Để tiến hành tính kích thƣớc hạt, chúng ta phải lựa chọn các mẫu có độ phân tán kích thƣớc bé, có đặc tính phổ PL và UV – Vis tốt (đỉnh nhọn, đối xứng, chân đỉnh bằng không). Một thông số quan trọng của phổ là độ bán rộng. Độ bán rộng của phổ PL là khoảng cách giữa hai vị trí có giá trị bằng một nửa giá trị cực đại. Đối với phổ UV – Vis, vì phổ không có dạng hàm chuông nhƣ phổ PL, nên rất khó xác định độ bán rộng. Thay vào đó, ta đo độ bán rộng của
đỉnh nằm ở phía vùng năng lƣợng thấp hay bƣớc sóng cao, theo cách đo này giá trị độ bán rộng của phổ UV – Vis trong hình 4.11 là 20nm.
Ngoài phƣơng pháp ảnh TEM, chúng ta còn có thể xác định kích thƣớc hạt bằng đồ thị đƣờng cong kích thƣớc [17]. Đồ thị đƣờng cong kích thƣớc là sự kết hợp giữa các tính toán lý thuyết và các phép đo thực nghiệm, nó khớp với các kết quả đo đƣợc bằng ảnh TEM. Ta có công thức tính gần đúng đƣờng kính D của QD CdSe là [17]:
D = (1.6122 x 10-9) λ4 – (2.6575 x 10-6) λ3 + (1.6242 x 10-3) λ2 – (0.4277) λ + (41.57).
Với D (nm) là kích thƣớc của mẫu QD CdSe, λ (nm) là bƣớc sóng của đỉnh hấp thu exciton đầu tiên của mẫu.
Sử dụng công thức trên, ta tiến hành tính đƣờng kính hạt QD CdSe chế tạo đƣợc: i. Tính gần đúng đƣờng kính QD CdSe (1phút, 2500C), có λ = 482nm: D = (1.6122 x 10-9) (482)4 – (2.6575 x 10-6) (482)3 + (1.6242 x 10-3) (482)2 – (0.4277) (482) + (41.57) ≈ 2.19nm. ii. Tính gần đúng đƣờng kính QD CdSe (5phút, 2700C), có λ = 547nm: D = (1.6122 x 10-9) (547)4 – (2.6575 x 10-6) (547)3 + (1.6242 x 10-3) (547)2 – (0.4277) (547) + (41.57) ≈ 3.36nm.
iii. Để chứng minh tính đúng đắn của công thức lý thuyết ở trên, ta thực hiện các tính toán đối với hình 2.2, là kết quả ảnh TEM [8]:
a. Đỉnh UV – Vis 410 nm, hạt có kích thƣớc 12A0 = 1.2nm. Dùng công thức tính gần đúng, ta có:
D = (1.6122 x 10-9) (410)4 – (2.6575 x 10-6) (410)3 + (1.6242 x 10-3) (410)2 – (0.4277) (410) + (41.57) ≈ 1.64nm.
b. Đỉnh UV – Vis 453m, hạt có kích thƣớc 16A0 = 1.6nm. Dùng công thức tính gần đúng, ta có:
D = (1.6122 x 10-9) (453)4 – (2.6575 x 10-6) (453)3 + (1.6242 x 10-3) (453)2 – (0.4277) (453) + (41.57) ≈ 1.97nm.
c. Đỉnh UV – Vis 472m, hạt có kích thƣớc 19A0 = 1.9nm. Dùng công thức tính gần đúng, ta có:
D = (1.6122 x 10-9) (472)4 – (2.6575 x 10-6) (472)3 + (1.6242 x 10-3) (472)2 – (0.4277) (472) + (41.57) ≈ 2.11nm.
d. Đỉnh UV – Vis 502 nm, hạt có kích thƣớc 23A0 = 2.3nm. Dùng công thức tính gần đúng, ta có:
D = (1.6122 x 10-9) (502)4 – (2.6575 x 10-6) (502)3 + (1.6242 x 10-3) (502)2 – (0.4277) (502) + (41.57) ≈ 2.36nm.
e. Đỉnh UV – Vis 540 nm, hạt có kích thƣớc 32A0 = 3.2nm. Dùng công thức tính gần đúng, ta có:
D = (1.6122 x 10-9) (540)4 – (2.6575 x 10-6) (540)3 + (1.6242 x 10-3) (540)2 – (0.4277) (540) + (41.57) ≈ 2.85nm.
f. Đỉnh UV – Vis 550 nm, hạt có kích thƣớc 37A0 = 3.7nm. Dùng công thức tính gần đúng, ta có:
D = (1.6122 x 10-9) (550)4 – (2.6575 x 10-6) (550)3 + (1.6242 x 10-3) (550)2 – (0.4277) (550) + (41.57) ≈ 3.04m.
g. Đỉnh UV – Vis 588 nm, hạt có kích thƣớc 43A0 = 4.3nm. Dùng công thức tính gần đúng, ta có:
D = (1.6122 x 10-9) (588)4 – (2.6575 x 10-6) (588)3 + (1.6242 x 10-3) (588)2 – (0.4277) (588) + (41.57) ≈ 4.09nm.
Công thức tính gần đúng ở trên đạt độ chính xác cao ở dải kích thƣớc 2nm – 3nm. Dƣới đây là biểu đồ đƣờng cong kích thƣớc của QD CdSe [17]. Nhìn vào biểu đồ này, ta thấy QD CdSe (1phút, 2500C) có kích thƣớc cỡ trên 2nm, còn QD CdSe (5phút, 2700C) có kích thƣớc cỡ 3nm.
Hình 4.11. Đƣờng cong kích thƣớc của QD CdSe thể hiện mối quan hệ giữa
đỉnh phổ hấp thu và kích thƣớc hạt [17].