2. Phương phỏp nghiờn cứu
2.3.8. Phộp đo huỳnh quang tắt dần và thời gian sống huỳnh quang
Phộp ghi phổ huỳnh quang tắt dần được tiến hành bằng nguồn kớch thớch tại cỏc bước súng khỏc nhau, ví dụ như 400 nm và 453 nm, lấy ra từ laser màu (Laser Photonics LN102, Coumarine 420). Laser màu này được bơm bằng một laser xung Nitơ (Laser Photonics LN 1000, năng lượng một xung là 0,15 mJ, độ rộng xung 0,6 ns). Ánh sỏng trong vựng nhỡn thấy phỏt ra từ mẫu được thu vào một sợi quang hoặc khe vào của mỏy đo, và được phõn tớch bằng một phổ kế Jobin-Yvon HR460 và một detector CCD đa kờnh (2000 pixel), đõy là hệ đo của nhúm nghiờn cứu Quang tử Nano và Quang lượng tử (Nanophotonique et Optique quantique) thuộc Viện cỏc Khoa học về Nano Paris (Đại học Pierre et Marie Curie, Phỏp). Cỏc phộp đo tại nhiệt độ thấp được tiến hành trong thiết bị làm lạnh Janis Supertran-VP, nhiệt độ cú thờ̉ thay đổi từ 4 K đến 300 K. Ở cỏc phộp đo này, cỏc mẫu QD được pha loóng trong toluene rồi được phõn tỏn trong poly-methylmethacrylate (PMMA), với nồng độ 2% về khối lượng, đờ̉ cú được mẫu phõn tỏn trong nền rắn, đặt vào trong buồng lạnh của thiết bị. Ánh sỏng phỏt ra từ mẫu được thu trực tiếp từ cửa sổ thạch anh của
thiết bị. Phộp đo huỳnh quang tắt dần được phõn tớch bằng một thiết bị PM Hamamatsu R5600U và Tektronix TDS 784A.
Cụ thờ̉, cỏc mẫu QD được phõn tỏn trong toluene với nồng độ 10-9 M hoặc phõn tỏn trong poly(methyl methacrylate) (PMMA) với tỷ lệ về khối lượng QD/PMMA là 2%. Đờ̉ đo huỳnh quang tắt dần,ỏnh sỏng được dẫn tới ống nhõn quang (photomultiplier), rồi đến một dao động ký số. Mỏy dao động ký này cho phộp ghi nhận sự tắt dần của huỳnh quang sau xung laser (sau thời gian 0,6 ns) và cho phộp tích lũy nhiều đường cong tắt dần. Thời gian đỏp ứng (response) của hệ thiết bị là 1 ns và thời gian đo là 0,1 ns đối với mỗi điờ̉m. Chương trỡnh mỏy tính cho phộp thu giữ cỏc số liệu và vẽ phổ I f t , với I là cường độ huỳnh quang. Đường cong huỳnh quang tắt dần được ghi tại cỏc bước súng phỏt xạ nhất định.
Cú hai cỏch đờ̉ lấy dữ liệu phổ: hoặc bằng hệ đếm photon nhiều kờnh SR 430, cú thờ̉ đo thời gian từ 5 ns đến cỡ vài trăm μs, hoặc bằng dao động ký Tektronix 600, vựng sử dụng là 500 MHz với cỏc thời gian ngắn một vài ns và thời gian trung bỡnh cỡ μs. Hai điện trở 50 Ω và 1 kΩ được nối với dao động ký đờ̉ đo thời gian ngắn và trung bỡnh tương ứng.
Kết luận chương 2
Đó khảo sỏt và tỡm ra phương phỏp tối ưu chế tạo QD hai thành phần cấu trỳc lừi CdSe, lừi/vỏ CdSe/ZnS, lừi/đệm/vỏ CdSe/ZnSe/ZnS và QD ba thành phần cấu trỳc lừi CdZnSe và lừi/vỏ CdZnSe/ZnS trờn cơ sở tiờm núng cỏc tiền chất cơ kim.
Đó trỡnh bày một cỏch túm tắt về nguyờn lý của cỏc kỹ thuật thực nghiệm đó được sử dụng trong cỏc nghiờn cứu của luận ỏn. Đú là cỏc phương phỏp: chụp ảnh TEM, nhiễu xạ tia X, phõn tớch thành phần nguyờn tố EDS, phương phỏp đo phổ hấp thụ, xỏc định kích thước, nồng độ của chấm lượng tử, phương phỏp ghi phổ huỳnh quang, đo hiệu suất lượng tử và khảo sỏt đường cong huỳnh quang tắt dần và thời gian sống của mức exciton cơ bản 1SeSh3/2.
Chương 3
CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC CHẤM LƯỢNG TỬ BÁN DẪN HAI VÀ BA THÀNH PHẦN CẤU TRÚC NHIỀU LỚP
Trước khi sử dụng cỏc QD đờ̉ chế tạo cảm biến sinh học, chỳng tụi đó tiến hành nghiờn cứu cỏc đặc điờ̉m cấu tạo, hỡnh dỏng, kích thước, thành phần nguyờn tố và pha tinh thờ̉ của cỏc QD, bằng cỏc ảnh chụp TEM, cỏc giản đồ nhiễu xạ tia X và EDS. Tiếp sau, cỏc tớnh chất quang phổ của cỏc QD cũng đó được nghiờn cứu. Trờn cơ sở những kết quả nghiờn cứu trờn, một số loại QD thớch hợp sẽ được lựa chọn đờ̉ chế tạo cảm biến.