Materials Science, VNU for making some experimental facilities available to U S References [1] M D m ie l, D /Vstnic, G o ld N anop articles: A ssem bly, S u p n u n o lccu lar C hem istry Q u an tu m -S i/f-R u latc:u P ro p cilies, a n d A p p lic a tio n s to w a rd B iology, C atalysis and N anoteclinology, Chem Rev 104 (2004) 293 [2 ] P M ulvancy, S u rface p lasm o n sp cctro sco p y o l'n an o siz c d n itta l particles, Umi^mutr 12 (1996) 7«X [3] J T u rk ev itch , P C S tev en so n , J M illier, N ucléation and Cirowtli P rocess in the S\-nthcsis o f C nlloidal G old Discuss F araday Soc 11 (1951)55 [4] N R Jan a, L G c a rb ea rt, C J M u rp h y , W et ch em ical svnthesis o f high aspect ratio cylindrical gold nanorod.-;, J 105 (20 ) 4065 N ik o o b a k h t, M A E l-S a y c d , P rep aratio n and grow lh m echaniM n o f gold nanorods (NK.s) usin^; sced-nicdialci; Phys Chem B [5] B grow th m eth o d , Chem Mater 15 (2 0 ) 1957 VIETNAMNATIONAL UNIVERSITY HANOI JO U R N A L OF SCIENCE MATHEMATICS - PHYSICS Vol 24, No IS, 2008 CONTENTS Tran Thi Quynh Hoa, Nguyen Ngoc Long, Nguyen Hoang Hai, Structural and optical properties of ZnS nanoparticles synthesized by sonoelectrochemical method Pham Van Nho, Duong Dinh Thuan, Effect of titanium doping on charactenstics of nano crystalline } films Pham Hoang Ngan, Nguyen Quang Tien, Pham Van Nho, Preparation of nitrogen doped nanocrystalline TÌO2 photocatalyst films by using spray pyrolysis Nguyen Van Hung, Le Thi Hong Lien, Nguyen Cong Toan, Higb-ordcr atiharnionic effective potentials and EXAFS cumulants of fee crystals containing doping atom Nguyen Thanh Huy, Luu Tuan Tai, Coexistence of ferromagnetism and superconductivity in the single crystal UCoGe Nguyen Mau Chung, The Ha Noi GPHE and B Physics Nguyen Mau Chung, Nguyen Anh Due, Nguyen Xuan Giao, Nguyen To Nga, Meson reconstruction: Preliminary results Ngo Thu Huong, Do Thi Kim Anh, Theimoelectnc performance of CoSb3 skutterudites under high pressure Ngac An Bang, Phung Thi Thom, Nguyen Trong Thanh, Surface plasmon resonance of gold nanoparticles 10 Le Van Vu, Nguyen Ngoc Long, Chu Dinh Kiem, Sai Cong Doanh, Cao Thi Nguyet, Pham Thi Hang, Nguyen Duy Thien, Bui Quoc Trung, Synthesis and optical properties of gold and silver nanoparticles 11 Hoang Dinh Trien, Nguyen Quang Bau, Nguyen Thi Thanh Nhan InHuencc of'magnetic field on the nonlinear absorption coefficient of a strong electromagnetic wave by confined elecfrons in quantum wires 12 Dinh Due Linh, Phung Quoc Thanh, Bach Thanh Cong, Some physical p r o p e r tie s 13 18 22 27 31 35 39 of the Cao.gsPro i 5Mn|.,Ru ,.03 perovskites prepared by sol-gel technology 13 Tran Minh Thi, Pham Van Ben, Nguyen Minh Vuong, Le riii Thu Huyen, Microstructure and optical property of polynier-capped ZnS:Cu nanocr>stallme tliin films 51 ss MỘT SÓ TÍNH CHẤT QUANG CỦA HẠT VÀNG có KÍCH THƯỚC NANOMET Ngạc An Bang"*, l ^ y ễ n Trọng Thành^ Phùng Thị Thơm", Dương Đình Thắng^ Ngơ Bá Thưởng® Khoa Vật ỉỷ, Trường ĐHKH Tự nhiên, ĐHQG Hà nội, 334 Nguyền Trãi, Hà nội Việt nam Viện Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học Vứ Công nghệ Việt nam, 18 Hoàng Quốc Việt, Hà nội Trường Đ H Sư phạm Hà nội 2, Xuân Hòa, Vĩnh Phúc “ ♦Email: ngacanbang@googlemail.com Tóm tắt: Các hạt vàng (Au) có kích thước trung bình 100 nm chế tạo thành cơng sứ dụng phương pháp quang hố phương pháp hóa khử Các Au với hệ số AR = 2,5 chế tạo bàng phương pháp hóa khử Hình dạng kích thước hạt Au kháo sát đánh giá thông qua ảnh TEM cấu trúc thành phần mẫu chế tạo xác định thông qua phổ XRD Đối với mẫu hạt Au có hinh dạng tựa cầu, phổ hấp thụ xuất đinh cộng hưởng plasmon bề mật (SPR) vùng khả kiến Phổ hấp thụ cùa mẫu Au gồm hai đinh SPR phân biệt khoảng 517 659 run tương ứng với hai mode dao động ngang dao động dọc Mở đầu Các hạt vàng (Au) có kích thước 100 nm có nhiều ứng dụng đặc biệt ừong nhiều lĩnh vực khác [1] Nhàm kiểm sốt khống chế hình dạng, kích thước độ đồng kích thước hạt kim loại hàng loạt phương pháp chế tạo khác [ 1] ví dụ phưomg pháp hố khử [2], quang hoá [3, 4] nghiên cứu sừ dụng rộng rãi Trong phản ứng quang hoá, ion vàng bị khử thành nguyên từ vàng sừ dụng chât khử khác Triton X 100 [3, 4], Irgacure-2959 tác dụng tia tia ỵ [4], u y [3] ánh sáng mặt trời [4] Phưong pháp hóa khử phương pháp thông dụng đê chê tạo hạt Au có kích thước 100 nm Thơng thường hạt Au chế tạo ưr vàng halogenide sừ đụng chất khử khác NaBH [1], Na 3C 6Hs0 [2] Các Au với t>' lệ aspect ratio (AR, định nghĩa tỷ lệ đưịmg kính chiều dài cùa thanh) khác chù yêu chế tạo bàng phương pháp hóa khử qua hai giai đoạn [5, 6] Trong bao cáo nay, số kết nghiên cứu chế tạo hạt Au có Ịdch thước 100 nm sừ dụng hai phương phap hóa khử quang hỏa trình bầy chi tiết Một số kết quà ban đầụ nghiên cửu chế tạo Au bãng phương pháp hóa khừ thảo luận Báo cáo đê cập đến số kết khảo sát tượng cộng hưởng plasmon bê mặt (Surface Plasmon Resonance, SPR) hạt Au Thực Dghiệtn Các hạt vàng (Au) chế tạo sử dụng hai phương pháp khác phưcmg pháp hóa khử [2] va phương pháp quang hố [3,4], Đối vód phương pháp hóa khử, tiền chất ban đầu HAUCI4.3 H 2O (Sigrna-Aldrich, 99,9 %) NaaCéHsOT.lH.O (Scharlau, 99 %) hịa tan nước ídiử ion hóa với tỳ lệ mole xác định Hỗn hợp HAuCU NasCơHsOv vói tỷ lệ nơng đọ kỉác đun sôi va khuấy liên tục máy khuấy từ Màu sac cua dung dịch thay đôi từ mau vang đặc'trưng sang suốt tím đen cuối màu sậm hay hịng tím thuoc vào tỷ lẹ nồng độ giưa tiền chất ban đầu Phương pháp quang hóa sư dụng tiền chất ban đầu HAUCI4.3 H2O C, H :; (C;H )n (Scharlau 98 %) C , 4H 2 (C 2H )n cịn có tên thương mại Tnton X 100 (TX 100) Các tiên S a t ban đầu hoà tan hoàn toàn nước cất hai lần Hon hợp dung dịch HAuCU TX 100 với ty lệ mole xác định trộn khuấy máy khuây từ a nhiệt độ phong Phan ímg quang hố khừ ion thành Au^ thực sứ dụng ba (03) nguôn xạ photon 42 khác Các hạt Au kim loại hình thành phát triển hồn hợp Au^"/TX 100 khuấy ttộn yà chiếu bàng xạ tia X đặc trưng Ka với bước sóng 1,54 Â Cu (40 kv, 40 mA Siemens D5005) 40 phút Một số mẫu hạt vàng chế lạo sừ dụng tác nhân khừ xạ v tìr đèn thuỷ ngân cao áp HPK 125W {Phillips) ánh sáng mặt trời Các mẫu thu sau phản ứng suốt có mầu hồng nhạt đến hồng tím tuỳ thuộc vào tỷ lệ mole giừa tiền chất ban đầu Các Au chế tạo phương pháp hóa khử thơng qua hai giai đoạn [5 ] Dung dịch mâm chứa hạt Au có kích thước nhỏ, nxn, chế lạo bàng cách khử ion mơi trưịmg CTAB (hexadecylcetyltrimethylammonium bromide, Aldrich, 95 %) sử dụng chất khử mạnh NaBRị (Kanto, 92 %) Các Au hình thành phát triển 24 h sau lượng nhỏ dung dịch mầm đưa vào dung dịch hồn hợp gồm HAuCU (SigmaAldrich, 99,9 %), CTAB (Aldrich, 95 %), AgNƠ (Merck, 99,9 %)và CfiHgOft (Kanto 99.5 %) Cấu trúc tinh thể mẫu keo vàng phân tích thông qua phổ nhiễu xạ tia X Phép đo thực hệ nhiễu xạ kế Siemens D5005 Hình dạng kích thước hạt Au khảo sát thơng qua ảnh chụp sử dụng kính hiển vi điện tử truyền qua TEM JEM-1010 Hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt hạt vàng có kích thước nanomet khào sát thông qua phổ hấp thụ mẫu nhiệt độ phòng sử dụng hệ đo UV-VÌS-2450PC Kết Thảo luận Các mẫu dung dịch keo vàng chế tạo hồn tồn suốt, khơng có tượng kết tủa hay sa lắng Đối với mẫu chế tạo bàng phưcmg pháp hóa khừ, sau phản úmg, ion âm citrate bám lên bề mặt hạt Au tạo thành lớp bảo vệ ngăn cản trình kết tụ hạt Au Khi bảo quản nhiệt độ duới 10 bóng tối, mẫu hóa khử giữ ổn định tuần Các mầu chế tạo bàng phương pháp quang hóa hồn tồn suốt, khơng có tượng kết tủa hay sa lăng cà sau bảo quàn ba tháng điều kiện phịng thí nghiệm TX 100 đóng vai trị vừa chât khừ phàn ứng quang hố tạo ngun tử vàng trung hồ vừa chất ổn định hoạt hoá bê mặt báo vệ hạt vàng Cấu true tinh thể mẫu khảo sát thông qua phổ nhiễu xạ tia X Phổ nhiễu xạ tia X mẫu chế tạo phương pháp hóa khử quang hóa trình bâỵ hinh Trong hai truờng hợp, phổ XRD cùa dung mơi đế thủy tinh, có thê quan sát xác định hai đinh nhiễu xạ tưcmg ứng với vạch nhiễu xạ đặc trưng cùa mặt {111} {200} mạng fee vàng kim loại (PDF: 04-0784) Đinh nhiễu xạ khoảng 38,25^ (mẫu hóa khử, hình 1) 38,33*^ (mẫu quang hóa, hình 2) mặt {111} có J = 2,354 Ả (mẫu hóa khử) v k d = 2,348 Â (mẫu quang hóa) sắc nét vị trí cùa đình khớp với phơ chuẩn nên giả thiết hạt Au hai loại mẫu có cấu trúc tinh thê Hăng sơ mạng a xác định sử dụng đình {111} hai mẫu hóa khử quang hóa lân lượt 4,08 4,07 Â Bán độ rộng FWHM đinh nhiễu xạ tương ứng với vạch nhiễu xạ đặc trưng mặt {111} lớn chứng tỏ kích thước hạt Au nhỏ _ 350 d , , , = , 35 38 Ả, a = 4, 077 Ả 300 ( 111) > H ’Cl 81 KU xm ■ — i i t n 5- 05 i H phương pháp quang hóa sử dụng xạ UV đèn thủy nhân cao áp HPK 125 w Ảnh TEM kết phân tích ảnh TEM mầu chế tạo phương pháp quang hóa sử dụng xạ UV tia X trinh bầy hình Do bao bọc bảo vệ chất hoạt hố bề mặt khơng tích điện TX 100 nên hạt vàng phân tán tốt khơng có tượng kết đám Kích thước trung bình 205 hạt Au ảnh TEM hình 4.a mẫu chế tạo sử dụng xạ tia ỵ ước lưẹmg í/ = 9,2 ± 1,6 nm bàng cách nt phân bố kích thước hạt sử dụng phân bố Gauss (hình 4.b) Kích thước cùa hạt Au mầu phân bố tương đối tập trung với 84 % số hạt có kích thước nằm khống từ đến 10 nm Phân bố độ tròn c 205 hạt Au xác định từ ảnh TEM (hinh 4.a) thê hình 4.C Trên 75 % số hạt có độ trịn c lớn 0,85 khơng có hạt trịn tuyệt đối Độ trịn trung bình thống kê 0,84 ± 0,09 Đối với mẫu chế tạo sử dụng xạ UV (hình 5), kích thước độ trịn trung bình 129 hạt Au (hinh 5.a) xác định 8,0±3,3nm {hình 5.b) 0,85 ± 0,08 (hình 5.c) Mức độ đồng hình dạng kích thước mẫu chế tạo sử dụng xạ từ đèn HPK 125W thấp so với mẫu chế tạo sừ dụng xạ tia A" đặc trưng Ẩ^aCủa Cu Mức độ đơn sắc nguồn photon kích thích đóng vai trị quan trọng có ảnh hưOTg trực tiếp đến độ đồng hình dạng kích thước cùa hạt Au Trong đó, cơng st ngn kích thích ảnh hưởng đến kích thước trung bình hạt [4], Tính chất quang hạt vàng có kích thước nanomet khảo sát thông qua phổ hấp thụ Do tượng cộng hường plasmon bề mặt (SPR) [7] phô hấp thụ cùa hạt Au kim loại có kích thước nanoưiet có đinh năm vùng khả kiên, Vị trí sô lượng đỉnh hâp thụ SPR phụ thuộc vào hình dạng, kích thước, hàng số điện mơi cuạ bàn thân hạt kịm loại phụ thuộc ca vao hang số điện niôi môi trường xung quanh Phô hấp thụ cuạ số mẫu hạt^vàng chế tạo phương pháp hóa khử trinh bây hỉnh Viẹc hap thụ cua cac mau hạt vàng chi xuat mọt đinh hấp thụ SPR khoảng 522 nm cho thây hạt Au mẫu có hình dạng cầu tựa cầu có kích thước nanomet với mode dao động I o .r'] fUotvi a nhản I'mo fin hấn thu cưc đai tãniỉ manh (hình ) 45 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 Wavelength (nm) 350 400 450 5ÓỌ 550 600 650 700 750 800 Wavelength (nm) Huih Phô hâp ứiụ mâu hạt Au chê Hình Sự phụ thuộc vị trí cùa đinh SPR tạo băng phương pháp hóa khử vào tỳ lệ mole tiền chất ban đầu Trên hình phơ hâp thụ mầu keo vàng chế tạo bàng phương pháp quang hố với nơng độ HAuCU khác giữ nguyên nồng độ cùa chất khừ TX 100 sử dụng xạ u v đèn HPK 125W Tương tự mẫu hóa khử, phổ hấp thụ cùa mẫu có đỉnh SPR nhât ứng với cộng hưởng plasmon lưỡng cực Khi nồng độ HAuCU tăng, độ hâp thụ cực đại tăng mạnh có tượng dịch chuyển đỏ cùa đỉnh hấp thụ SPR (Hình ) Bằng cách thay đối điều kiện chế tạo, hồn tồn thay đổi khống chế kích thước và, đó, tữứi chât quang hạt Au Phổ hấp thụ ba mẫu hạt Au chế tạo phương pháp quang hoá với tý lệ nồng độ HAuCU TX 100 sử dụng tác nhân khừ khác (bức xạ tia X đặc trưng ả: Cu, xạ đèn thuỷ ngân cao áp HPK 125W, ánh sáng mặt trời) thề hình Để tiện so sánh, phổ hấp thụ chuẩn hoá sử dụng độ hấp thụ cực đại tưorng ứng Vị trí đỉnh hấp thụ cộng hưởng plasmon bề mặt SPR thay đôi mạnh sử dụng tác nhân khử khác Cụ thể, vị trí đỉnh SPR mẫu chê tạo sừ dụng đèn HPK 125W, máy nhiễu xạ kế D5005 ánh sáng mặt tròd lân lưẹrt 525nm, 532 nm 543 nm Phô hấp thụ mẫu chế tạo sử dụng ánh sáng mặt trời có độ bán rộng FWHM lớn nhất, bất đối xứng mở rộng phía sóng dài Điều chứng tị mẫu chê tạo sử dụng nguộn kích thích ánh sáng mặt trơi gồm hạt Au có kích thước trung bình lớn đồng hom so vóri mẫu chế tạo sử dụng nguồn đèn HPK 125W xạ tia X đặc trưng Cu Đinh SPR mẫu chế tạo sử dụng vạch Ka Cu có độ bán rộng nhò ba mẫu Mức độ đơn sắc cùa tác nhân khử ảnh hưởng manh đến độ đồng nhât vê hình d ^ g kích thước hạt Au và, đó, độ bán rộng đỉnh SPR Trong đó, cơng suất nguồn sáng kích thích ành hưởng manh đến kích thước trung bình hạt —’—ị T { ndcT X-ra> inradiahníi 525 0- 532 S43 I n d e r l \ irradiaiKifi l ndCTordmaẠ dâ> l i ^ i = d! 0.&j y5C íI ÍO 15 25 30 35 rcm ccncraoon o f HAiaCI ilii mM) < - A] 02- 00 * 350 400 450 500 550 600 660 700 750 800 W avelength (nm ) 400 , Hình Phổ hấp thụ mẫu hạt Au chế tạo phương pháp quang hóa sử dụng xạ u v cùa đèn HPK 125W 500 700 600 \^avelength (nm) 800 Hinh Phồ hập thụ (đã chuân hoá) cua mẫu hạt Au chế tạo sừ dụng tác nhân khư khác 46 kích thước mẫu chua cao Hệ số AR (Aspect ratio, định nghĩa tỷ lệ đưịmg k íi^ chiều dài thanh) trung bình xác định từ ảnh TEM 2,5 Phổ hấp thụ mẫu gôm hai đỉnh SPR phân biệt khoảng 517 659 nm đặc trưng Au với AR khoảng 2,5 Đỉnh SPR 517 nm tương ứng với mode dao động lưỡng cực ngang Đinh SPR 659 nm tương ứng với mode dao động dọc phụ thuộc mạnh vào hệ số AR cùa Ketluận Các hạt Au có hình dạng tựa cầu với kích thước nanomet chế tạo thành cơng sử dụng phương pháp hóa khử phưcmg pháp quang hóa Kết phân tích phổ XRD cùa mầu khẳng định tồn hạt vàng kim loại có kích thước nanomet VCTÌ cấu trúc lập phương tâm mặt fcc Kết phân tích ảnh TEM mẫu cho thấy phần lớn hạt Au có hinh dạng tựa cầu Bằng cách thay đổi tỷ iệ tiền chất ban đầu, HAuCU NChHsO?, phương pháp hóa khử sử dụng để chế tạo mẫu hạt Au có kích thước trung binh 12 nm vói độ đồng cao hình dạng kích thước Cơng suất mức độ dơn sắc cúa nguồn photon kích thích ảnh hưởng mạnh đến kích thước độ đơng nhât vê kich thước hạt Au chế tạo phương pháp quang hóa Việc phổ hấp thụ mẫu hạt vàng chi xuât đỉnh hấp thụ SPR ừ-ong khoảng từ 516 đến 550 nm cho thấy hạt Au mầu có hình dạng cầu tựa cầu có kích thước nanomet với mode dao động lưỡng cực Các Au với hệ số AR trung bình khoảng 2,5 chế tạo thành cơng sứ dụng phương pháp hóa khử vód tỷ lệ sản phẩm phụ thấp Phổ hấp thụ mầu Au gồm hai đinh SPR phân biệt 517 659 nm tương ứng với mode dao động lưỡng cực ngang dọc Lòi cảm ơn Cơng trình hỗ trợ tài từ đề tài QT-08-14 cua ĐHQG Hà nội Các tác già chân thành cảm ơn PGS TS Lẻ Văn Vũ (CMS) giúp ^ thực phép đo phô XRD Trung tâm Khoa học Vật liệu (CMS), Khoa Vật lý, Trường ĐHKHTN ĐHQG Hà nội tạo điều kiện cho tác giả thực nghiên cứu Tài liệu tham khảo Marie-Christine Daniel and Didier Astruc, Chemical Review 104 (2004) 293-346 Turkevitch, J.; Stevenson, P C.; Hillier, J„ Discuss Faraday Soc 11 ( 1951 ) 55-75 Mandai, M.; G h o sh 's K.; Kundu, s ; Esumi, K.; Pal T Langmuir 18 (2002) 7792-7797 Ngac An Bang, Lê Văn Vũ, Tuyển tập báo cáo Hội nghị VLCR lân thứ V (2007) 773-776, Nikoobakht, B.; Ẽl-Sayed, M A, Chem Mater 15 (2003) 1957-1962 Jana, N R.; Gearheart, L.; Murphy, C J AcN Mater 13 ( 2001) 1389-1393 Mie.G Ann Phys 25(1908) 377-445 47 Tóm tắt cơng trình NCKH cá nhân Báo cáo H ội nghị Khoa học XrưÒTig ĐHKHTN 2008 Ngành: Vật lý Chuyên ngành: Vật lý Chất rắn Họ tên tác giả cơng trình: Ngạc An Bang, Phùng Thị Thơm, Nguyễn Trọng Thành Năm 2008 Tên báo: Surface Plasmon Resonance of Gold Nanoparticles Tên Tạp chí, sổ, trang; VNƯ Journal of Science, Vol 24, No IS, 2008, 35 Tóm tắt cơng trình bàng tiếng Việt Các hạt Au nano chế tạo thành công sử dụnệ phương pháp hóa khử citrate phưcmg pháp seed-mediated Vi hình thái cau trúc tinh thể hạt Au nghiên cứu khảo sát thông qua ảnh TEM phổ nhiêu xạ tia X Hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt SPR hạt Au khảo sát thông qua phổ hấp thụ Phổ hấp thụ hạt Au có dạng hình cầu xuất đỉnh SPR nhất, phổ hấp thụ vàng nano có hai đỉnh hấp thụ phân biệt tương ứng với hai mode SPR đọc ngang, Sự phụ thuộc đỉnh SPR dọc vào hệ sổ AR khảo sát bước đầu Tiếng Anh Ngac An Bang, Phung Thi Thom, Nguyen Trong Thanh Surface Plasmon Resonance of Gold Nanoparticles VNƯ Journal of Science, Vol 24, No IS, 2008, 35 Abstract, spherical gold nanoparticles and gold nanorods were synthesized using the citrate reduction and seed-mediated methods, respectively The morphology and crystal structure of the synthesized particles and rods were studied using the transmission electron micrographs (TEM) and X ray diffraction (XRD) measurement, respectively Surface Plasmon Resonance of gold nanoparticles was under investigation The absorption spectrum of spherical gold nanoparticles exhibits a single Surface Plasmon Resonance (SPR) peak while that of the gold nanorods consists of tw'O distinctive absorption bands corresponding to the transverse and longitudinal SPR The dependence of the longitudinal SPR peak on the aspect ratio of the rods is investigated 48 Báo cáo Hội nghị Q uang học Quang phổ toàn quốc V 2008 N g n h : V ậ t lý C h u y ên n gàn h : Q u an g học Q u an g phổ Họ tên tác giả công trình: Ngac An Bang Nguyễn Trọng Thành Phùng Thị Thơm, Dương Đình Thẳng, Ngơ Bá Thưởng Năm 2008 Tên báo; Một số tính chất quang hạt vàng có kích thước nanomet Tên Tạp chí/Hội nghị, Sơ, trang: Đang ừong q trình in ấn, xuất Tóm tắt cơng trình tiếng Việt Các hạt vàng (Au) có kích thước trung bình 100 nm chế tạo thành công sử dụng phương pháp quang hố phương pháp hóa khử Các Au với hệ sô AR = 2,5 chế tạo bàng phương pháp hóa khử Hình dạng kích thước hạt Au khảo sát đánh giá thông qua ảnh TEM cấu trúc thành phân mâu chê tạo xác định thông qua phổ XRD Đối với mẫu hạt Au có hình dạng tựa cầu, phổ hấp thụ xuất đỉnh cộng hường plasmon bề mặt (SPR) vùng khả kiến Phổ hấp thụ cùa mẫu Au gồm hai đỉnh SPR phân biệt khoảng 517 659 nm tương ứng vcri hai mode dao động ngang dao động dọc Tiếng Anh Ngac An Bang, Nguyen Trong Thanh, Phung Thi Thom, Duong Dinh Thang, Ngo Ba Thuong Some Optical Properties of Gold Nanoparticles In Press Abstract Spherical gold nanoparticles were synthesized using two different methods, namely the citrate reduction and the photochemical method Gold nanorods with the aspect ratio AR of 2.5 were prepared by using the seedmediated method The morphology and crystal structure of the synthesized particles and rods were studied using the transmission electron micrographs (TEM) and A'ray diffraction (XRD) measurement, respectively The absorption spectrum of spherical gold nanoparticles exhibits a single Surface Plasmon Resonance (SPR) peak in the visible range The absorption spectrum of the gold nanorods consists of two distinctive absorption bands at about 517 and 659 nm corresponding to the transverse and longitudinal SPR, respectively 49 Scientific project Branch: Physics Project category: National University level Title: Surface Plasmon Resonance of Metallic Nanoparticles Code: QT-08-14 Managing Institution: Hanoi University of Science Implementing Institution: Faculty of Physics, Hanoi University of Science Collaborating Institutions; None Coordinator; Dr Ngac An Bang Key implementers; Ngac An Bang Duration: (from March 2008 to March 2009) Budget: 20,000,000 VND 10 Main results: - Results in science and technology: Spherical gold nanoparticles and gold nanorods were successfully synthesized using different methods The morphology and crystal structure of the synthesized particles and rods were studied using the transmission electron micrographs (TEM) and X ray diffraction (XRD) measurement, respectively Surface Plasmon Resonance of the synthesized gold nanoparticles and nanorods was under investigation - Results in practical application - Results in fraining; 01 MSc thesis and 01 BSc thesis - Publications: 02 articles Ngac An Bang, Phung Thi Thom, Nguyen Trong Thanh S urface P lasm on R esonance o f G old N anoparticles VNU Journal of Science, Vol 24, No IS, 2008, 35 Ngac An Bang, Nguyen Trong Thanh, Phung Thi Thom, Duong Dinh Thang, Ngo Ba Thuong S om e O ptical P ro p erties o f Gold N anoparticles In Press 11 Evaluation grade (if the project has been evaluated by the evaluation committee; excellent, good, fair) 50 Phiếu đăng ký kết nghiên cứu KH-CN Tên đề tài: Nghiên cứu hiệu ứng cộng hưởng plasmon bể mặt hai kim loại có kích thước nanometers Mã số: ỌT-08-14 Cơ quan chủ trì đe tài: Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà nội Địa chi: 334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Đống Đa, Hà nội Tel: (84) 043-8584615 Ctf quan quản lý đê tài (hoặc dự án): Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà DỘi Địa chỉ: 334 Nguyễn Trãi, Thănh Xuân, Đống Đa, Hà nội Tel: (84)043-8584615 Tống kỉnh phí thực chi: 20 000.000 VND Trong đó: - Từ ngân sách Nhà nước: - Kinh phí tnrờng: 20 000.000 VND - Vay tín dụng: - Vốn tự có: - Thu hồi: Thòi gian nạhiên cứu: 12 tháng Thời gian bat đầu: 3/2008 Thòi gian kết thúc: 3/2009 Tên cán phoi họp nghiên cửu: ThS Nguyễn Trọng Thành CN Phung Thị Thơm Sô đăng ký đê tài Bảo mât: a Phổ biến rộng rãi; X b Phổ biến hạn chế; c Bảo mật; Sô chứng nhận đăng ký kết quà nghiên cứu: Ngày; 51 Tóm tăt ket nghiên cứu: Các hạt vàng có kích thước nanomet chế tạo thành cơng sừ dụng phưong pháp hóa khử phương pháp q i ^ g hóa Thanh Au nano với hệ số AR khoảng từ 2,4 đên 3,7 chế tạo thành công sử dụng phương pháp seed-mediated Vi hình thái cấu trúc từih thể hạt Au nghiên cứu khảo sát thông qua ảnh TEM phổ nhiễu xạ tia X Hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt SPR hạt Au khảo sát thông qua phổ hâp thụ Phơ hâp thụ hạt Au có dạng hình cầu xuất đinh SPR nhất, phổ hấp thụ cac vàng nano có hai đỉnh hấp thụ phân biệt tương ứng với hai mode SPR dọc ngang Sự phụ thuộc đinh SPR dọc vào hệ sô AR khảo sát bước đầu Kiến nghị quy mơ đổi tượng áp dụng nghiên cứu: • Phổ biển rộng rãi sử dụng cho mục tiêu đào tạo sinh viên ngành Quang lượng tử Vật lý Chất rắn • Khai thác m rộng hướng nghiên cứu Thủ trưởng quan chủ trì đề tài Chủ nhiệm đề tài Chủ tích Hội đồng đánh giá thức Thủ trưởng quan quản lỷ đề tài Ngạc An Bang Ị ì í ẹ u ^ T h ĩ iifj> Họ tên TS Học hàm học vị nổc ì ĐANKHOA HỌC-CỎN iNGHỆ / 'í í K PHĨ Hlịu TR rnncí Kí tên K! / ni »Ề Ễ d / '' Đóng dấu /Ị I A cta \ ^' V\ v^ " ' nHr ■ ' If y 'p '/ _ J ] íi’ĩị.n ỹ '^ é n ỹ / ^ '' V y ^P m í ' K ý ể JẾ uẨ /i ... Tự nhiên ********* Tên đề tài: Nghiên cứu hiệu ứng cộng hưởng pỉasmon bề mặt hạt kim loại có kích thước nanometers Mã số: QT-08-14 Chủ trì đề tài: TS Ngạc An Bang Các cán tham gia: ThS Nguyễn Trọng... bình hạt [4], Tính chất quang hạt vàng có kích thước nanomet khảo sát thông qua phổ hấp thụ Do tượng cộng hường plasmon bề mặt (SPR) [7] phô hấp thụ cùa hạt Au kim loại có kích thước nanoưiet có. .. excellent, good, fair) 50 Phiếu đăng ký kết nghiên cứu KH-CN Tên đề tài: Nghiên cứu hiệu ứng cộng hưởng plasmon bể mặt hai kim loại có kích thước nanometers Mã số: ỌT-08-14 Cơ quan chủ trì đe