được thể hiện trên hình 3.24. Để tiện so sánh, các phổ hấp thụ này đã được chuẩn hoá sừ dụng hệ số hấp thụ cực đại tương ứng với đinh SPR. Vị trí của đình hấp thụ cộng hưởng plasm on bề m ặt SPR thay đổi mạnh khi sử dụng tác nhân khử khác nhau. Cụ thể, vị trí của đỉnh SPR của các mẫu chế tạo sử dụng đèn HPK 125W, máy nhiễu xạ kế D5005 và ánh sáng m ặt trời lần lượt là 525nm, 532 nm và 543 nm. Phổ hấp thụ của m ẫu chể tạo sử dụng ánh sáng m ặt trời có độ bán rộng FW HM lớn nhất, bất đối xứng và m ở rộng về phía sóng dài. Đỉnh SPR của m ẫu chế tạo sử dụng vạch của Cu có độ bản rộng nhỏ nhất ư o n g ba mẫu. M ức độ đơn sẳc của tác nhân khừ ảnh hường mạnh đến độ đồng nhất về kích thước của các hạt A u và, do đó, độ bán rộng của đinh SPR của mẫu. Trong khi đó, công suất của nguôn kích thích ảnh hưởng mạnh đến kích thước trung bình của các hạt.
Kết quả nghiên cứu về hiện tượng cộng hường plasm on bề mặt SPR cùa các hạt A u ở trên cho thấy các hạt A u có hình dạng đối xứng câu chi có thê có một đinh SPR duy nhất trong vùng khả kiến. Các hạt A u có hìạh dạng không phải là hỉnh câụ, ví dụ như dạng thanh, khối hộp, đĩa tam giác hay khôi kim tự th áp ... có thê có nhiêu đỉnh SPR do hiện tưọmg phân bố tập trung các điện tử tự do tại các góc và cạnh cua hạt (hiệu ứng m ũi nhọn). H iện tượng cộng hưởng plasmon bẽ mặt SPR cua các thanh Au
đã được chúng tôi khảo sát bước đầu thông qua phổ hấp thụ của 03 mẫu thanh vàng A u658, Au725 v à A u768. K êt quả phân tích ảnh TEM của các mẫu này cho thấy hệ số A R (aspect ratio) trung bình cùa các m ẫu A u658, Au725 và Au768 lần lượt là 2.4 ±
0.1, 2.8 ± 0.1 và 3.7 ± 0.3 (mục 3.4).
Wavelength (nm)
Hình 3.24. Phổ hẩp thụ (đã chuấn hoá) của các mẫu hạt Au chế tạo sử dụng các
tác nhân khử khác nhau.
W a v e le n g th (nm )
Hình 3.23. Phổ hấp thụ cùa mau thanh vàng Au658 chế tạo sử dụng phương
pháp seed-mediated.
pháp seed-mediated. pháp seed-mediated.
Phổ hấp thụ cùa các m ẫu thanh vàng A u658, Au725 và Au768 được thể hiện
7t trên các hình 3.25, 3.26 và 3.27. Phổ hấp thụ đã chuẩn hóa của ba mẫu này
' í 1. d u ả U Ẩ « f Vt i i o l ' i o r ' o K q m a i l í í À l I V l l 5 t h i p n V i a Ì H i n V ì ^ P R
SPR ngang (Transverse Surface Plasm on Resonance. TSPR) có cường độ yêu. năm trong dai bươc sóng từ 516 đến 520 nm và không phụ thuộc mạnh vào hệ sô AR (hình
3.27). V ị trí của đỉnh TSPR của các thanh A u nàm trong dải bước sóng SPR của các hạt A u đối xứng cầu. Đ ỉnh hấp thụ tương đối m p h ở 520 rưn của mẫu Au725 là chồng chất của đủih T SPR của các thaiứi A u với phần đóng góp đáng kể của đinh SPR của các hạt A u đối xứng cầu ư o n g mẫu. K ết quả này phù hợp với kết quả phân tích ảnh TEM của m ẫu A u725 (mục 3.4). Đỉnh cộng hưởng plasm on bề mặt ứng với mod daQ động dọc (L ongitudinal Surface Plasm on Resonance, LSPR) nằm ờ phía sóng dài với cường độ m ạnh hcm nhiều so với đinh TSPR. Đặc biệt là vị trí cùa đỉnh LSPR phụ thuộc mạnh vào hệ số A R của thanh Au. Khi hệ số AR của thanh tăng từ 2,4 đến 3,7 đỉnh L SPR dịch chuyển đỏ từ 658 đến 768 nm. Bằng cách thay đổi hệ số A R của thanh A u, vị frí của đỉnh LSPR có thể thay đổi được trong dải phổ rộng rtr vùng khả kiến đến vùng hồng ngoại gần.
400 500 600 700 800 900 2.0 2 5 3 0 3 5 4 0 4
Wavelength (nm) Aspect ratio
Hình 3.28. Pho hấp thụ đã chuẩn hóa của Hình 3.29. Sự phụ thuộc của vào tỳ
03 mẫu thanh vàng chế tạo bằng phương số aspect ratio AR trung bình.
pháp seed-mediated.
K ết quả thực nghiệm về sự phụ thuộc của vị trí đinh LSPR (bước sóng cộng hưởng plasm on bề m ặt dọc X-lspr) vào hệ số A R của thanh A u đã được chúng tôi so sánh với kết quả tính toán lý thuyết của mô hình Gans [12]. Trong khi lý thuyêt của Mie [5] áp dụng cho các hạt kim loại hình cầu, mô hinh Gans áp dụng cho trưòmg hợp cùa các tiiarứi kim loại có dạng ellipsoid tròn xoay trong nước. Hình 3.29 trình bầy kết quả thực nghiêm và dự đoán lý thuyết của mô hình Gans. Rõ ràng là mô hình của Gans không phu hợp với kết quả thực nghiệm của chúng tòi. G iá trị của X-LSPR thu được từ ihưc nghiêm dịch chuyển đỏ rất nhieu so với dự đoán lý thuyết sử dụng mô hình Gans. Sự sai lệch giữa kết quả thực nghiệm và lý thuyết trên có thể do hai lý do sau đây. Lý do đầu tiên và quan trong nhất là trong khi mô hình cùa Gans áp dụng cho các hạt Au
C0dạng dạng ellipsoid tròn xoay thì các mẫu của chúng tôi chỉ gồm các thanh A u có dạng hĩnh ti^ ư ò n xoay. Lý do thứ hai là các thanh A u do chúng tôi chế tạo ra đêu được bao bọc bởi m ột lớp CTAB. H iện tượng SPR phụ thuộc cả vào bản chât điện cua m ôi tìorờng xung quanh.
4. Kết luận
C ác hạt A u có hình dạng tựa câu với kích thước nanometers đã được chế tạo thanh công sử dụng phương pháp hóa khử và phương pháp quang hóa. Kết quả phan tich phô X R D của các mâu khăng định sự tồn tại của các hạt vàng kim loại cỏ