Phổ huỳnh quang là hàm số phân bố năng lượng do chất huỳnh quang bức xạ theo tần số hoặc theo bước sóng. Chúng phụ thuộc mạnh vào thành phần, cấu
Hình 2.4. Nguyên tắc đo hấp thụ bằng quả cầu tích phân: (a) đo baseline; (b) đo mẫu.
baseline Detector Bức xạ tới a) b) Detector Mẫu Bức xạ tới
trúc của những tâm huỳnh quang và môi trường bên ngoài. Khi các phân tử hấp thụ phôtôn kích thích, các điện tử nhảy lên mức năng lượng cao hơn (trạng thái kích thích). Khi trở về trạng thái cơ bản chúng giải phóng ra các phôtôn có năng lượng bằng hoặc nhỏ hơn hiệu năng lượng giữa mức kích thích ban đầu và mức cơ bản. Hiện tượng này được gọi là sự phát huỳnh quang. Sự phát quang được hiển thị là khái niệm áp dụng cho việc phát xạ của ánh sáng được hấp thụ trước đó, thời gian phân hủy của quá trình phát quang giống như thời gian sống của trạng thái kích thích (10-9 10-7s). Thời gian sống của phổ huỳnh quang từ 10-4
10 s. Điểm khác nhau chủ yếu là các điều kiện mà ở đó mỗi kiểu phát quang được phát ra. Bước sóng kích thích có ảnh hưởng mạnh tới cường độ của phổ phát quang. Phổ phát quang của vật liệu xuất hiện ở vùng bước sóng dài hơn bước sóng kích thích.
Hệ đo phổ huỳnh quang hoạt động theo nguyên tắc sau: Ánh sáng từ nguồn kích, qua điều biến phân thành hai tia có cùng cường độ, tia thứ nhất được đưa thẳng đến khuếch đại lọc lựa lock-in còn tia thứ hai đi qua mẫu. Tín hiệu từ mẫu được cho qua một hệ thống quang học gồm thấu kính và kính lọc sau đó qua máy đơn sắc và được thu nhận ở nhân quang điện. Tín hiệu thu nhận ở nhân quang điện được đưa về bộ khuếch đại lọc lựa lock-in rồi được ADC chuyển thành tín hiệu điện và được ghi nhận bởi máy tính. Phép đo phổ huỳnh quang được thực hiện trên hệ đo quang phổ độ nhạy cao tại Viện Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Chương 3
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Như đã trình bày trong phần tổng quan, vật liệu TiO2 anatase có độ rộng vùng cấm khoảng 3,0 ÷ 3,2 eV nên chúng chỉ hoạt động tích cực quang xúc tác trong vùng ánh sáng tử ngoại (ánh sáng có bước sóng nhỏ hơn 388 nm). Để thu được vật liệu nanô tinh thể TiO2 anatase tích cực quang xúc tác trong vùng ánh sáng nhìn thấy, chúng tôi thực hiện biến tính vật liệu này bằng cách thay thế một phần Ti bằng các kim loại thuộc nhóm chuyển tiếp, Ni và Cu. Để đánh giá hiệu ứng pha tạp Ni và Cu, các nghiên cứu về cấu trúc vật liệu thông qua giản đồ nhiễu xạ tia X, phổ tán xạ Raman và các tính chất quang như phổ hấp thụ và phổ huỳnh quang sau khi pha tạp đã được thực hiện. Dưới đây là các kết quả nghiên cứu và bàn luận về ảnh hưởng của việc pha tạp Ni, Cu lên pha tinh thể và tính chất quang của hệ mẫu vật liệu TiO2 anatase mà chúng tôi đã chế tạo.