3. PHỔ IR VÀ PHỔ UV-VIS 1 Phổ IR
TỔNG QUAN VỀ HỆ CHẤT NGHIÊN CỨU II.1 HỆ CHẤT NGHIÊN CỨU
II.1. HỆ CHẤT NGHIÊN CỨU
II.1.1. Cluster kim loại
Các hạt kim loại có kích cỡ nanomet (nm) hoặc nhỏ hơn, gọi là cluster kim loại và thực tế cho thấy cluster kim loại có các thuộc tính đặc biệt nên khả năng ứng dụng của nó rất lớn. Cấu trúc kim loại ở dạng kích cỡ nm thì các mức năng lượng của chúng trở nên rời rạc, tương tự như các mức năng lượng phân tử, và vì vậy chúng có những tính chất khác biệt với ngun tử kim loại và tinh thể kim loại.
Khi các cluster kim loại tương tác với ánh sáng, chúng sẽ trải các chuyển mức năng lượng, hệ quả là xảy ra các hiện tượng hấp thụ, phát xạ ánh sáng và xảy ra hiện tượng cộng hưởng bề mặt. Tính chất quang học của các hạt có kích thước nm của các kim loại đã được nghiên cứu trong những năm gần đây và được đưa vào ứng dụng có hiệu quả cao trong công nghiệp hiện đại được ứng dụng trong nghiên cứu về y học, vật liệu bán dẫn…[12,13]
Hiện nay việc chế tạo và nghiên cứu các cluster chứa số ít các nguyên tử đang được quan tâm rộng rãi. Cấu trúc của rất nhiều cluster đã được nghiên cứu bằng các phương pháp thực nghiệm. Các tính chất bao gồm: năng lượng liên kết, năng lượng ion hóa, năng lượng gắn kết electron, mơ men từ, mật độ spin của electron, phổ hấp thụ UV-VIS, phổ dao động, hoạt tính hóa học của các cluster chứa số it nguyên tử đã và đang được nghiên cứu. Các tính chất này biến đổi, thậm chí biến đổi đột ngột, khi kích thước của các cluster thay đổi. Việc hiểu biết về cấu trúc của các cluster là rất cần thiết để hiểu được sự biến đổi các tính chất đó.[7, 24, 25, 26, 27] Cấu trúc của các cluster lại rất ít được biết đến. Việc quy kết cấu trúc của các cluster là một vấn đề thách thức, địi hỏi sự kết hợp giữa thực nghiệm và tính tốn lí thuyết. Chỉ có một số ít ngun tố có được thơng tin về cấu trúc đáng tin cậy như: cacbon, silic, và được nghiên cưu ở mức độ ít hơn là niobium và bạc. Thông tin gián tiếp về cấu trúc của các cluster bạc đã có nguồn gốc từ sự hấp thụ trong quá trình thực nghiệm (cho Fe, Co, Ni) và ion mobilities. [5, 11, 14, 15, 20, 21, 22, 23]
Các kim loại ở trạng thái cluster có rất nhiều đặc tính quan trọng là mối quan tâm của rất nhiều nhà khoa học. Đã có nhiều đề tài nghiên cứu về cả lí thuyết và thực nghiệm về cluster kim loại vì tính chất độc đáo và khả năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.
II.1.2. Kim loại bạc
Kim loại bạc thuộc nhóm IB trong bảng hệ thống tuần hồn, có cấu hình vỏ electron là: Ag (Z=47) [Kr]4d105s1. Bạc kim loại có cấu trúc tinh thể kiểu mạng lập phương tâm mặt, với thông số của ô cơ sở là: a=b=c=4,08 Å,
90
α β γ= = = 0 . Số nguyên tử trong một ơ cơ sơ cấp là 4, có 8 ngun tử được bố trí tại đỉnh của hình lập phương và 6 nguyên tử bố trí ở tâm của các mặt được biểu diễn trong hình 2.1 sau:
Hình 2.1: Kiểu mạng lập phương tâm mặt của kim loại bạc
Bạc là kim loại quí con người đã sử dụng từ rất lâu. Người xưa dùng bạc kim loại để chế tạo đồ trang sức, các vật dụng sinh hoạt như thìa, cốc, dụng cụ đựng thức ăn, dùng để thử độc,...Ngày nay bạc được sử dụng và nghiên cứu rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Khả năng diệt khuẩn của phân tử bạc nano được ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm như: khẩu trang, bình sữa trẻ em, máy lọc nước, tủ lạnh,...Với khả năng dẫn điện tốt và hiện tượng cổng hưởng plasmon bề mặt hạt bạc trở nên lí tưởng để ứng dụng trong cong nghệ sinh học, chuẩn đoán và điệu trị bệnh ung thư, cơng nghệ ảnh hóa, nanophotonic và nanoelectronics... Bên cạnh đó hiệu ứng bề mặt và khả năng hấp phụ tốt các phân tử nhỏ có ứng dụng lớn trong cơng nghệ vật liệu ứng dụng trong công nghệ bán dẫn, vật liệu xúc tác giảm ô nhiễm,.. [6, 10, 17]
Đã có một số cơng trình nghiên cứu về khả năng ứng dụng của bạc trong việc chế tạo vật liệu mới phục vụ cho ngành công nghệ.