Dung dịch Rh6G trong ethanol nồng độ10-5M đƣợc nhỏ lờn cỏc đế phủ hạt nano Au, giữ nguyờn trong 15 phỳt trƣớc khi làm khụ. Phổ tỏn xạ Raman của Rh6G trờn cỏc đế khỏc nhau đƣợc đo trờn mỏy LABRAM HR 800 trong cựng 1 chế độ.
Kết quả khảo sỏt cho thấy khi tăng số lớp vàng trờn silic cƣờng độ phổ Raman tăng nhƣng khụng nhiều. Điều này cú thể lý giải nhƣ sau: Việc tăng số lớp hạt nano vàng thực chất là tăng mật độ hạt nano vàng trờn bề mặt silic, thụng qua đú số phõn tử chất phõn tớch đƣợc tiếp xỳc với hạt vàng tăng lờn. Theo cơ chế điện từ của SERS, cỏc phõn tử tiếp xỳc với bề mặt hạt nano kim loại sẽ cú tớn hiệu phổ Raman đƣợc tăng cƣờng. Với keo hạt nano vàng nồng độ 112 mg/L khi tăng số lần phủ lờn bề mặt silic, mật độ hạt trờn bề mặt khụng thay đổi nhiều và do đú tớn hiệu phổ Raman cựng khụng tăng nhiều khi tăng số lớp hạt.
Trờn hỡnh 4.8 là kết quả đo phổ Rh6G (nồng độ10-5M) trờn đế 1Au/Si và 7Au/Si.
1000 1500 2000 0 1x104 2x104 3x104 4x104 1363 1649 1509 1312 1183 774 Cu o n g d o (a. u ) Dich chuyen (cm-1) R6G/7Au/Si R6G/1Au/Si 613
Hỡnh 4.8. Phổ Raman của R6G trờn đế Si khi cú 1 lớp hạt nano Au và 7 lớp hạt nano Au
Sử dụng cụng thức đỏnh giỏ hệ số tăng cƣờng SERS phõn tớch (AEF) 1.28:
/ / SERS SERS RS RS I C AEF I C Trong đú SERS
I là cƣờng độ đỉnh phổ SERS tại vạch 612 cm-1 của Rh6G nồng độ
5
10
SERS
C M
RS
I là cƣờng độ đỉnh phổ Raman tại vạch vạch 612 cm-1 của Rh6G nồng độ
1
10
RS M
C
Kết quả tớnh toỏn cho thấy hệ số tăng cƣờng AEF vào cỡ 105
4.2. Nghiờn cứu chế tạo đế SERS trờn bề mặt thủy tinh
Do đế Silic giỏ thành đắt, chỳng tụi nghiờn cứu khả năng dựng cỏc phiến (slide) thủy tinh giỏ thành thấp, rất phổ biến trong cỏc phũng thớ nghiệm để làm đế SERS. Chỳng tụi cũng lựa chọn hạt nano Au để chế tạo đế SERS vỡ kim loại Au bền vững hơn cỏc kim loại khỏc khi hƣớng tới cỏc ứng dụng sau này. Nội dung mục này tập trung vào nghiờn cứu cỏch ngƣng đọng hiệu quả keo hạt nano kim loại Au, khảo sỏt đỏnh giỏ hệ số tăng cƣờng SERS và cỏc ảnh hƣởng khỏc nếu cú của thủy tinh lờn phổ SERS. Chất phõn tớch đƣợc chọn là Rh6G. Dịch chuyển Raman (cm-1 ) C ƣờng độ (đvtđ )
4.2.1. Nghiờn cứu chế tạo đế SERS bằng phương phỏp coffee-ring
Để tạo lớp hạt nano Au trờn cỏc đế thủy tinh cú nhiều phƣơng phỏp khỏc nhau nhƣ nhỳng phủ (spin-coating), phun keo (spray)… Chỳng tụi nghiờn cứu lựa chọn phƣơng phỏp coffee-ring trờn đế thủy tinh.
Khi nhỏ một giọt cà phờ trờn bề mặt vật rắn (vớ dụ một tấm thủy tinh) và để khụ sẽ tạo ra một vết dạng gần trũn trong đú mật độ hạt lớn nhất nằm ở ngoài biờn của vết, cũn ở trung tõm vết mật độ hạt ớt hơn - cấu trỳc này gọi là cấu trỳc coffee- ring. Vũng kết tụ nhƣ vậy xảy ra ở bất cứ nơi nào khi giọt chứa chất rắn bị bay hơi và phõn tỏn trờn bề mặt rắn. Cơ chế này đƣợc giải thớch là do dũng mao dẫn, chất lỏng bay hơi từ biờn đƣợc bổ sung bằng chất lỏng ở bờn trong. Kết quả là dũng chảy ra bờn ngoài cú thể mang theo hầu nhƣ tất cả cỏc vật liệu phõn tỏn tới biờn [27]. Phƣơng phỏp coffee-ring này đó đƣợc cỏc nhà vật lý sử dụng để tạo lớp hạt chất rắn cú mật độ phõn bố khỏc nhau trong nhiều nghiờn cứu cỏc hiệu ứng bề mặt [14]. Hỡnh 4.9 mụ tả hỡnh dạng cấu trỳc vết của một giọt cà phờ trờn đế thủy tinh.