b) Phổ hấp thụ UV – VIS
3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiếu laser
Phổ hấp thụ của các hạt nano vàng được chế tạo trong nước với cùng công suất trung bình của nguồn laser là 570 mW, thời gian ăn mòn là 10 phút, 15 phút và 20 phút thu được như hình 3.12:
470 mW 570 mW 700 mW
Hình 3.12: Phổ hấp thụ của các hạt nano vàng trong nước với công suất là 570mW, thời gian thay đổi (10 phút, 15 phút, 20 phút)
Theo lý thuyết Mie, khi kích thước hạt tăng thì đỉnh của phổ hấp thụ dịch chuyển về phía bước sóng dài. Từ đó thấy rằng trong 3 mẫu chế tạo, thời gian chiếu 15 phút có kích thước hạt nhỏ nhất. Khi thời gian ăn mòn tăng lên (từ 10 phút lên 15 phút) đỉnh hấp thụ dịch về phía sóng ngắn tức là hạt nano chế tạo được có kích thước nhỏ hơn. Tuy nhiên, tiếp tục tăng thời gian lên thì hiện đỉnh hấp thụ lại bị dịch về phía sóng dài.
Điều này được giải thích như sau: sự hình thành hạt nano được coi như một hàm của khoảng thời gian ăn mòn khi sử dụng quang phổ học UV-VIS. Từ hình 3.10 thấy rằng đỉnh cường độ của dải hấp thụ plasmon bề mặt tăng nhanh theo thời gian cho đến khi sau 15 phút chiếu sáng và sau đó tiến lên dần dần, cho thấy một sự bão hòa. Sự suy giảm dần của nguồn 532 nm do sự tự hấp thụ là nguyên nhân gây ra sự giảm dần trong tốc độ ăn mòn sau một khoảng thời gian nào đó. Nhưng đối với các mẫu được chiếu sáng khoảng 20 phút hoặc lâu hơn, dải cộng hưởng plasmon trở thành rộng và đoạn cuối dịch về phía vùng sóng dài gần đấy. Điều này có thể là do sự kết tụ của các hạt nano và sự hình thành một lớp mỏng kim loại kết tụ trên bề mặt của các hạt nano. Sự hấp thụ yếu này làm suy giảm dần nguồn sáng IR tới và làm giảm tốc độ ăn mòn như một hàm của thời gian. Cùng với điều này, sự suy giảm tán xạ rất
lớn của nguồn sáng laser bởi dung dịch hoạt hóa bề mặt cũng là nguyên nhân gây ra sự giảm hiệu suất ăn mòn ở các thời gian chiếu sáng dài.
*Nhận xét
Khi chiếu laser lên bề mặt miếng vàng, xuất hiện hiệu ứng nhiệt do sự hấp thụ năng lượng photon dẫn đến sự hình thành các hạt nano. Sự hấp thụ đa photon làm nhiệt độ tăng rất nhanh gây ra sự phá vỡ các hạt nano, làm cho kích thước của hạt trở nên nhỏ hơn. Khi năng lượng và thời gian chiếu laser thay đổi tới mộ điều kiện tối ưu thì kích thước của các hạt nano vàng được tạo ra rất nhỏ. Chính vì vậy, với phương pháp ăn mòn laser chúng ta có thể điều khiển được kích thước của hạt nano tạo thành.