Quy trình chế tạo đế SERS Ag/CuK hoàn toàn tương tự như quy trình tạo đế SERS Au/CuK đã được trình bày ở phần 3.3.1.
Để khảo sát hiệu ứng SERS của đế Ag/CuK, tôi cũng dùng MG làm chất phân tích. Dung dịch MG trong nước cất được pha thành các nồng độ khác nhau: 1000 ppm, 100 ppm, 10 ppm, 1 ppm và 0,1 ppm.
47
Phổ SERS được đo bằng máy quang phổ micro-Raman (LabRAM HR 800 HORIBA JobinYvon) sử dụng bước sóng kích thích 632,8 nm.
Để so sánh với các mẫu: MG (nồng độ 10 ppm) trên đế CuK và MG (nồng độ 1000 ppm) trên đế CuF (hình 3.13 - a, b), tôi đã tạo mẫu MG (nồng độ 10 ppm) trên đế 5Ag/CuK. Kết quả ở hình 3.17.
600 800 1000 1200 1400 1600
0 2000 4000 6000 8000 10000
Cường độ (cnt)
Dịch chuyển Raman (cm-1)
734
800 915
1172
1218 1294
1367 1396
1489 1594
1616
Hình 3.17: Phổ SERS của MG nồng độ 10 ppm trên đế SERS 5Ag/CuK.
So sánh hình 3.17 với hình 3.13-a,b, ta thấy phổ SERS của MG trên đế 5Ag/CuK có cường độ tăng cường rất lớn so với phổ SERS của MG trên đế CuK (hình 3.14b) và phổ Raman của MG trên đế CuF (hình 3.14a). Các đỉnh SERS đặc trưng của MG đều được thể hiện đầy đủ và được tăng cường rõ nét. Các đỉnh tại 734, 800, 915,1172, 1218, 1294, 1367, 1396, 1489, 1594, 1616 cm–1 đều trùng khớp khi đối chiếu với bảng 1.
Tôi cũng khảo sát sự ảnh hưởng của lớp hạt nano Ag trên đế CuK. Phổ SERS của MG (nồng độ 10 ppm) trên các đế SERS 3Ag/CuK, 5Ag/CuK và 7Ag/CuK được chỉ ra ở hình 3.18.
48
600 800 1000 1200 1400 1600
(b)
Cường độ (a.u) (c)
Dịch chuyển Raman (cm-1)
(a) 800 915
1172
1218 1294
1367 1396
14891594 1616
734
Hình 3.18: Phổ SERS của MG trên các đế SERS 3Ag/CuK (a), 7Ag/CuK (b) và 5Ag/CuK (c).
Kết quả trên đế SERS 5Ag/CuK cho hiệu ứng tăng cường tốt hơn cả.
Tôi khảo sát tín hiệu SERS tại 3 vị trí: vùng trong, vùng giữa và vùng ngoài.
Kết quả chỉ ra tại vị trí vùng giữa vành khắc của đế Ag/CuK cũng cho cường độ Raman tăng cường tốt nhất so với vị trí ở vùng trong và vùng ngoài (hình 3.19).
49
600 800 1000 1200 1400 1600
(c) (b)
Cường độ (cnt)
Dịch chuyển Raman (cm-1)
(a) 734
800 915
1172
1218 1294
1367 1396
1489 1594 1616
Hình 3.19: Phổ SERS của MG trên đế SERS 5Ag/CuK tại 3 vị trí điểm đo khác nhau trên vùng nhám nano:
vùng trong (a), vùng ngoài (b) và vùng giữa (c).
Cả 3 vị trí đo đều lên hiệu ứng SERS. Khoảng cách từ vùng trong đến vùng ngoài là vùng hoạt động SERS của đế Ag/CuK và có khoảng cách cỡ 500 μm.
3.4.1. Đánh giá hệ số tăng cường SERS của đế Ag/CuK
Để đánh giá hệ số tăng cường SERS cho đế Ag/CuK, tôi cũng dùng công thức (3.1) tính hệ số tăng cường EF. Hai phổ được dùng để đánh giá là:
+ Phổ SERS của MG (nồng độ 10 ppm) trên đế SERS 5Ag/CuK (hình 3.17) và
+ Phổ Raman của MG (nồng độ 1000 ppm) trên đế CuF (hình 3.13a).
Đỉnh đặc được chọn để đánh giá hệ số tăng cường là 1616 cm–1:
SERS Surf SERS SERS 6
RS Vol RS RS
I N I C
EF 5.10
I N I C
= = ≈
50
Dễ dàng thấy được hệ số tăng cường của đế Ag/CuK (≈5.106) lớn hơn hệ số tăng cường của Au/CuK (≈2.106).
3.4.2. Đánh giá khả năng thu phổ SERS của đế Ag/CuK ở nồng độ thấp
Do hệ số tăng cường của đế SERS Ag/CuK lớn, tôi tiếp tục khảo sát khả năng thu phổ SERS của MG ở các nồng độ thấp 10, 1, 0,1 ppm trên đế 5Ag/CuK. Kết quả phổ thu được rất rõ nét, được chỉ ra ở hình 3.20.
0 3400 6800 10200
0 2000 4000 6000
600 800 1000 1200 1400 1600
0 380 760 1140
(a) - 10 ppm
800 915
1172
12181294 1367
1396
1489 1594 1616
734
(b) - 1 ppm
Cường độ (cnt)
Dịch chuyển Raman (cm-1) (c) - 0,1 ppm
Hình 3.20: Phổ SERS của MG trên đế SERS 5Ag/CuK với các nồng độ tương ứng 10 ppm (a), 1 ppm (b) và 0,1 ppm (c).
Với đế Ag/CuK, khi MG ở những nồng độ thấp 10, 1 và 0,1 ppm, phổ SERS đều hiện lên rất rõ ràng. Các đỉnh đặc trưng cho phân tử MG đều hiện lên tốt và đầy đủ. Các đỉnh tại 734, 800, 915, 1172, 1218, 1294, 1367, 1396, 1489, 1594, 1616 cm–1 đều rất chính xác.
51
So sánh với đế Au/CuK, thì đế Ag/CuK thể hiện khả năng vượt trội hơn khi phát hiện chất ở nồng độ thấp 0,1 ppm. Tại nồng độ 0,1 ppm này, các đỉnh đặc trưng của MG trên đế Ag/CuK (hình 3.20c) có cường độ cao hơn và rõ ràng hơn các đỉnh đặc trưng của MG trên đế Au/CuK (hình 3.16c).