CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2. Đánh giá đặc trưng tính chất vật liệu
2.2.4. Xác định đặc tính quang học của vật liệu
a. Phương pháp phổ phản xạ - khuếch tán tử ngoại khả kiến (UV-Vis DRS) Nguyên lý: Phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại khả kiến (UV-Visible Diffuse Reflectance Spectroscopy, UV-Vis-DRS) dựa trên cơ sở sử dụng dòng tia tới có cường độ (Io) chiếu vào vật liệu hấp thụ qua một lớp mỏng có độ dày là l, với hệ số hấp thụ . Cường độ (I) của tia ló được tính theo định luật hấp thụ Lambert - Beer:
I = Io × e-al (2.5) Năng lượng hấp thụ chuyển dịch điện tử có thể tính toán dựa vào phương trình Tauc thông qua hệ số hấp thụ . Hệ số hấp thụ được tính như sau:
= 1/l × lnT (2.6) Trong đó: l - là chiều dày của mẫu đo.
T - là độ truyền qua được tính từ phổ UV-Vis-DR.
(h) = C.(h-Eg)n (2.7) Phương trình trên được gọi là phương trình Tauc, trong đó h là hằng số Planck, C là hằng số, Eg là năng lượng hấp thụ chuyển dịch điện tử, là tần số kích thích và hệ số n (có giá trị bằng 2 hoặc 1/2 phụ thuộc vào bản chất quá
trình chuyển dịch của các electron quang sinh). Vẽ đồ thị (h)2 theo h, đường thẳng tuyến tính đi qua điểm uốn của đường cong này cắt trục hoành, giá trị hoành độ ở điểm cắt chính bằng năng lượng hấp thụ chuyển dịch điện tử (còn được gọi là năng lượng vùng cấm).
Luận án tiến hành xác định phổ UV - Vis DRS của các mẫu vật liệu trên máy JASCOINT V670 của Đại Học Khoa Học Tự Nhiên Hà Nội.
b. Phổ phát xạ huỳnh quang (PL)
Quang phổ huỳnh quang (photoluminese) là một loại quang phổ điện từ phân tích huỳnh quang từ một mẫu. Nó bao gồm việc sử dụng một chùm ánh sáng, thường là ánh sáng cực tím, kích thích các electron trong các phân tử của một số hợp chất nhất định và khiến chúng phát ra ánh sáng; Thông thường, nhưng không nhất thiết, có thể nhìn thấy ánh sáng. Một kỹ thuật bổ sung là quang phổ hấp thụ. Trong trường hợp đặc biệt của quang phổ huỳnh quang một phân tử đơn, sự dao động cường độ từ ánh sáng phát ra được đo từ các fluorophores, hoặc các cặp fluorophores.
Khả năng tái tổ hợp của các electron và lỗ trống quang sinh được xác định bằng phương pháp quang phổ phát xạ huỳnh quang trên hệ đo huỳnh quang phân giải phổ cao iHR550 sử dụng nguồn laser kích thích 540 nm Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.