Nghiên cứu ảnh hưởng của cấu trúc đế lên trường plasmon định xứ của các cấu trúc
Nghiên cứu ảnh hưởng cấu trúc đế lên trường plasmon định. Phân tích tương quan và tối ưu hóa cho ứng dụng vật liệu nano.
Luan An
Luận án tiến sĩ
Năm xuất bản
Số trang
134
Thời gian đọc
21 phút
Lượt xem
1
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
40 Point
Tổng quan nhanh
- Chủ đề:
- 1. Ảnh hưởng cấu trúc đế lên trường plasmon định xứ
- Số trang:
- 134 trang
- Trường:
- Học viện Khoa học và Công nghệ
- Chuyên ngành:
- Vật Lý Chất Rắn
- Tác giả:
- Luan An
- Năm:
- 2022
Tóm tắt nội dung luận án
I. Ảnh hưởng cấu trúc đế lên trường plasmon định xứ
Nghiên cứu này khám phá sự ảnh hưởng của cấu trúc đế lên trường plasmon định xứ của hạt nano bạc. Việc hiểu rõ tương tác này rất quan trọng cho công nghệ nano và các ứng dụng quang học. Tài liệu tập trung phân tích cách các vật liệu đế và hình dạng của chúng điều chỉnh cường độ và vị trí của trường plasmon cục bộ. Các phát hiện cung cấp cái nhìn sâu sắc để tối ưu hóa hiệu suất của các thiết bị dựa trên plasmon. Đặc biệt, tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS) là ứng dụng trọng tâm. Nghiên cứu xác định các yếu tố then chốt ảnh hưởng đến hiệu quả tăng cường tín hiệu. Từ đó, mở ra khả năng thiết kế các đế SERS tiên tiến hơn. Việc tối ưu hóa cấu trúc nano đế là chìa khóa để đạt được độ nhạy và độ đồng đều cao trong phân tích. Phân tích này đi sâu vào cách vật liệu đế ảnh hưởng đến sự hình thành và khuếch đại của các trường plasmon cục bộ mạnh mẽ.
1.1. Mục tiêu nghiên cứu chính
Tài liệu này xác định vai trò của cấu trúc nano đế trong việc điều chỉnh trường plasmon cục bộ. Mục tiêu chính là phân tích sâu sắc tương tác plasmon-vật liệu tại các bề mặt. Việc này tạo ra cái nhìn mới về cách vật liệu đế và hình dạng của chúng tác động đến hiệu suất quang học. Nghiên cứu cũng tập trung vào việc tạo ra các đế tối ưu cho ứng dụng tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS). Việc kiểm soát cộng hưởng plasmon bề mặt cục bộ (LSPR) là ưu tiên hàng đầu. Nó giúp tăng cường tín hiệu quang học một cách hiệu quả.
1.2. Vai trò cấu trúc nano đế và vật liệu đế
Cấu trúc nano đế đóng vai trò then chốt trong việc hình thành và tăng cường trường plasmon cục bộ. Các vật liệu đế, như điện môi hoặc bán dẫn, ảnh hưởng trực tiếp đến cộng hưởng plasmon bề mặt. Thay đổi hình dạng và khoảng cách giữa các cấu trúc nano kim loại và đế làm thay đổi đáng kể trường plasmon bề mặt. Điều này tối ưu hóa sự tương tác plasmon-vật liệu, nâng cao hiệu quả của các thiết bị. Việc lựa chọn vật liệu đế phù hợp là yếu tố quyết định. Vật liệu này có thể là kính, silicon, hoặc thậm chí là giấy, mỗi loại có những đặc tính riêng biệt ảnh hưởng đến sự hình thành trường plasmon.
1.3. Ứng dụng quan trọng của trường plasmon cục bộ
Trường plasmon cục bộ mạnh mẽ có nhiều ứng dụng quan trọng. Chúng được sử dụng rộng rãi trong cảm biến hóa học và sinh học có độ nhạy cao. Đặc biệt, trong SERS, trường plasmon cục bộ giúp tăng cường đáng kể tín hiệu Raman. Điều này cho phép phát hiện các phân tử ở nồng độ cực thấp. Ngoài ra, trường plasmon cục bộ còn có tiềm năng trong y sinh, quang học và năng lượng mặt trời. Việc tối ưu hóa cấu trúc nano đế để tạo ra trường plasmon cục bộ mạnh hơn là mục tiêu chính. Điều này mở ra nhiều khả năng mới cho các công nghệ tiên tiến. Hiểu rõ cách tương tác plasmon-vật liệu diễn ra là chìa khóa để phát triển những ứng dụng này.
II. Tổng quan hiệu ứng plasmon và tán xạ Raman bề mặt
Phần này cung cấp cái nhìn tổng quan về hiệu ứng plasmon và cơ sở lý thuyết của tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS). Nó đi sâu vào các khái niệm cơ bản như plasmon bề mặt, cộng hưởng plasmon bề mặt (SPR), và plasmon bề mặt cục bộ (LSPR). Hiểu rõ các nguyên lý này là nền tảng để nghiên cứu ảnh hưởng của cấu trúc đế. Đặc biệt, cơ chế điện từ của SERS được trình bày chi tiết. Sự khuếch đại tín hiệu Raman phụ thuộc vào cường độ trường plasmon cục bộ được tạo ra bởi các cấu trúc nano kim loại. Việc lựa chọn vật liệu kim loại plasmonic và thiết kế cấu trúc nano đế là yếu tố then chốt. Tổng quan này đặt nền móng cho các phân tích thực nghiệm tiếp theo. Nó giúp đánh giá hiệu quả của các phương pháp chế tạo đế SERS. Các tương tác plasmon-vật liệu được thảo luận kỹ lưỡng.
2.1. Hiệu ứng plasmon và vật liệu plasmonic
Hiệu ứng plasmon xuất hiện khi electron tự do trong kim loại dao động tập thể. Những dao động này tạo ra quasi-hạt gọi là plasmon. Các kim loại plasmonic phổ biến bao gồm bạc (Ag) và vàng (Au). Chúng có khả năng hỗ trợ plasmon bề mặt và cộng hưởng plasmon bề mặt cục bộ (LSPR) mạnh mẽ. Đặc tính quang của vật liệu plasmonic phụ thuộc vào hàm điện môi của chúng. Sự tương tác giữa ánh sáng và electron tự do tạo ra hiệu ứng plasmon. Việc thiết kế cấu trúc nano kim loại từ vật liệu plasmonic là rất quan trọng. Điều này điều khiển sự hình thành trường plasmon cục bộ, quyết định hiệu quả của các ứng dụng quang học.
2.2. Cộng hưởng plasmon bề mặt cục bộ LSPR
Cộng hưởng plasmon bề mặt cục bộ (LSPR) là một dạng của plasmon bề mặt. Nó xảy ra khi ánh sáng kích thích các electron tự do trong cấu trúc nano kim loại. Các electron dao động tập thể với một tần số cộng hưởng cụ thể. Hiện tượng này tạo ra trường điện từ cục bộ rất mạnh xung quanh bề mặt hạt nano. Cường độ của trường plasmon cục bộ này có thể lớn hơn nhiều so với trường kích thích. LSPR phụ thuộc vào kích thước, hình dạng, vật liệu của hạt nano và môi trường xung quanh. Vật liệu đế ảnh hưởng đáng kể đến LSPR. LSPR là cơ chế chính đằng sau sự tăng cường tín hiệu trong SERS. Việc điều chỉnh LSPR là trọng tâm trong thiết kế các đế SERS hiệu quả. Tương tác plasmon-vật liệu được tối ưu hóa qua LSPR.
2.3. Cơ chế tăng cường của tán xạ Raman bề mặt
Tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS) là hiện tượng tín hiệu Raman được khuếch đại đáng kể trên bề mặt kim loại plasmonic. Cơ chế chính là do tăng cường điện từ (EM). Các cấu trúc nano kim loại tạo ra trường plasmon cục bộ mạnh mẽ khi bị kích thích bằng ánh sáng. Trường cục bộ này tương tác với các phân tử chất phân tích gần đó, làm tăng cường đáng kể cường độ trường điện từ mà phân tử cảm nhận được. Điều này dẫn đến sự tăng cường tín hiệu Raman lên đến hàng triệu lần. Ngoài ra, cơ chế tăng cường hóa học (CM) cũng đóng góp, nhưng ít hơn. Việc tối ưu hóa hình thái của cấu trúc nano đế là chìa khóa để tạo ra các điểm nóng (hot spots) với trường plasmon cục bộ cực mạnh. Hiểu rõ sự tương tác plasmon-vật liệu là rất quan trọng.
III. Chế tạo đế SERS bằng lắng đọng hạt nano bạc
Nghiên cứu này trình bày phương pháp chế tạo đế SERS bằng cách lắng đọng các hạt nano bạc lên các vật liệu đế khác nhau. Quy trình chế tạo hạt meso bạc và phương pháp lắng đọng được mô tả chi tiết. Sau đó, các đặc tính bề mặt và quang học của đế SERS được phân tích kỹ lưỡng. Mục tiêu chính là đánh giá sự ảnh hưởng của cấu trúc đế nền lên hệ số tăng cường và độ đồng đều của tín hiệu SERS. Việc lựa chọn vật liệu đế và kiểm soát kích thước, mật độ của hạt nano bạc lắng đọng là rất quan trọng. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tạo ra trường plasmon cục bộ mạnh mẽ. Kết quả thực nghiệm cung cấp thông tin quý giá về việc thiết kế và tối ưu hóa các đế SERS dựa trên phương pháp lắng đọng. Các tương tác plasmon-vật liệu được khảo sát một cách có hệ thống.
3.1. Phương pháp lắng đọng hạt meso bạc
Quy trình chế tạo bao gồm tổng hợp các hạt meso bạc trước, sau đó lắng đọng chúng lên các đế nền. Việc kiểm soát kích thước và hình dạng của hạt meso bạc rất quan trọng. Các hạt này tạo ra các điểm nóng plasmonic cần thiết cho SERS. Phương pháp lắng đọng cho phép kiểm soát mật độ và sự phân bố của hạt nano bạc trên bề mặt đế. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến sự hình thành trường plasmon cục bộ. Việc lựa chọn phương pháp lắng đọng phù hợp là chìa khóa để tạo ra các đế SERS hiệu quả. Sự tương tác giữa hạt nano và bề mặt đế cũng được xem xét kỹ lưỡng.
3.2. Đặc tính quang và bề mặt của đế lắng đọng
Các đế SERS chế tạo bằng lắng đọng được đặc trưng bằng nhiều kỹ thuật. Phân tích hình thái bề mặt cho thấy sự phân bố và kích thước của các hạt nano bạc. Phép đo quang phổ UV-Vis xác định đặc tính cộng hưởng plasmon bề mặt cục bộ (LSPR). Những đặc tính này liên quan trực tiếp đến khả năng tạo ra trường plasmon cục bộ mạnh. Đặc điểm bề mặt và tính chất quang quyết định hiệu suất SERS. Sự đồng đều của lớp lắng đọng ảnh hưởng đến độ tin cậy của tín hiệu. Các kim loại plasmonic như bạc được lựa chọn vì khả năng LSPR của chúng. Việc phân tích này giúp hiểu rõ tương tác plasmon-vật liệu.
3.3. Ảnh hưởng vật liệu đế lên tín hiệu SERS
Nghiên cứu này khám phá cách các vật liệu đế khác nhau ảnh hưởng đến hệ số tăng cường tín hiệu SERS. Vật liệu đế (điện môi, bán dẫn) tác động đến hằng số điện môi cục bộ xung quanh hạt nano bạc. Điều này thay đổi vị trí và cường độ của LSPR. Cấu trúc nano đế cũng ảnh hưởng đến mật độ và sự sắp xếp của các hạt nano. Kết quả cho thấy vật liệu đế có thể làm tăng hoặc giảm hiệu suất SERS. Sự ảnh hưởng này liên quan trực tiếp đến khả năng tạo ra và duy trì trường plasmon cục bộ. Việc lựa chọn vật liệu đế phù hợp là rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu quả của đế SERS.
IV. Khám phá đế SERS chế tạo bằng khử trực tiếp trên nền
Phần này tập trung vào phương pháp chế tạo đế SERS bằng khử trực tiếp trên các đế nền. Phương pháp này khác với lắng đọng, tạo ra các cấu trúc bạc tại chỗ. Quy trình chế tạo, nguyên liệu và thiết bị được trình bày chi tiết. Sau đó, các đặc điểm bề mặt và tính chất quang của các đế SERS khử trực tiếp được phân tích. Đặc biệt, nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của các loại đế nền lên hệ số tăng cường tín hiệu tán xạ Raman bề mặt. Việc tối ưu hóa đế SERS khử trực tiếp trên giấy, sử dụng chitosan, là một điểm nhấn. Phương pháp này hứa hẹn tạo ra các đế SERS linh hoạt và chi phí thấp. Sự hình thành trường plasmon cục bộ được kiểm soát thông qua quá trình khử. Các tương tác plasmon-vật liệu được điều chỉnh thông qua hóa học bề mặt.
4.1. Quy trình chế tạo đế SERS khử trực tiếp
Phương pháp khử trực tiếp là một kỹ thuật chế tạo đế SERS hiệu quả. Quá trình này tạo ra các cấu trúc bạc nano trực tiếp trên bề mặt đế nền. Các tiền chất bạc được khử hóa học tại chỗ, hình thành các hạt nano kim loại. Việc kiểm soát các yếu tố như nồng độ tiền chất, nhiệt độ và thời gian phản ứng rất quan trọng. Điều này ảnh hưởng đến kích thước, hình dạng và mật độ của các cấu trúc bạc. Từ đó, ảnh hưởng đến khả năng tạo ra trường plasmon cục bộ và hiệu quả LSPR. Phương pháp này thường cho phép chế tạo nhanh chóng và đơn giản. Các vật liệu đế khác nhau có thể được sử dụng trong quy trình này. Tương tác plasmon-vật liệu được kiểm soát thông qua quá trình hóa học.
4.2. Đặc điểm hình thái và quang học bề mặt
Các đế SERS chế tạo bằng phương pháp khử trực tiếp có hình thái và tính chất quang đặc trưng. Các cấu trúc bạc trên bề mặt đế nền được phân tích bằng kính hiển vi điện tử. Việc này giúp đánh giá sự phân bố và kích thước của các hạt nano. Tính chất quang học được khảo sát bằng quang phổ UV-Vis, xác định các đỉnh cộng hưởng LSPR. Các đặc điểm này quyết định khả năng tạo ra trường plasmon cục bộ mạnh. Hình thái bề mặt ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả của các 'điểm nóng' SERS. Việc tối ưu hóa hình thái là chìa khóa để đạt được hệ số tăng cường cao. Các kim loại plasmonic như bạc được lựa chọn vì tính chất quang học xuất sắc của chúng.
4.3. Tối ưu hóa đế SERS khử trực tiếp trên giấy
Nghiên cứu tập trung vào việc tối ưu hóa đế SERS chế tạo bằng khử trực tiếp trên giấy. Giấy là một vật liệu đế linh hoạt, giá thành thấp và thân thiện với môi trường. Việc sử dụng chitosan được khám phá để cải thiện đặc tính của đế SERS giấy bạc. Chitosan có thể ảnh hưởng đến quá trình hình thành hạt nano bạc và sự phân bố của chúng. Điều này giúp tăng cường độ đồng đều và hệ số tăng cường tín hiệu SERS. Mục tiêu là tạo ra các đế SERS linh hoạt, có thể ứng dụng trong các cảm biến di động. Việc tối ưu hóa cấu trúc nano đế trên giấy mở ra nhiều tiềm năng mới cho ứng dụng thực tiễn.
V. Ứng dụng và tiềm năng của đế SERS plasmonic
Nghiên cứu này không chỉ khám phá các phương pháp chế tạo mà còn đánh giá tiềm năng ứng dụng của các đế SERS plasmonic. Việc cải thiện độ nhạy và tính đồng nhất tín hiệu là mục tiêu quan trọng. Các đế được tối ưu hóa cho phép phát hiện phân tử ở nồng độ cực thấp. Điều này mở rộng khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, từ y tế đến môi trường. Hướng phát triển cho vật liệu đế linh hoạt và tái sử dụng cũng được thảo luận. Các kết quả góp phần vào sự phát triển của các cảm biến quang học tiên tiến. Việc hiểu rõ tương tác plasmon-vật liệu là nền tảng cho những đổi mới này. Các vật liệu kim loại plasmonic tiếp tục là trọng tâm của các nghiên cứu tương lai.
5.1. Cải thiện độ nhạy và tính đồng nhất tín hiệu
Việc cải thiện độ nhạy và tính đồng nhất tín hiệu SERS là ưu tiên hàng đầu. Nghiên cứu tập trung vào việc tối ưu hóa cấu trúc nano đế để tạo ra trường plasmon cục bộ mạnh và phân bố đồng đều. Điều này giúp tăng cường tín hiệu Raman một cách đáng tin cậy. Độ đồng nhất cao đảm bảo kết quả phân tích chính xác và tái lặp. Các vật liệu đế và phương pháp chế tạo được điều chỉnh để đạt được mục tiêu này. Kết quả có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các cảm biến SERS thương mại. Các tương tác plasmon-vật liệu được kiểm soát để đạt được hiệu suất tối ưu.
5.2. Hướng phát triển cho vật liệu đế linh hoạt
Tương lai của đế SERS hướng tới các vật liệu đế linh hoạt, chi phí thấp và dễ chế tạo. Giấy, polymer và vải là những lựa chọn tiềm năng. Các đế linh hoạt cho phép ứng dụng trong các thiết bị đeo, cảm biến di động và y tế cá nhân. Việc nghiên cứu các phương pháp chế tạo trên những vật liệu này là rất quan trọng. Điều này bao gồm tối ưu hóa sự hình thành cấu trúc nano kim loại và trường plasmon cục bộ. Các vật liệu đế mới này cũng cần duy trì khả năng tương tác plasmon-vật liệu hiệu quả. Phát triển đế SERS linh hoạt sẽ mở rộng đáng kể phạm vi ứng dụng.
5.3. Ứng dụng thực tiễn trong phân tích quang học
Các đế SERS hiệu quả có nhiều ứng dụng thực tiễn trong phân tích quang học. Chúng được sử dụng để phát hiện sớm bệnh tật, phân tích môi trường, an toàn thực phẩm và dược phẩm. Khả năng phát hiện các phân tử ở nồng độ siêu thấp là một lợi thế lớn. Các cảm biến SERS có thể được phát triển để nhận diện các chất ô nhiễm, virus hoặc dấu ấn sinh học. Việc tối ưu hóa cấu trúc đế và trường plasmon cục bộ là chìa khóa để hiện thực hóa những ứng dụng này. Sự tương tác plasmon-vật liệu được khai thác tối đa để mang lại giá trị thực tiễn.
Mục lục chi tiết luận án
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (134 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC CẤU TRÚC ĐẾ LÊN TRƢỜNG PLASMON ĐỊNH XỨ CỦA CÁC HẠT NANO BẠC TRONG TÁN XẠ RAMAN TĂNG CƢỜNG BỀ MẶT Chuyên ngành: Vật lý Chất rắn Mã số: 9 44 01 04 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ CHẤT RẮN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: Hà Nội – Năm 2022 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tôi. Dƣới sự hƣớng dẫn của PGS. các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận án này là trung thực với kết quả thực nghiệm thu đƣợc, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dƣới bất cứ một hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã đƣợc thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Hà Nội, tháng năm 2022 Nghiên cứu sinh LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất tới PGS. trƣớc khi lâm trung làm việc ở phòng Nanobiophotonics – Viện Vật lý – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Cho đến khi ở thời gian cuối cùng của cuộc đời mình PGS. luôn là ngƣời thầy hết lòng giúp đỡ, định hƣớng nghiên cứu, tạo mọi điều kiện cơ sở vật chất để tôi hoàn thành luận án.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn PGS. làm việc tại trƣờng Đại học Sƣ phạm – Đại học Thái Nguyên, ngƣời hƣớng dẫn thứ hai đã tận tình giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và hoàn thành luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn thành viên nhóm nghiên cứu – Viện Vật lý – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện về cơ sở vật chất, trang thiết bị, đƣa ra những lời khuyên về kiến thức và kinh nghiệm nghiên cứu để tôi có thể thực hiện các thí nghiệm nghiên cứu phục vụ cho luận án. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến lãnh đạo Viện Vật lý – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam nơi tôi đang công tác đã tạo mọi điều kiện cho tôi có thể hoàn thành việc học tập và nghiên cứu khoa học.
Bên cạnh đó, tôi cũng xin cảm ơn Phòng sau đại học, Khoa Vật lý, Học viện Khoa học và Công Nghệ đã tạo mọi điều kiện để giúp tôi trong quá trình học tập tại học viện. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã luôn bên cạnh, ủng hộ và động viên để tôi có thể hoàn thành quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận án nghiệp này. Hà Nội, tháng năm 2022 Nghiên cứu sinh MỤC LỤC MỞ ĐẦU .8 TỔNG QUAN VỀ HIỆU ỨNG PLASMON VÀ TÁN XẠ RAMAN TĂNG CƢỜNG BỀ MẶT DO HIỆU ỨNG PLASMON .Tổng quan về hiệu ứng plasmon và vật liệu plasmonic. Hiệu ứng plasmon của các cấu trúc nano kim loại.
Hiệu ứng plasmon – polariton bề mặt. Trƣờng cộng hƣởng plasmon bề mặt định xứ (LSPR). Tán xạ Raman tăng cƣờng bề mặt. Hiệu ứng tán xạ Raman tăng cƣờng bề mặt (SERS).
Lý thuyết điện từ của SERS. Sự ảnh hƣởng của các cấu trúc đế lên trƣờng Plasmon định xứ của các hạt nano kim loại trong SERS. Đơn hạt nano kim loại trên đế phẳng. Một dimer kim loại plasmon trên đế phẳng.
Tính toán hệ số tăng cƣờng của đế SERS. Các loại đế SERS và phƣơng pháp chế tạo. Đế SERS hạt kim loại dạng keo trong dung dịch. Các đế SERS linh động.
Các đế SERS linh động trong suốt. Ứng dụng đế SERS. Thực nghiệm nghiên cứu chế tạo đế SERS và sử dụng đế SERS để nghiên cứu sự tăng cƣờng tán xạ Raman bề mặt của chất phân tích .46 NGHIÊN CỨU ĐẾ SERS CHẾ TẠO BẰNG PHƢƠNG PHÁP LẮNG ĐỌNG CÁC HẠT NANO KIM LOẠI TRÊN CÁC ĐẾ NỀN. Chế tạo và nghiên cứu đặc tính của các hạt meso bạc.
Chế tạo các hạt meso bạc. Nguyên liệu và thiết bị sử dụng. Quy trình chế tạo. Đặc trƣng của các hạt meso bạc.
Chế tạo và nghiên cứu các đế SERS bằng phƣơng pháp lắng đọng. Chế tạo các đế SERS bằng phƣơng pháp lắng đọng. Chuẩn bị các đế nền. Chế tạo các đế SERS bằng phƣơng pháp lắng đọng.
Chuẩn bị mẫu cho các phép đo SERS. Các đặc điểm bề mặt và tính chất quang của các đế SERS chế tạo bằng phƣơng pháp lắng đọng. Đặc tính SERS của các đế SERS chế tạo bằng phƣơng pháp lắng đọng. Sự ảnh hƣởng của các cấu trúc đế nền lên hệ số tăng cƣờng tín hiệu tán xạ Raman bề mặt.
Sự ảnh hƣởng của các cấu trúc đế nền lên độ đồng đều tín hiệu tán xạ Raman bề mặt. Sự ảnh hƣởng của các loại hạt lắng đọng trên đế lên hệ số tăng cƣờng tín hiệu tán xạ Raman bề mặt.68 NGHIÊN CỨU ĐẾ SERS CHẾ TẠO BẰNG PHƢƠNG PHÁP KHỬ TRỰC TIẾP TRÊN CÁC ĐẾ NỀN. Chế tạo và nghiên cứu các đế SERS bằng phƣơng pháp khử trực tiếp. Chế tạo các đế SERS bằng phƣơng pháp khử trực tiếp.
Nguyên liệu và thiết bị sử dụng. Quy trình chế tạo. Các đặc điểm bề mặt và tính chất quang của các đế SERS chế tạo bằng phƣơng pháp khử trực tiếp. Hình thái và phân bố của các cấu trúc bạc trên các đế nền.
Đặc tính quang của các đế SERS khử trực tiếp. Ảnh hƣởng của các loại đế nền lên hệ số tăng cƣờng tín hiệu tán xạ Raman bề mặt. Nghiên cứu tối ƣu đế SERS chế tạo bằng phƣơng pháp khử trực tiếp trên giấy. Chế tạo các đế SERS giấy bạc sử dụng chitosan.
Ảnh hƣởng của chitosan lên đặc tính của đế SERS giấy bạc. Ảnh hƣởng của chitosan lên đặc tính quang và số lƣợng cấu trúc bạc tạo thành trên giấy lọc. Ảnh hƣởng của chitosan lên hình thái và phân bố của các cấu trúc bạc trên giấy lọc. Ảnh hƣởng của chitosan lên đặc tính tăng cƣờng tín hiệu tán xạ Raman bề mặt của đế SERS giấy bạc.
Ảnh hƣởng của các loại chất khử lên đặc tính của đế SERS giấy bạc. Ảnh hƣởng của chất khử lên đặc tính hình thái và phân bố của các cấu trúc bạc trên giấy lọc .2 Ảnh hƣởng của chất khử lên đặc tính tăng cƣờng tín hiệu tán xạ Raman bề mặt của đế SERS giấy bạc. Ảnh hƣởng của nồng độ chất khử lên đặc tính của đế SERS giấy bạc. Ảnh hƣởng của nồng độ chất khử lên hình thái và phân bố của các cấu trúc bạc trên giấy lọc.
Ảnh hƣởng của nồng độ chất khử lên đặc tính tăng cƣờng tín hiệu tán xạ Raman bề mặt của đế SERS giấy bạc. Hệ số tăng cƣờng của các đế SERS giấy bạc tối ƣu chế tạo đƣợc so với các đế SERS giấy bạc thƣơng mại .104 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .106 MỘT SỐ CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢError! Bookmark not defined. TÀI LIỆU THAM KHẢO .116 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT KÝ TIẾNG ANH DỊCH NGHĨA HIỆU EM External electromagnetic Trƣờng điện từ trƣờng ngoài LSPR Localized surface plasmon Cộng hƣởng plasmon bề mặt resonances định xứ NIR Near-IR Hồng ngoại gần SPPs Surface plasmon polaritons Plasmon polariton bề mặt SERS Surface enhanced Raman scattering Tán xạ Raman tăng cƣờng bề mặt LSP Localized surface plasmon Plasmon bề mặt định xứ EF Enhancement factor Hệ số tăng cƣờng SERS SEM Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét TEM Transmission Electron Microscopy Kính hiển vi điện tử truyền qua FESEM Field-Emission Scanning Electron Kính hiển vi điện tử quét phát xạ Microscopy trƣờng PVP Polyvinylpyrrolidon R6G Rhodamine 6G NaOH Sodium hydroxide AgNO3 Silver nitrate Bạc nitrat L-AA Acid Ascorbic Axit Ascorbic APTES (3-Aminopropyl)triethoxysilane NaBH4 Sodium borohydride HCHO Formaldehyde NH4OH Amoni hydroxide NaHCO3 Natri bicarbonat PMT Photomultiplier tube Ống nhân quang đếm photon PDA Photodiode diode array Đầu dò chuỗi diot quang CCD Charge coupled device Cảm biến CCD DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2. Lƣợng hóa chất sử dụng để chế tạo các hạt meso bạc.
Vị trí đỉnh đặc trƣng của R6G không sử dụng đế SERS và có sử dụng đế SERS chế tạo bằng phƣơng pháp lắng đọng hạt meso bạc phân nhành cao trên các đế nền. Hệ số tăng cƣờng của các đế SERS chế tạo bằng phƣơng pháp lắng đọng hạt meso bạc phân nhành cao trên các đế nền. Độ lệch chuẩn tƣơng đối của cƣờng độ tại các vị trí đỉnh R6G nồng độ 10-5M trên các đế SERS sử dụng các loại đế nền khác nhau. Hệ số tăng cƣờng của các đế SERS chế tạo bằng phƣơng pháp lắng đọng hạt meso bạc phân nhánh cao trên các đế nền.
Vị trí đỉnh đặc trƣng của R6G không sử dụng đế SERS và có sử dụng đế SERS chế tạo bằng phƣơng pháp khử trực tiếp trên các loại đế nền. Hệ số tăng cƣờng của các đế SERS chế tạo bằng phƣơng pháp khử trực tiếp trên các đế nền. Vị trí đỉnh đặc trƣng của melamine bột và có sử dụng đế SERS chế tạo bằng phƣơng pháp khử trực tiếp không sử dụng chitosan và sử dụng chitosan. Vị trí đỉnh đặc trƣng của melamine không sử dụng đế SERS và có sử dụng đế SERS chế tạo bằng phƣơng pháp khử trực tiếp với các loại chất khử.
Hệ số tăng cƣờng của các đế SERS chế tạo bằng phƣơng pháp khử trực tiếp trên các đế nền.102 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1. Sơ đồ biểu diễn bức xạ điện từ phân cực p tới trên một mặt phân cách phẳng giữa hai môi trƣờng kim loại – điện môi với góc tới θ. Minh họa sóng điện từ và điện tích bề mặt tại mặt phân cách giữa kim loại và vật liệu điện môi. Đƣờng cong tán sắc của các sóng SPP.
Ở giá trị k thấp, đƣờng cong tán sắc của các plasmon trùng với đƣờng tán sắc của photon. Sự phân bố thành phần điện trƣờng ngang chính của các mode đƣợc thể hiện dƣới dạng các đƣờng cong màu đỏ trên mặt cắt của mỗi cấu trúc. Minh họa cộng hƣởng plasmon bề mặt của thanh nano kim loại. Phổ hấp thụ cộng hƣởng plasmon của thanh nano vàng.
Hình ảnh hiển vi điện tử và LSPR đƣợc tính toán mô phỏng tƣơng ứng của một số các đơn hạt nano kim loại. Minh họa tính chất tứ cực (b) và sáu cực (c) của LSPR trong các thanh nano so với lƣỡng cực (a) và phân bố cƣờng độ trƣờng EM tƣơng ứng. Giản đồ các mức năng lƣợng dao động cho vạch phổ Raman. (a) Plasmon bề mặt định xứ.
(b) Phân cực Plasmon bề mặt. Ví dụ sự thay đổi cƣờng độ trƣờng điện từ định xứ .
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Trích dẫn luận án này
Nghiên cứu ảnh hưởng của cấu trúc đế lên trường plasmon định (2022) [Luận án tiến sĩ, Học viện Khoa học và Công nghệ]. LuanAn.net. https://luanan.net/vat-ly/anh-huong-cua-cau-truc-de-len-truong-plasmon-dinh-xu-cua-cac-cau-truc-nano-bac
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Nghiên cứu ảnh hưởng của cấu trúc đế lên trường plasmon định" nghiên cứu về vấn đề gì?
Nghiên cứu ảnh hưởng cấu trúc đế lên trường plasmon định. Phân tích tương quan và tối ưu hóa cho ứng dụng vật liệu nano.
Luận án "Nghiên cứu ảnh hưởng của cấu trúc đế lên trường plasmon định" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Học viện Khoa học và Công nghệ. Năm bảo vệ: 2022.
Luận án "Nghiên cứu ảnh hưởng của cấu trúc đế lên trường plasmon định" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Nghiên cứu ảnh hưởng của cấu trúc đế lên trường plasmon định" thuộc chuyên ngành Vật lý Chất rắn. Danh mục: Vật Lý.
Luận án "Nghiên cứu ảnh hưởng của cấu trúc đế lên trường plasmon định" có bao nhiêu trang?
Luận án "Nghiên cứu ảnh hưởng của cấu trúc đế lên trường plasmon định" có 134 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Nghiên cứu ảnh hưởng của cấu trúc đế lên trường plasmon định" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.