T ỔNG QUAN VỀ VẬ LIỆU NANễ
2.3.Một số phương phỏp nghiờn cứu tớnh chất quangcủa vật liệu 1 Phương phỏp phổ hấp thụ
2.3.1. Phương phỏp phổ hấp thụ
Phổ hấp thụ là một cụng cụ hữu ớch trong việc nghiờn cứu sự tương tỏc của vật liệu với ỏnh sỏng chiếu vào, qua đú, cú thể biết được thụng tin về cỏc quỏ trỡnh hấp thụ xảy ra tương ứng với cỏc chuyển dời quang học từ một số trạng thỏi cơ bản ni đến một số trạng thỏi kớch thớch nj, từ đú cú thể xỏc định được bước súng kớch thớch hiệu quả cho quỏ trỡnh quang huỳnh quang (j–i) quan tõm [2].
Mụi trường vật chất hấp thụ ỏnh sỏng tuõn theo định luật Beer-Lambert: I(ν) = Io(ν).exp(-αd) (2.7)
Hệ số hấp thụ α(ν) được xỏc định bằng cỏch lấy ln hai vế (2.7), được: ln[I0(ν)/(I(ν)]=α(v).d (2.8) Phổ hấp thụ là biểu diễn đồ thị hệ số hấp thụ α (hay độ hấp thụ A) theo bước súng hay năng lượng của photon đi qua vật chất. Như vậy, hệ số hấp thụ lớn tại một bước súng nào đú cho thấy photon cú năng lượng tương ứng bị vật chất hấp thụ mạnh, phần ỏnh sỏng truyền qua cú cường độ yếu. í nghĩa của hệ số hấp thụ bằng 1 là khi ỏnh sỏng truyền qua một mụi trường cú độ dày 1 cm, cường độ sẽ bị suy giảm đi e (~2,7) lần.
Để dễ hỡnh dung về mức độ suy giảm ỏnh sỏng khi đi qua một vật liệu (độ hấp thụ), người ta biến đổi cụng thức (2.7) như sau:
d v I
I ( )/( ( )] ( ).
ln[ 0 ν ν =α =ln10.lg[I0(ν)/(I(ν)]=2,3.A (2.9) trong đú A = lg[I0/I] được gọi là độ hấp thụ (absorbance), là đại lượng khụng cú thứ nguyờn, liờn hệ với hệ số hấp thụ α bằng biểu thức:
Nếu d lấy bằng 1 cm thỡ độ hấp thụ bằng 1, cú nghĩa khi ỏnh sỏng truyền qua vật liệu cú độ dày 1cm thỡ cường độ ỏnh sỏng bị giảm đi 10 lần (thay vỡ 2,7 lần khi sử dụng hệ số hấp thụ α); độ hấp thụ bằng 2 tương ứng với cường độ ỏnh sỏng giảm 100 lần. Vỡ vậy, khi đo độ hấp thụ, người ta pha loóng vật liệu để độ hấp thụ nằm trong khoảng dưới 1, trỏnh hiện tượng tỏi hấp thụ hoặc bóo hũa tớn hiệu, gõy sai số.
Cỏc phổ hấp thụ được trỡnh bày trong luận ỏn được tiến hành trờn hệ đo iHR550 tại phũng Vật liệu quang điện tử thuộc Viện Khoa học Vật liệu. Hỡnh 2.6 trỡnh bày sơ đồ khối của một hệ đo phổ hấp thụ. Nguồn sỏng được sử dụng là đốn halogen cụng suất 50W phỏt xạ trong vựng nhỡn thấy, mỏy đơn sắc lựa chọn bước súng hay tần số, thiết bị thu tớn hiệu CCD Synapse biến đổi tớn hiệu thành tớn hiệu điện đưa vào mỏy tớnh. Bằng cỏch ghi phổ trải trong vựng năng lượng photon rộng, cú thể biết được cỏc quỏ trỡnh hấp thụ xảy ra tương ứng với cỏc chuyển dời quang học.