6. Cấu trúc luận văn
3.2. Tính chất hấp thụ quang của vật liệu
Để xác định tính chất hấp thụ quang của vật liệu cũng nhƣ tính toán độ rộng vùng cấm quang học của các mẫu chế tạo đƣợc, chúng tôi thực hiện phép đo phổ hấp thụ UV-vis. Phổ hấp thụ UV-vis của các mẫu trên đƣợc thể hiện trong hình 3.6. Từ hình 3.6 (a) cho thấy, phổ UV-vis của mẫu Fe2O3 không pha tạp (mẫu F16) có bờ hấp thụ trong vùng bƣớc sóng khoảng 600 nm. Khi pha tạp Ti với hàm lƣợng 0,75 mL, mẫu F-T75 cũng thể hiện bờ hấp thụ trong vùng bƣớc sóng khoảng 600 nm, tuy nhiên độ hấp thụ trong vùng bƣớc sóng dƣới 600 nm cao hơn so với mẫu không pha tạp (mẫu F16).
Hình 3.6. (a) Phổ hấp thụ UV-vis của mẫu F16 và F-T75. (b) Đồ thị Tauc biểu diễn sự phụ thuộc ( h )2 vào năng lƣợng photon của mẫu F16 và F-T75.
Để tính toán độ rộng vùng cấm quang học của mẫu F16 và F-T75, chúng tôi sử dụng công thức hàm Tauc:
αhν = A(hν – Eg)n (3.1) g 2 1 Vì vật liệu -Fe2O3 có 2 1 g
(αhν)2. Nhƣ vậy, nếu vẽ đồ thị phụ thuộc của (αhν)2
theo năng lƣợng hν của ánh sáng tới, sau đó ngoại suy phần dốc của đồ thị
ị ết quả này cho phép xác định bề
rộng vùng cấm quang học của vật liệu -Fe2O3 từ phổ hấp thụ thực nghiệm.
Hình 3.6 ( h )2 vào năng lƣợng
(h ), độ rộng vùng cấm của vật liệu đƣợc ƣớc tính bằng cách ngoại suy phần tuyến tính của đồ thị với trục năng lƣợng. Giá
F16 đƣợc xác định cỡ 2,06 eV, kết quả này tƣơng đƣơng với giá trị độ rộng vùng cấm của vật liệu Fe2O3 đƣợc công bố trƣớc đây [7]. Đ
-T75 đƣợc xác định cỡ 2,04 eV, giảm đi một ít so với mẫu F16 không pha tạp. Kết quả nghiên cứu phổ hấp thụ ở trên cho thấy rằng khi pha tạp vật liệu Fe2O3 thì độ rộng vùng cấm quang học bị thu hẹp và độ hấp thụ vùng khả kiến cao hơn so với mẫu không pha tạp.