a) b)
Hình 3.9: Phổ phản xạ (a) và phổ hấp thụ (hàm Kubelka-Munk, b) của đế Si xốp và đế Si xốp phủ nano Ag
Hình 3.9 là phổ phản xạ khuếch tán của đế Si xốp và đế Si xốp phủ nano Ag. Khi tăng dần độ dày lớp phủ Ag thì cường độ phổ phản xạ trong tồn dải đo từ 200 tới 800 nm cũng tăng theo.Từ phổ phản xạ (Hình a) của đế Si xốp khi chưa phủ nano Ag (đường a) và phổ của Si xốp đã phủ Ag (đường b, c, d, e) với bề dày 5nm, 20nm, 40nm, 80nm, đều xuất hiện một cực tiểu ở 320nm. Vị trí này tương ứng với đỉnh hấp thụ mạnh trên phổ hấp thụ được suy ra từ hàm Kubell-Munk (hình b). Đỉnh hấp thụ này có thể do các hạt nano kim loại có kích thước nhỏ dưới 1nm tồn tại trong đế Silic xốp khi phún xạ, chúng khơng có điều kiện để lớn lên trong quá trình xử lý nhiệt. Khi tăng thời gian phún xạ (tăng độ dày màng kim loại) thì số lượng hạt này cũng tăng lên dẫn tới cường độ của đỉnh hấp thụ này cũng tăng theo. Trên hình b, phổ hấp thụ của đế Silic xốp chưa phủ Ag có đỉnh hấp thụ với độ rộng khá lớntại vị trí 400nm. Đây là đỉnhhấp thụ cộng hưởng Plasmon của các hạt nano Au có trong lớp Silic xốp được chế tạo theo phương pháp MACE. Đế Silic xốp phủ Ag với độ dày 5 nm có thêm đỉnh hấp thụ khá rõ ở vị trí 427nm. Nguồn gốc của đỉnh này là do các hạt nano Ag có kích thước khoảng 10 nm đóng góp. Khi tăng dần thời gian phún xạ (tăng độ dày màng kim loại) thì cường độ đỉnh hấp thụ này tăng lên không nhiều so với sự tăng chung của nền phổ.
Bước sóng laser của hệ Raman là 632,8nm.Khả năng cộng hưởng với sóng điện từ của nguồn laser 632,8nm của các hạt nano kim loại có kích thước nhỏ có đỉnh hấp thụ cộng hưởng Plasmon ở vùng bước sóng nhỏ hơn 400 nm là thấp. Do có sự chênh lệch khá lớn về kích thước đặc trưng nên các hạt này sẽ khơng đóng góp chính vào hiệu ứng SERS. Các hạt có kích thước lớn hơn có đỉnhhấp thụ cộng hưởng Plasmon ở vùng bước sóng lớn hơn 400 nm có thể tham gia đóng góp vào hiệu ứng SERS bên cạnh đóng góp chính là các hot-spot xuất hiện tại các khe hẹp giữa các hạt nano kim loại.
Từ ảnh SEM cho thấy khi tăng thời gian phún xạ, bề mặt mẫu nhận được có xu hướng phẳng dần. Điều này dẫn đến sự giảm số lượng các hot-spot trên đế.Kết hợp các kết quả nhận được khi đo phản xạ khuếch tán và quan sát ảnh SEM, chúng tôi cho rằng độ dày tối ưu khi phún xạ màng Ag trên đế Silic xốp nằm trong khoảng