Hiện tƣợng cộng hƣởng plasmon bề mặt của
các hạt nano kim loại

Trần Thu Hà

Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Khoa Vật lý
Luận văn ThS Chuyên ngành: Quang học; Mã số: 60 44 11
Ngƣời hƣớng dẫn: TS. Ngạc An Bang
Năm bảo vệ: 2011 Abstract: Hệ thống hóa cơ sở lý luận về hạt nano kim loại: Hiện tƣợng
cộng hƣởng plasmon bề mặt của các hạt nano kim loại; Các phƣơng pháp
chế tạo hạt nano kim loại; Các phƣơng pháp khảo sát. Tiến hành thực
nghiệm: Chế tạo hạt nano vàng; Chế tạo hạt nano Au-core/Ag-shell;
Khảo sát đặc trƣng cấu trúc XRD; Nghiên cứu phổ tán sắc năng lƣợng
EDS; Khảo sát vi hình thái TEM; Nghiên cứu phổ hấp thụ. Trình bày một
số kết quả nhƣ: Kết quả chế tạo mẫu bằng phƣơng pháp hóa khử; Kết quả
phân tích cấu trúc XRD; Phổ tán sắc năng lƣợng EDS; Kết quả vi hình
thái TEM; Kết quả đo phổ hấp thụ

Keywords: Hiện tƣợng cộng hƣởng; Hạt nano kim loại; Quang học; Vật lý

Content
Quan sát thực nghiệm về tƣơng tác photon-plasmon trên bề mặt hạt nano kim
loại ta thấy hiệu ứng tăng cƣờng phát xạ rất mạnh của các hạt nano.
Nghiên cứu hiện tƣợng cộng hƣởng plasmon bề mặt của hạt nano Au và Au-
core/Ag-shell có tính định hƣớng ứng dụng rất cao.
Ngoài mở đầu và kết luận, luận văn gồm 3 chƣơng:
Chƣơng 1: Cơ sở lý thuyết
Chƣơng 2: Thực nghiệm

* Thứ hai: vị trí đỉnh cộng hƣởng plasmon phụ thuộc vào bản chất của chính vật
liệu đó (phụ thuộc vào hằng số điện môi của vật liệu).
* Thứ ba: vị trí đỉnh cộng hƣởng plasmon còn phụ thuộc vào môi trƣờng xung
quanh kim loại đó (𝜀
𝑚
hoặc tỷ số 𝜀
0
/𝜀
𝑚
)
CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM
2.1. Chế tạo hạt nano vàng
2.1.1. Sử dụng chất khử SCD
Khi sử dụng chất khử này, chúng tôi tiến hành hai quy trình:

a. Quy trình (1) . Hình 2.1. Quy trình chế tạo hạt nano Au với chất khử SCD
b. Quy trình (2)
Hình 2.2. Quy trình khảo sát sự biến đổi hạt nano Au theo thời gian, nhiệt độ

4
Bơm vào

Hình 2.3. Quy trình chế tạo hạt nano Au với chất khử NaBH
4

2.2. Chế tạo hạt nano Au-core/Ag-shell
Giai đoạn thứ nhất: Chúng tôi chế tạo hạt nano Au bằng phƣơng pháp hóa khử nhƣ
quy trình (1) trong mục 2.1.1.
Sau đó hạt nano Au-core/Ag-shell sẽ đƣợc chế tạo theo quy trình đƣợc trình bày
trong hình 2.4
Hình 2.4. Quy trình chế tạo hạt nano Au-core/Ag-shell
2.3. Khảo sát đặc trƣng cấu trúc XRD
2.4. Nghiên cứu phổ tán sắc năng lƣợng EDS
2.5. Khảo sát vi hình thái TEM
2.6. Nghiên cứu phổ hấp thụ
Hỗn hợp dung dịch gồm có:
HAuCl

H
8
O
6

Hạt nano Au-
core/Ag-shell
Khuấy đều
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả chế tạo mẫu bằng phƣơng pháp hóa khử
3.1.1. Mẫu hạt nano vàng chế tạo bằng phương pháp hóa khử

Hình 3.1. Ảnh chụp một số mẫu hạt Au chế tạo sử dụng chất khử SCD
Hình 3.2. Ảnh chụp một số mẫu
hạt Au chế tạo sử dụng chất khử
NaBH
4


Intensity (a.u)
2Theta
(111)
(200)
25 30 35 40 45 50
0
20
40
60
80
100
120
140
160Intensity (a.u)
(111)
(200)
2Theta
Phổ XRD của mẫu hạt nano AuPhổ XRD của mẫu Au-core/Ag-shell
Bảng 3.1. Thông số mạng tinh thể của các mẫu hạt nano Au và Au-core/Ag-shell
Đỉnh nhiễu xạ
Phổ chuẩn
Au
Au-core/Ag-shell
{111}
2θ
38,18
0

4,0786Å
4,083 Å
4,082 Å
3.3. Phổ tán sắc năng lƣợng Hình 3.9. Phổ EDS của mẫu hạt nano Au-core/Ag-shell 3.4. Kết quả vi hình thái TEM
3.4.1. Mẫu hạt vàng chế tạo bằng phương pháp hóa khử
3.4.2. Mẫu Au-core/Ag-shell 3.5. Kết quả đo phổ hấp thụ

SCD_Au8
Au khu bang SCD
500 520 540 560
0.7
0.8
0.9
1.0
Abs (a.u)
Wavelength (nm)
300 400 500 600 700 800 900
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0Abs (a.u)
Wavelength (nm)
Au10
Au9
Au8
Au7
Au6
Au5
Au4
Au3
Au2
Au1

SB8
Absorbance (a.u)
Wavelength (nm)
500 550
0.4
0.6
0.8
Abs (a.u)
Wavelength (nm)
300 400 500 600 700 800 900
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
hạt kim loại có kích thước nanomet , Luận văn thạc sỹ trường ĐHKHTN-
ĐHQGHN.

5. Phùng Thị Thơm (2009), Chế tạo và nghiên cứu hiện tượng cộng hưởng plasmon
bề mặt của các thanh vàng kích thước nano, Luận văn thạc sỹ trường ĐHKHTN-
ĐHQGN.

Tiếng Anh
6. Benito Rodríguez-González, Paul Mulvaney, and Luis M. Liz-Mazán (2007), “An
electrochemical model for gold colloid formation via citrte reduction”, Z. Phys.
Chem, 221, pp. 415-426.

7.Sailat Mandal, PR. Selvakannan, Renu Pasricha and Minali Satry (2003), “Keggin ions
as UV-Switchable reducing agents in the synthesis of Au-core/Ag-shell
nanoparticles”, J. Am. Chem. Soc, 125(28), pp. 8440–8441.

8.PR. Selvakannan, Anita Swami, D Srisathiyanarayanan, Pravin S Shirude, Renu
Pasricha, Anandro B. Mandale và Minali Satry (2004), “Synthesis of Aqueous Au
Core−Ag Shell Nanoparticles Using Tyrosine as a pH-Dependent Reducing Agent
and Assembling Phase-Transferred Silver Nanoparticles at the Air−Water
Interface”, Langmuir, 20(18), pp. 7825–7836.

9. Yong Yang, Jianlin Shi, Go Kawamura and Masayuki Nogami (2008), “Preparation of
Au-Ag, Ag-Au core-shell bimetallic nanoparticles for surface-enhanced Raman
scattering”, Scripta materialia, 58, pp. 862-865.