Để sử dùng các hạt nano vàng bán nguyệt như những nguồn nhiệt thì vị trí đỉnh phổ cộng hưởng plasmon của chúng là rất quan trọng. Các vị trí này được quan sát trực tiếp từ phổ tán xạ và tương ứng với nó sẽ cho tiết diện tán xạ và tiết diện hấp thụ lớn nhất. Như đã trình bày ở các phần trên, cấu trúc hình học của hạt nano vàng bán nguyệt gồm 2 phần: -phần lõi là các hạt nano siêu thuận từ và phần vỏ vàng. Nó cho phổ tán xạ gồm 2 đỉnh [13]. Để đo phổ tán xạ Plasmon của một hạt nano vàng duy nhất chúng tôi sử dụng cấu hình quang học dựa trên kính hiển vi quang học trường tối, hệ quang học đo thiết kế như hình 2.10. Để chuẩn bị mẫu đo phổ tán xạ plasmon, sau khi chế tạo các hạt nano vàng trên đế được phủ bởi lớp Polydimethylsiloxane (PDMS) và xử lý nhiệt ở 80oC trong 3 giờ, đợi nguội đến nhiệt độ phòng và lột lấy hạt nano vàng. Kết quả là các hạt nano vàng được định xứ trong tấm polyme PDMS. Điều này rất thuận lợi cho việc đo phổ tán xạ plasmon của từng hạt nano duy nhất theo hai hướng: hướng có lớp vỏ vàng và lớp tiếp xúc với đế của hạt nano khi chế tạo. Hệ quang trong hình 2.10b được thiết kế đo phổ tán xạ Plasmon bề mặt của từng hạt nano riêng lẻ. Bộ phận quan trọng nhất của hệ quang này là phổ ảnh kế được ghép trực tiếp trước camera. Hệ quang đo phổ tán xạ này gồm4 phầnchính:
i) Nguồn sáng . Đây là nguồn sáng trắng halogen (Quat-Tungsten-Halogen) bao gồm một sợi đốt (3000K) trong an bun với môi trường khí halogen. Phổ ánh sáng của sợi đốt này từ 350nm đến900nm.
ii)Vật kính trường tối phản xạ có độ phóng đại X20 với khoảng cách làm việc 4,5mm và có khẩu độ số NA=0,45 trong khôngkhí.
iii) Một phổ kế được đặt trước camera và tại mặt phẳng tiêu cự ngay sau khi ánh sáng ra khỏi kính hiểnvi
iv) Camera Andor cho phép ghi tín hiệu và hiệnảnh
Dưới kích thích của ánh sáng trắng halogen, tín hiệu ánh sáng tán xạ từ mẫu được tập hợp bằng vật kính trường tối, rồi đi vào phổ kế phân tích bước sóng và cuối cùng đi vào camera. Mẫu được đặt trên giá dịch chuyển 2 chiều có độ phân giải cỡ vài nanomet và được lập trình tự động hóa bằng phần mềm Laview với camera. Dưới kích thích của ánh sáng trắng halogen lên mẫu, giá dịch chuyển quét theo 2 chiều (X,Y) trên một phạm vi 56µm x 385µm với mỗi bước dịch chuyển 0,77µm. Giá này cho phép dịch chuyển mẫu có độ chính xác cao-điều
này thuận lợi trong việc giảm nhiễu. Dự liệu đo được lưu dưới dạng chuỗi ảnh của những đường thẳng. Nhờ vào phần mềm matlab và Labview ta phân tích suy ngược lại ảnh của các hạt nano, từ đó suy ra phổ tán xạ. Hình 2.11 thể hiện dữ liệu ghi được khi sử dụng cấu hình quang học trong hình 2.10. Trong hình 2.11a là các đường thẳng sáng tín hiệu ghi được, hình 2.11b là ảnh hiển thị của hạt nano suy ngược lại từ dữ liệu trong hình 2.11a. Từ kết quả của hiển thị ảnh suy ngược này chúng ta có thể tìm ra được phổ tán xạ tương ứng. Chi tiết tôi sẽ trình bày trong chương 3 về kết quả của các phép đo này.
Hình 2.10. Sơ đồ mô tả đo phổ tán xạ plasmon của các hạt nano vàng bán
nguyệt đơn nhất. a) Chuẩn bị mẫu. b) Cấu hình quang học
Hình 2.11. Dữ liệu ghi được khi giá để mẫu quét tín hiệu (a) và hiển thị ảnh