Phổ hấp thụ là một công cụ hữu ích trong việc nghiên cứu sự tương tác của vật liệu với ánh sáng chiếu vào, qua đó, có thể biết được thông tin về các quá trình hấp thụ xảy ra tương ứng với các chuyển dời quang học từ một số trạng thái cơ bản ni đến một số trạng thái kích thích nj, từ đó có thể xác định được bước sóng kích thích hiệu quả cho quá trình quang huỳnh quang (j-i) quan tâm.
Môi trường vật chất hấp thụ ánh sáng tuân theo định luật Beer-Lambert:
( ) I ( ) ( d)
Iν = 0ν .exp −α (2.5)
Hệ số hấp thụ α( )ν được xác định bằng cách lấy ln hai vế (*), ta được:
( ) ( ) ( )
0
lnI ν /I ν =α ν .d (2.6)
Phổ hấp thụ là đồ thị biểu diễn hệ số hấp thụ α (hay độ hấp thụ A) theo bước sóng hay năng lượng của photon đi qua vật chất. Như vậy, hệ số hấp thụ lớn tại một bước sóng nào đó cho thấy photon có năng lượng tương ứng bị vật chất hấp thụ rất mạnh, phần ánh sáng truyền qua có cường độ yếu. Ý nghĩa của hệ số hấp thụ bằng 1 là khi ánh sáng truyền qua một môi trường có độ dày 1cm, cường độ sẽ bị suy giảm đi e lần.
Để dễ hình dung về mức độ suy giảm ánh sáng khi đi qua một vật liệu (độ hấp thụ), người ta biến đổi công thức (*) như sau:
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
0 0
lnI ν /I ν =α ν .d =ln10.lgI ν /I ν =2, 3.A (2.7)
Trong đó A=lg[I0/I] được gọi là độ hấp thụ, là đại lượng không có thứ nguyên, liên hệ với hệ số hấp thụ α bằng biểu thức:
( ) ( )
2, 3.A ν =α ν .d (2.8)
Hình 2.5: Sơ đồ khối hệ đo phổ hấp thụ.
Các phổ hấp thụ được trình bày trong luận văn được tiến hành trên hệ đo iHR550 tại phòng Vật liệu quang điện tử thuộc Viện Khoa học Vật liệu. Hình 2.3 trình bày sơ đồ khối của hệ đo phổ hấp thụ. Nguồn sáng được sử dụng là đèn hidrogen công suất 50mW phát xạ trong vùng nhìn thấy, máy đơn sắc lựa chọn bước sóng hay tần số, thiết bị thu tín hiệu CCD Synapse biến đổi tín hiệu thành tín hiệu điện đưa vào máy tính. Bằng cách ghi phổ trải trong vùng năng lượn photon rộng, có thể biết được các quá trình hấp thụ xảy ra tương ứng với các chuyển dời quang học.