6. Nội dung nghiờn cứu
2.3.2. Phộp đo phổ huỳnh quang
Hiện tượng huỳnh quang cú nguồn gốc từ cỏc chuyển dời bức xạ giữa cỏc mức năng lượng của điện tử khi vật liệu bị kớch thớch. Nếu phõn tử hấp thụ ỏnh sỏng trong vựng nhỡn thấy hoặc vựng tử ngoại thỡ năng lượng hấp thụ sẽ ứng với cỏc mức điện tử như vậy sẽ cú chuyển dời điện tử trong phõn tử từ quỹ đạo này sang quỹ đạo khỏc. Phổ huỳnh quang biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ huỳnh
quang vào bước súng phỏt xạ dưới kớch thớch bằng ỏnh sỏng dưới bước súng nhất định nào đú. Từ trạng thỏi kớch thớch, điện tử trở về trạng thỏi cơ bản bằng cỏc con đường khỏc nhau: hồi phục khụng bức xạ và hồi phục bức xạ.
Phổ huỳnh quang là hàm phõn bố năng lượng bức xạ của chất huỳnh quang theo tần số hay bước súng. Phổ huỳnh quang phụ thuộc vào thành phần và cấu trỳc của cỏc tõm bức xạ và cỏc tỏc nhõn bờn ngoài và cú một số đặc điểm sau:
(1) Tần số huỳnh quang của cỏc chất màu luụn bộ hơn tần số của ỏnh sỏng kớch thớch. Nghĩa là năng lượng huỳnh quang nhỏ hơn năng lượng dựng để kớch thớch huỳnh quang.Tần số huỳnh quang trong trường hợp này gọi là tần số Stokes.
(2) Dạng phổ huỳnh quang khụng phụ thuộc vào năng lượng ỏnh sỏng kớch thớch vỡ sau khi kớch thớch chỉ cần một thời gian rất ngắn, sự phõn bố cỏc phõn tử trờn cỏc trạng thỏi kớch thớch sẽ tuõn theo phõn bố Boltzman.
(3) Phổ huỳnh quang phụ thuộc vào cỏc tạp chất nằm trong mẫu. Những tạp chất này ảnh hưởng lớn đến phổ huỳnh quang và trong nhiều trường hợp làm tắt ỏnh sỏng huỳnh quang. Những chất này gọi là chất tắt.
Hỡnh 2.9. Cấu hỡnh chi tiết của một mỏy phổ kế huỳnh quang Carry Eclipse
Sơ đồ khối hệ đo huỳnh quang:
Hỡnh 2.8 mụ tả sơ đồ khối của hệ đo huỳnh quang: Tớn hiệu kớch thớch từ nguồn sỏng được chiếu lờn mẫu để kớch thớch cỏc điện tử từ trạng thỏi cơ bản lờn cỏc trạng thỏi kớch thớch. Tớn hiệu huỳnh quang được phõn tớch qua mỏy đơn sắc và thu nhận tớn hiệu qua đầu thu để biến đổi thành tớn hiệu đưa ra xử lý. Một photodiode được đặt trước mẫu để theo dừi sự thay đổi cụng suất nguồn sỏng kớch thớch. Phổ huỳnh quang của cỏc mẫu được đo trờn phổ kế huỳnh quang Carry Eclipse, nguồn kớch là đốn Xenon (hỡnh 2.9) tại Trung tõm Điện tử lượng tử, Viện Vật lý, Viện khoa học và Cụng nghệ Việt Nam.
Ngoài việc khảo sỏt tớnh chất phỏt xạ huỳnh quang của cỏc chất phỏt quang khi cú mặt cỏc hạt nnao vàng bằng bước súng kớch thớch 532 nm của đốn Xenon, chỳng tụi cũn khảo sỏt bằng kớch thớch 532 nm của Laser diod ở ở Viện Vật lý.