tử của vật liệu, quyết định đến các ứng dụng của chúng. Để xác định giá trị của năng lượng vùng cấm (Eg), phương pháp Tauc đã được sử dụng. Phương pháp Tauc đưa ra sự phụ thuộc cường độ quang vào sự chênh lệch giữa năng lượng photon và năng lượng vùng cấm theo phương trình [46]:
(αhυ)1/n
= A(hυ - Eg) Trong đó:
h - hằng số Planck (6,626.10-34 Js ); υ - tần số của photon tới;
α - hệ số hấp thụ;
Eg - năng lượng vùng cấm (eV); A - độ hấp thụ;
n - hệ số phụ thuộc vào loại chuyển điện tử của chất bán dẫn, n = ½ được coi là điện tử chuyển trực tiếp (direct transition), n = 2 là điện tử chuyển gián tiếp (indirect transition).
Hình 3.10. (a) Phổ UV-Vis và (b) đồ thị Tauc của vật liệu.
Phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến của vật liệu Cu1-xMgxFe2O4 (x = 0; 0,5; 1) và đồ thị Tauc là đường cong phụ thuộc giữa (αhυ)1/n và năng lượng photon hυ để xác định năng lượng vùng cấm thể hiện ở Hình 3.10 cho thấy rằng tất cả các mẫu đều có khả năng hấp thụ mạnh ánh sáng trong khoảng rộng từ vùng
tử ngoại đến vùng khả kiến 200 ÷ 900 nm. Theo phương pháp Tauc, năng lượng vùng cấm của CuFe2O4, Cu0.5Mg0.5Fe2O4 và MgFe2O4 được xác định lần lượt là 1,41 eV; 1,65 eV và 2,04 eV. Giá trị năng lượng vùng cấm của CuFe2O4 tổng hợp được thấp hơn trong báo cáo của nhóm tác giả Gupta, khi CuFe2O4 được nung ở 700 oC trong 24 giờ (Eg = 1,55 eV) [58] và tương đương với giá trị Eg = 1,42 eV của nhóm tác giả Hafeez khi nung CuFe2O4 ở 850 oC trong 3 giờ [59]. Năng lượng vùng cấm của MgFe2O4 phù hợp với các báo cáo có giá trị trong khoảng 2,0 eV - 2,2 eV [56],[96],[100]. Như vậy, các mẫu vật liệu spinel ferrite đều có thể hấp thụ ánh sáng trong vùng rộng từ tử ngoại đến khả kiến, do đó chúng có thể có hoạt tính quang hóa trong vùng ánh sáng khả kiến. Mẫu vật liệu spinel ferrite Cu0.5Mg0.5Fe2O4 sẽ được lựa chọn để tổng hợp vật liệu tổ hợp với TiO2 ứng dụng trong xúc tác quang hóa phân hủy phẩm màu.