5. Nội dung nghiờn cứu
2.3.2. Phộp đo phổ huỳnh quang
Huỳnh quang là sự hồi phục bức xạ của điện tử từ mức kớch thớch xuống mức cơ bản. 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 vật liệu, cỏc tõm bức xạ và cỏc tỏc nhõn bờn ngoài. Phổ huỳnh quang cú một số đặc điểm là tần số huỳnh quang 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.
Sơ đồ khối hệ đo huỳnh quang:
Hỡnh 2.11 mụ tả sơ đồ 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 2.12) tại Viện Vật lý, Viện khoa học và Cụng nghệ Việt Nam và hệ đo FS 920 cú tại phũng thớ nghiệm Quang học và Quang phổ - Khoa Vật lý - Đại học Sư phạm - Đại học Thỏi Nguyờn.
Hỡnh 2.11. Sơ đồ khối của phộp đo quang huỳnh quang.
Hỡnh 2.12. Cấu hỡnh chi tiết của một mỏy phổ kế huỳnh quang Carry Eclipse
Phổ phõn cực huỳnh quang:
Khi cần nghiờn cứu sự phỏt xạ huỳnh quang của một mẫu theo cỏc hướng khỏc nhau, người ta đo huỳnh quang của mẫu theo cỏc hướng gọi là phổ bất đẳng hướng huỳnh quang hay phõn cực huỳnh quang.
Huỳnh quang của mẫu vật cú thể bị phõn cực do nguyờn nhõn bờn trong hay bờn ngoài của chất phỏt huỳnh quang khi kớch thớch bằng ỏnh sỏng phõn cực thẳng. Mức độ phõn cực của phỏt xạ được mụ tả bởi độ phõn cực [2] .
max min max min I - I P = I + I (2.4)
trong đú Imax và Imin là cường độ cực đại và cực tiểu được quan sỏt khi quay kớnh phõn tớch xung quang trục trựng với phương quan sỏt.
Hoặc độ bất đẳng hướng huỳnh quang được tớnh theo cụng thức:
I - I r = I + 2I (2.5) Nguồn sỏng Đốn Xờ-nụn Mỏy đơn sắc Cửa sập Kớnh lọc Tấm chia chựm Tấm phõn cực Ref - Cell Mụđun quang học Mỏy đơn sắc Buồng đựng mẫu Điều khiển mỏy đơn sắc Mỏy tớnh Hiển thị
trong đú I và I là cường độ đo khi đặt kớnh phõn tớch song song và vuụng gúc với vộc tơ điện của bức xạ kớch thớch.
Núi chung, ỏnh sỏng huỳnh quang thường là phõn cực thẳng, một số trường hợp phõn cực elip. Sự phõn cực là kết quả của tớnh dị hướng của cỏc tõm bức xạ hoặc là do ảnh hưởng của mụi trường dị hướng. Sự phõn cực hay bất đẳng hướng huỳnh quang của cỏc hạt nano sẽ cho cỏc đỏnh giỏ về hỡnh dạng của cỏc hạt nano.
Để thực hiện phộp đo phõn cực huỳnh quang, người ta dựng một kớnh phõn cực N1 được đặt trước mẫu và một kớnh phõn tớch N2 đặt sau mẫu. Đặt kớnh N1 sao trục phõn cực song song với vộc tơ điện của bức xạ. Quay kớnh phõn tớch N2 xung quanh trục trựng với phương quan sỏt, một gúc quay sẽ cho giỏ trị cường độ phỏt xạ huỳnh quang theo cỏc hướng khỏc nhau.