Hỡnh 2 .9 Mỏy nhiễu xạ ti aX D5005 tại Trung tõm Khoa học Vật liệu
Hỡnh 2.10 Sơ đồ nguyờn lý của hệ ghi nhận tớn hiệu phổ EDX trong TEM
Tia X phỏt ra từ vật rắn (do tƣơng tỏc với chựm điện tử) sẽ cú năng lƣợng biến thiờn trong dải rộng, sẽ đƣợc đƣa đến hệ tỏn sắc và ghi nhận (năng lƣợng) nhờ detector dịch chuyển (thƣờng là Si, Ge, Li... đƣợc làm lạnh bằng nitơ lỏng), là một con chip nhỏ tạo ra điện tử thứ cấp do tƣơng tỏc với tia X, rồi đƣợc lỏi vào một anốt nhỏ. Cƣờng độ tia X tỉ lệ với tỉ phần nguyờn tố cú mặt trong mẫu. Độ phõn giải của phộp phõn tớch phụ thuộc vào kớch cỡ chựm điện tử và độ nhạy của detector (vựng hoạt động tớch cực của detector).
Độ chớnh xỏc của EDX ở cấp độ một vài phần trăm (thụng thƣờng ghi nhận đƣợc sự cú mặt của cỏc nguyờn tố cú tỉ phần cỡ 3-5% trở lờn). Tuy nhiờn, EDX tỏ ra khụng hiệu quả với cỏc nguyờn tố nhẹ (vớ dụ B, C...) và thƣờng xuất hiện hiệu ứng chồng chập cỏc đỉnh tia X của cỏc nguyờn tố khỏc nhau (một nguyờn tố thƣờng phỏt ra nhiều đỉnh đặc trƣng Kα, Kβ..., và cỏc đỉnh của cỏc nguyờn tố khỏc nhau cú thể
chồng chập lờn nhau gõy khú khăn cho phõn tớch).
2.1.5.5. Phõn tớch phổ hấp thụ nguyờn tử AAS
- Nguyờn tắc của phương phỏp đo phổ hấp thụ AAS
Phƣơng phỏp phõn tớch dựa trờn cơ sở đo phổ hấp thụ nguyờn tử của một nguyờn tố đƣợc gọi là phộp đo phổ hấp thụ nguyờn tử (phộp đo AAS). Cơ sở lớ thuyết của phộp đo này là sự hấp thụ năng lƣợng (bức xạ đơn sắc) của nguyờn tử tự do ở trong trạng thỏi hơi (khớ) khi chiếu chựm tia bức xạ qua đỏm hơi của nguyờn tố ấy trong mụi trƣờng hấp thụ. Vỡ thế muốn thực hiện đƣợc phộp đo phổ hấp thụ nguyờn tử của một nguyờn tố cần thực hiện cỏc quỏ trỡnh sau đõy:
1. Chọn cỏc điều kiện và một loại trang bị phự hợp để chuyển mẫu phõn tớch từ trạng thỏi ban đầu (rắn hay dung dịch) thành trạng thỏi hơi của cỏc nguyờn tử tự do. Đú
là quỏ trỡnh húa hơi và nguyờn tử húa mẫu. Những trang bị để thực hiện quỏ trỡnh này đƣợc gọi là hệ thống nguyờn tử húa mẫu (dụng cụ để nguyờn tử húa mẫu). Nhờ đú chỳng ta cú đƣợc đỏm hơi của cỏc nguyờn tử tự do của cỏc nguyờn tố trong mẫu phõn tớch. Đỏm hơi chớnh là mụi trƣờng hấp thụ bức xạ và sinh ra phổ hấp thụ nguyờn tử.
2. Chiếu chựm tia sỏng bức xạ đặc trƣng của nguyờn tố cần phõn tớch qua đỏm hơi nguyờn tử vừa điều chế đƣợc ở trờn. Cỏc nguyờn tử của nguyờn tố cần xỏc định trong đỏm hơi đú sẽ hấp thụ những tia bức xạ nhất định và tạo ra phổ hấp thụ của nú. Ở đõy, phần cƣờng độ của chựm tia sỏng đó bị một loại nguyờn tử hấp thụ là phụ thuộc vào nồng độ của nú ở mụi trƣờng hấp thụ. Nguồn cung cấp chựm tia sỏng phỏt xạ của nguyờn tố cần nghiờn cứu gọi là nguồn phỏt bức xạ đơn sắc hay bức xạ cộng hƣởng.
3. Tiếp đú, nhờ một hệ thống mỏy quang phổ ngƣời ta thu toàn bộ chựm sỏng, phõn li và chọn một vạch phổ hấp thụ của nguyờn tố cần nghiờn cứu để đo cƣờng độ của nú. Cƣờng độ đú chớnh là tớn hiệu hấp thụ của vạch phổ hấp thụ nguyờn tử. Trong một giới hạn nhất định của nồng độ C, giỏ trị cƣờng độ này phụ thuộc tuyến tớnh vào nồng độ C của nguyờn tố ở trong mẫu phõn tớch.
Ba quỏ trỡnh trờn chớnh là nguyờn tắc của phộp đo phổ hấp thụ nguyờn tử. Đối tƣợng chớnh của phƣơng phỏp phõn tớch theo phổ hấp thụ nguyờn tử là phõn tớch lƣợng nhỏ (lƣợng vết) cỏc kim loại trong cỏc loại mẫu khỏc nhau của cỏc chất vụ cơ và hữu cơ. Với cỏc trang bị và kĩ thuật hiện nay, bằng phƣơng phỏp phõn tớch này ngƣời ta cú thể định lƣợng đƣợc hầu hết cỏc kim loại (khoảng 65 nguyờn tố) và một số ỏ kim đến giới hạn nồng độ cỡ ppm (micrụgam) bằng kĩ thuật F-AAS, và đến nồng độ ppb (nanogam) bằng kĩ thuật ETA-AAS với sai số khụng lớn hơn 15%.
- Quy trỡnh tiến hành đo AAS
Nồng độ của kim loại Au, Ag và keo hạt lƣỡng kim Au-Ag trong dung dịch PVP 0.02M đƣợc xỏc định trờn mỏy quang phổ hấp thụ nguyờn tử AAS-3300 của hóng Perkin Elmer tại Viện húa học - Viện khoa học và cụng nghệ Việt Nam, bằng kĩ thuật F-AAS.
2.2. Cỏc thiết bị sử dụng để nghiờn cứu SERS
2.2.1. Thiết bị chớnh: Laser Nd:YAG Quanta Ray Pro 230 [7]
Laser Nd:YAG Quanta Ray Pro 230 đƣợc chế tạo bởi hóng Spectra - Physics, của Hoa Kỳ, là một trong những laser rắn hiện đại và cú cụng suất lớn hiện nay [66].
Laser gồm cú 3 phần chớnh [67]: