Thư viện tri thức trực tuyến
Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật
© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam
Nghiên cứu chế tạo và tính chất của các nano tinh thể bán dẫn cấu trúc nhiều lớp CdSe/ ZnSe/ ZnS, được chức năng hóa bề mặt nhằm ứng dụng chế tạo cảm biến huỳnh quang xác định một số loại thuốc trừ sâu
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU
----------------------
NGUYỄN NGỌC HẢI
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA CÁC NANO
TINH THỂ BÁN DẪN CẤU TRÚC NHIỀU LỚP
CdSe/ZnSe/ZnS, ĐƯỢC CHỨC NĂNG HÓA BỀ MẶT NHẰM
ỨNG DỤNG CHẾ TẠO CẢM BIẾN HUỲNH QUANG
XÁC ĐỊNH MỘT SỐ LOẠI THUỐC TRỪ SÂU
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU
HÀ NỘI- 2015
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU
----------------------
NGUYỄN NGỌC HẢI
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA CÁC NANO
TINH THỂ BÁN DẪN CẤU TRÚC NHIỀU LỚP
CdSe/ZnSe/ZnS, ĐƯỢC CHỨC NĂNG HÓA BỀ MẶT NHẰM
ỨNG DỤNG CHẾ TẠO CẢM BIẾN HUỲNH QUANG
XÁC ĐỊNH MỘT SỐ LOẠI THUỐC TRỪ SÂU
Chuyên ngành: Vật liệu điện tử
Mã số: 62440123
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. GS. TS. Đào Trần Cao
2. PGS. TS. Phạm Thu Nga
HÀ NỘI- 2015
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng
dẫn khoa học của GS. TS. Đào Trần Cao và PGS. TS. Phạm Thu Nga. Các số liệu,
kết quả trong luận án là trung thực và chưa được ai công bố trong bất cứ công trình
nào khác.
Tác giả luận án
Nguyễn Ngọc Hải
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới GS. TS. Đào Trần Cao và PGS.
TS. Phạm Thu Nga, những người thầy đã nhiệt tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn
thành những nội dung nghiên cứu của luận án này.
Tôi xin chân thành cảm ơn GS. TS. Nguyễn Quang Liêm, Viện trưởng Viện
Khoa học Vật liệu, PGS. TS. Nguyễn Xuân Nghĩa, PGS. TS. Phạm Hồng Dương,
PGS. TS. Vũ Đình Lãm đã động viên, góp ý, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và
nghiên cứu tại Viện khoa học Vật liệu; Tôi xin gửi lời cảm ơn PGS. TS. Lê Văn Vũ,
Giám đốc Trung tâm Khoa học Vật liệu, thuộc Khoa Vật lý, trường Đại học Khoa
học tự nhiên; TS. Đỗ Hùng Mạnh, phòng Vật lý vật liệu từ siêu dẫn, Viện Khoa học
Vật liệu; TS. Lê Thị Kim Oanh, Cục BVTV, Bộ NN&PTNT. GS. Agnès Maître,
TS. Laurent Coolen và cộng sự, Viện Khoa học về Nano Paris (INSP), Đại học
Pierre và Marie Curie & CNRS, Pháp. GS. Hanjo Lim (ĐH Ajou, Hàn quốc), GS.
Yong-Hoon Cho và cộng sự, Viện Khoa học và công nghệ tiên tiến Hàn Quốc
(KAIST) đã giúp tôi thực hiện một số phép đo các mẫu nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Vũ Đức Chính, ThS. Nguyễn Hải Yến, TS.
Ứng Thị Diệu Thúy, TS. Trần Thị Kim Chi, ThS. Dương Thị Giang và các anh, chị
phòng Vật liệu và ứng dụng quang sợi, Vật liệu quang điện tử, Phát triển thiết bị và
phương pháp phân tích, Thiết bị khoa học Cooperman và Vật liệu vô cơ đã luôn
giúp đỡ tôi trong việc thực hiện đề tài này.
Tôi xin cảm ơn Sở GD&ĐT Quảng Ninh, trường THPT Hoàng Quốc Việt đã
tạo điều kiện, hỗ trợ tôi về thời gian và kinh phí để tôi được học tập và nghiên cứu.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân và bạn bè đã động viên và
giúp đỡ tôi trong suốt thời gian vừa qua.
Tác giả luận án
Nguyễn Ngọc Hải
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
: thời gian sống phát xạ
a.u. : đơn vị tùy định
AChE : acetylcholinesterase
AET : 2-aminoethanethiol
Acceptor : chất nhận
ATCh : acetylthiocholine
Donor : chất cho
FE-SEM : kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường
FWHM : độ bán rộng phổ
HDA : hexadecylamine
M : mol/lít
ML : đơn lớp
MPA : 3 - mercaptopropionic acid
MPS : mercaptopropyltris(methyloxy)silane
nm : nano mét
OP : organophosphorus
PMMA : poly(methyl methacrylate)
ppm : phần triệu
ppb : phần tỉ
QY : hiệu suất lượng tử huỳnh quang
TCh : thiocholine
TEM : kính hiển vi điện tử truyền qua
TEOS : tetraethyl orthosilicate
TMAH : tetramethylammonium hydroxide trong methanol
(TMS)2S : hexamethyl disilthiane
TOP : trioctylphosphine
TOPO : trioctylphosphine oxide
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU........................................................................................................ 1
1. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 6
2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 6
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NANO TINH THỂ BÁN DẪN VÀ CẢM
BIẾN SINH HỌC HUỲNH QUANG............................................................... 9
1.1. Giới thiệu chung về nano tinh thể bán dẫn................................................ 9
1.1.1. Các chế độ giam giữ điện tử, lỗ trống và tính chất quang của QD ..........13
1.1.2. Các chuyển dời quang học ..................................................................17
1.1.3. Tính chất hấp thụ ánh sáng của chấm lượng tử.....................................19
1.1.4. Chuyển dời tái hợp phát xạ của cặp điện tử - lỗ trống............................20
1.1.5. Hiệu suất lượng tử của các chấm lượng tử............................................22
1.1.6. Thời gian sống của exciton trong chấm lượng tử...................................22
1.1.7. Mối liên quan giữa hiệu suất lượng tử và thời gian sống huỳnh quang ...24
1.2. Chấm lượng tử bán dẫn cấu trúc lõi/vỏ đa lớp.........................................25
1.2.1. Chấm lượng tử bán dẫn hai thành phần CdSe/ZnS và CdSe/ZnSe/ZnS.....25
1.2.2. Chấm lượng tử ba thành phần CdZnSe/ZnS ..........................................27
1.2.3. Tính chất quang phụ thuộc kích thước của QD bán dẫn hai và ba
thành phần .................................................................................................28
1.2.4. Nhấp nháy huỳnh quang của chấm lượng tử hai và ba thành phần..........29
1.3. Giới thiệu chung về cảm biến huỳnh quang dựa trên chấm lượng tử.......32
1.3.1. Cấu tạo cảm biến huỳnh quang dựa trên QD và enzyme.........................34
1.3.2. Nguyên lý hoạt động của cảm biến huỳnh quang dựa trên QD và
enzyme để phát hiện thuốc trừ sâu.................................................................39
1.3.3. Cơ chế truyền năng lượng trong cảm biến huỳnh quang.........................41
Kết luận chương 1 .........................................................................................43
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO CÁC CHẤM LƯỢNG TỬ CẤU
TRÚC NHIỀU LỚP VÀ CÁC KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM........................44
2.1. Phương pháp chế tạo chấm lượng tử CdSe/ZnSe/ZnS..............................44
2.1.1. Chuẩn bị các dung dịch tiền chất.........................................................44
2.1.2. Phương pháp chế tạo chấm lượng tử lõi CdSe.......................................45
2.1.3. Phương pháp bọc lớp đệm ZnSe lên lõi CdSe........................................46
2.1.4. Phương pháp bọc lớp vỏ ZnS lên CdSe/ZnSe.........................................47
2.2. Phương pháp chế tạo chấm lượng tử ba thành phần CdZnSe/ZnS ...........48
2.2.1. Phương pháp chế tạo chấm lượng tử CdZnSe........................................48
2.2.2. Phương pháp bọc vỏ ZnS cho QD lõi CdZnSe .......................................51
2.3. Một số kỹ thuật thực nghiệm nghiên cứu cấu trúc và tính chất quang
của chấm lượng tử.........................................................................................52
2.3.1. Xác định hình dáng và kích thước của chấm lượng tử bằng kính hiển
vi điện tử truyền qua (TEM) .........................................................................52
2.3.2. Xác định pha tinh thể bằng phương pháp nhiễu xạ tia X.........................53
2.3.3. Phân tích thành phần nguyên tố bằng phổ tán sắc năng lượng EDS........55
2.3.4. Phương pháp đo phổ hấp thụ...............................................................55
2.3.5. Xác định kích thước và nồng độ của các chấm lượng tử.........................57
2.3.6. Phương pháp ghi phổ huỳnh quang......................................................58
2.3.7. Phép đo hiệu suất lượng tử của chấm lượng tử......................................60
2.3.8. Phép đo huỳnh quang tắt dần và thời gian sống huỳnh quang.................61
Kết luận chương 2 .........................................................................................62
Chương 3: CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC CHẤM
LƯỢNG TỬ BÁN DẪN HAI VÀ BA THÀNH PHẦN CẤU TRÚC
NHIỀU LỚP .................................................................................................63
3.1. Các tính chất của chấm lượng tử bán dẫn hai thành phần .......................63
3.1.1. Hình thái và cấu trúc tinh thể của chấm lượng tử CdSe/ZnSe/ZnS...........63
3.1.2. Tính chất hấp thụ và huỳnh quang của chấm lượng tử CdSe/ZnSe/ZnS....66
3.1.3. Thời gian sống phát xạ exciton của QD CdSe/ZnS và CdSe/ZnSe/ZnS ở
nhiệt độ 300K..............................................................................................73
3.1.4. Hiện tượng nhấp nháy huỳnh quang của chấm lượng tử
CdSe/ZnSe/ZnS............................................................................................76
3.2. Các tính chất của chấm lượng tử bán dẫn ba thành phần ........................78
3.2.1. Hình dạng và cấu trúc của các nano tinh thể CdZnSe/ZnS......................79
3.2.2. Tính chất hấp thụ và huỳnh quang của chấm lượng tử CdZnSe/ZnS ........83
3.2.3. Huỳnh quang tắt dần và nhấp nháy huỳnh quang của chấm lượng tử
CdZnSe/ZnS................................................................................................83
Kết luận chương 3 .........................................................................................86
Chương 4: CHẾ TẠO CẢM BIẾN SINH HỌC SỬ DỤNG CÁC CHẤM
LƯỢNG TỬ CẤU TRÚC NHIỀU LỚP ĐƯỢC CHỨC NĂNG HÓA .............87
4.1. Biến đổi bề mặt các chấm lượng tử bằng MPA ........................................87
4.2. Chức năng hóa bề mặt các chấm lượng tử bằng SA .................................91
4.3. Phương pháp gắn enzyme AChE lên QD-SA............................................92
4.4. Ảnh hưởng của ATCh lên huỳnh quang của QD......................................93
4.4.1. Qui trình chế tạo ATCh.......................................................................93
4.4.2. Khảo sát sự ảnh hưởng của ATCh và AChE lên huỳnh quang của QD.....93
4.5. Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu lên huỳnh quang của QD...........................94
4.6. Ảnh hưởng của độ pH lên huỳnh quang của QD......................................96
Kết luận chương 4 .........................................................................................99
Chương 5: SỬ DỤNG CẢM BIẾN SINH HỌC HUỲNH QUANG CHẾ
TẠO TỪ CHẤM LƯỢNG TỬ ĐỂ XÁC ĐỊNH DƯ LƯỢNG MỘT SỐ
LOẠI THUỐC TRỪ SÂU............................................................................100
5.1. Giới thiệu chung về thuốc trừ sâu sử dụng trong luận án.......................100
5.1.1. Giới thiệu chung và phân loại thuốc trừ sâu........................................101
5.1.2. Thuốc trừ sâu parathion metyl...........................................................102
5.1.3. Thuốc trừ sâu trichlorfon..................................................................102
5.1.4. Thuốc trừ sâu carbosulfan.................................................................103
5.1.5. Thuốc trừ sâu acetamiprid ................................................................103
5.1.6. Thuốc trừ sâu cypermethrin...............................................................104
5.1.7. Thuốc trừ sâu abamectin...................................................................104
5.2. Kết quả khảo sát về cường độ huỳnh quang của các cảm biến chế tạo
từ QD khi nồng độ thuốc trừ sâu thay đổi....................................................104
5.2.1. Qui trình chung để ghi phổ huỳnh quang của cảm biến đã chế tạo........104
5.2.2. Huỳnh quang của cảm biến chế tạo từ QD CdSe/ZnS...........................107
5.2.3. Huỳnh quang của cảm biến chế tạo từ QD CdSe/ZnSe/ZnS ..................109
5.2.4. Huỳnh quang của cảm biến chế tạo từ QD CdZnSe/ZnS.......................112
5.2.5. Sự thay đổi của cường độ huỳnh quang của cảm biến theo thời gian.....116
5.2.6. So sánh huỳnh quang của cảm biến chế tạo từ một số loại QD khác......119
5.3. Kết quả sử dụng cảm biến đã chế tạo phát hiện dư lượng thuốc trừ sâu
trên lá chè....................................................................................................124
Kết luận chương 5 .......................................................................................126
KẾT LUẬN .................................................................................................127
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG BỐ KẾT QUẢ
CỦA LUẬN ÁN...........................................................................................129
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................132
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Các tính chất và bán kính Bohr aB của một số loại bán dẫn khối.........16
Bảng 1.2. Bốn loại lực tương tác chính trong các hệ phân tử và sinh học ...........41
Bảng 3.1. Hiệu suất lượng tử của một số mẫu QD CdSe đã chế tạo...................77
Bảng 3.2. Thời gian sống của một số mẫu CdSe đã chế tạo...............................77
Bảng 3.3. Thành phần nguyên tố được phân tích bằng EDS của một số mẫu QD ...82
Bảng 5.1. Các thuốc trừ sâu đã sử dụng trong thực nghiệm luận án. ................101
Bảng 5.2. Tỉ lệ biến đổi cường độ huỳnh quang tương đối I/Io ........................114
Bảng 5.3. Thuốc trừ sâu thương phẩm thử nghiệm trên lá chè.........................124
Bảng 5.4. Sự giảm cường độ huỳnh quang và dư lượng thuốc trừ sâu Motox
và Tungatin.................................................................................126
DANH MỤC HÌNH
Hình M.1. Sơ đồ tóm lược các nội dung nghiên cứu chính của luận án.............. 5
Hình 1.1. Minh họa của các QD cấu trúc lõi và lõi/vỏ có bước sóng phát xạ
thay đổi theo kích thước (a), và ảnh QD CdSe (b) và CdZnSe (c)
của nhóm nghiên cứu đã chế tạo. ................................................... 9
Hình 1.2. Minh họa sự hình thành các vùng năng lượng từ các quỹ đạo
nguyên tử đối với số nguyên tố giả thiết là M.................................10
Hình 1.3. Sự giam giữ lượng tử làm thay đổi mật độ trạng thái, từ tinh thể
bán dẫn khối (a) đến giếng lượng tử (b), dây lượng tử (c) và chấm
lượng tử (d).................................................................................11
Hình 1.4. Sơ đồ minh họa hai vùng năng lượng của vật liệu khối và các
mức năng lượng của điện tử (e) và lỗ trống (h), và các chuyển dời
hấp thụ được phép trong QD........................................................12
Hình 1.5. Sơ đồ minh họa cấu trúc vùng năng lượng của vật liệu bán dẫn
khối nhóm AIIIBV; AIIBVI và AIVBVI và các trạng thái năng lượng
của nano tinh thể .........................................................................13
Hình 1.6. Khoảng cách
B a
của một cặp điện tử (e) - lỗ trống (h) liên kết với
nhau trong tinh thể có kích thước so sánh được với bán kính Bohr
của nó ........................................................................................15
Hình 1.7. Biểu đồ mức năng lượng phụ thuộc kích thước và các chuyển dời
hấp thụ quang học được phép trong QD.........................................19
Hình 1.8. Cấu trúc tinh tế của chuyển dời exciton cơ bản trong một QD
CdSe bán kính R = 1,7 nm............................................................20
Hình 1.9. Sơ đồ biểu diễn các tính chất phát xạ của QD, lưỡng cực bị suy
biến theo hai chiều.......................................................................21
Hình 1.10. Hình minh họa quá trình “on”-“off” của một QD khi được chiếu
sáng liên tục................................................................................30
Hình 1.11. Sơ đồ phân loại cảm biến sinh học ................................................33
Hình 1.12. Sơ đồ cấu trúc của một cảm biến sinh học......................................33
Hình 1.13. Sơ đồ mô tả tính đặc hiệu của enzyme...........................................36
Hình 1.14. Mô phỏng acetylcholinesterase (AChE) với cấu trúc đơn vị
aminoaxit Ser(200), His (440), Glu (327) ......................................36
Hình 1.15. Sơ đồ quá trình thủy phân ATCh...................................................38
Hình 1.16. Mô hình mô tả liên kết sinh học giữa avidin và biotin (a) và tương
tác tĩnh điện giữa SA và nhóm chức COOH-
..................................39
Hình 1.17. Mô hình một cảm biến huỳnh quang dựa trên QD và AChE ............40
Hình 1.18. Mô hình mức năng lượng hấp thụ, phát xạ FRET ...........................42
Hình 1.19. Mô hình truyền năng lượng BRET với acceptor là QD....................43
Hình 2.1. Hình ảnh hệ chế tạo QD. ..............................................................45
Hình 2.2. Sơ đồ các bước chế tạo chấm lượng tử CdSe/ZnSe/ZnS..................48
Hình 2.3 Quy trình chế tạo các chấm lượng tử CdZnSe ................................50
Hình 2.4. Sơ đồ các bước bọc vỏ ZnS cho lõi CdZnSe...................................52
Hình 2.5. Sơ đồ nguyên lý của hiển vi điện tử truyền qua (TEM) ...................53
Hình 2.6. Hiện tượng nhiễu xạ xảy ra trên các mặt phẳng mạng p trong QD....54
Hình 2.7. Sơ đồ nguyên lý của hệ đo hấp thụ quang học UV-Vis-NIR. ...........56
Hình 2.8. Sự phụ thuộc kích thước của QD CdSe vào bước sóng tại đỉnh
hấp thụ exciton thứ nhất...............................................................57
Hình 2.9. Sơ đồ nguyên lý hệ đo LabRam-1B...............................................59
Hình 3.1. Ảnh TEM các mẫu QD CdSe (a), CdSe/ZnSe 2 ML (b), CdSe/ZnSe
2 ML/ZnS 4,4 ML (c) và CdSe/ZnSe 2 ML/ZnS 4,4 ML (d)...............64
Hình 3.2. Giản đồ nhiễu xạ tia X của loạt mẫu CdSe/ZnSe 2 ML/ZnS x ML
so với thẻ chuẩn. .........................................................................65
Hình 3.3. Phổ hấp thụ của các mẫu QD CdSe, CdSe/ZnS x ML (a);
CdSe/ZnSe 2 ML/ZnS x ML (b), x = 2 -18 và CdSe; CdSe/ZnSe 2
ML và CdSe/ZnSe 2 ML/ZnS 4,4 ML (c). .....................................67
Hình 3.4. Phổ huỳnh quang của các QD CdSe; CdSe/ZnSe 1,5 ML; 2 ML
với kích thước lõi 3,2 nm (a), và CdSe; CdSe/ZnSe 2 ML;
CdSe/ZnSe 2 ML/ZnS 19 ML kích thước lõi 4,2 nm (b)..................69
Hình 3.5. Phổ huỳnh quang của các mẫu QD CdSe/ZnS, kích thích bằng
bước sóng 488 nm, được đo tại nhiệt độ phòng, (a) là sự thay đổi
cường độ đỉnh huỳnh quang theo số lớp vỏ ZnS, (b) là sự dịch
đỉnh huỳnh quang và (c) là độ rộng bán phổ của các QD CdSe và
CdSe//ZnS x ML, với x = 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 và 18. ............71
Hình 3.6. Phổ huỳnh quang của mẫu CdSe, CdSe/ZnSe 2 ML/ZnS x ML với x = 0,
2, 3, 10, 13, 16, 19 (a), sự thay đổi (b), tỉ lệ tăng cường độ đỉnh huỳnh
quang (c) và sự dịch đỉnh và độ bán rộng phổ (d) theo số lớp vỏ..........72
Hình 3.7. Đường cong huỳnh quang tắt dần, đo với bước sóng kích thích
400 nm của mẫu CdSe/ZnS x ML (a), CdSe/ZnSe 2 ML/ZnS x
ML (b) và đường phụ thuộc của vào số đơn lớp ZnS (c). ..............74
Hình 3.8. Các đường cong huỳnh quang tắt dần của QD CdSe/ZnSe 2,5
ML ở nhiệt độ 4,5 -295 K...........................................................75
Hình 3.9. Biểu đồ phần trăm thời gian ở trạng thái “on” của đơn chấm CdSe
(a) và CdSe/ZnSe 2 ML/ZnS 19 ML (b). .......................................76
Hình 3.10. Trạng thái (a) “on” và (b) “off” của QD CdSe, CdSe/ZnSe 2 ML
và CdSe/ZnSe 2 ML/ZnS 4,4 ML.................................................77
Hình 3.11. Ảnh các mẫu QD ba thành phần CdZnSe/ZnSeS x ML x = 0, 2, 4,
6 (a), CdZnSe/ZnSe1-ySy 4 ML (y = 0,2; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8) (b),
phát xạ dưới ánh sáng có bước sóng 380 nm. .................................79
Hình 3.12. Ảnh TEM của các mẫu QD ba thành phần lõi CdZnSe. ...................79
Hình 3.13. Ảnh TEM của mẫu Cd0,2Zn0,8Se/ZnS2ML (a) và Cd0,2Zn0,8Se/ZnS 4ML (b)....80
Hình 3.14. Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu QD ba thành phần lõi
CdZnSe (1), lõi/vỏ CdZnSe/ZnS với số lớp vỏ khác nhau: 2 ML
(2), 4 ML (3), và 6 ML (4). ..........................................................80
Hình 3.15. Phổ EDS của loạt mẫu Cd0,2Zn0,8Se/ZnS x ML, x = 0, 2, 4, 6...........83
Hình 3.16. Phổ hấp thụ (a) và phổ huỳnh quang được kích thích bằng ánh
sáng có bước sóng 380 nm (b) của mẫu lõi Cd0.2Zn0.8Se và lõi/vỏ
CdZnSe/ZnS x ML, x = 2, 4, 6, chế tạo ở nhiệt độ 280oC. ...............83
Hình 3.17. Đường cong huỳnh quang tắt dần của loạt mẫu CdZnSe/ZnSx ML, x
= 2, 4, 6, được làm khớp với hàm là tổng của hai số hạng e mũ.............84
Hình 3.18. Ảnh phát quang của các đơn QD...................................................85
Hình 3.19. Cường độ vết thời gian độ phân giải 100 ms của bốn nano tinh thể
khác nhau của các mẫu lõi Cd0.2Zn0.8Se và lõi/vỏ CdZnSe/ZnS x
ML, x = 2, 4, 6, (a), và tỉ lệ thời gian ở trạng thái “on” (b)...............85
Hình 4.1. Mô hình biến đổi bề mặt QD bằng MPA........................................88
Hình 4.2. Sơ đồ các bước biến đổi bề mặt QD với MPA................................89
Hình 4.3. Dung dịch chứ QD tách pha sau 40 giờ (a). QD tách pha phát xạ
dưới ánh sáng kích thích 360 nm (b) và QD đã biến đổi bề mặt
phân tán trong nước (c). ...............................................................90
Hình 4.4. Phổ huỳnh quang của mẫu QD CdSe/ZnSe 2 ML/ZnS 4,4 ML
phân tán trong chloroform, và trong nước khi được gắn nhóm SCOOH (MPA), kt = 488 nm, T = 300 K........................................90
Hình 4.5. Sơ đồ các bước và ảnh chụp thực nghiệm gắn SA cho QD...............91
Hình 4.6 Sơ đồ các bước và ảnh chụp thực nghiệm gắn AChE cho QD. .........93
Hình 4.7. Phổ huỳnh quang của loạt mẫu CdSe/ZnSe/ZnS-ATCh với nồng
độ ATCh thay đổi (2-20 mmol/l) (a), sự phụ thuộc của cường độ
huỳnh quang vào nồng độ ATCh (b) .............................................94
Hình 4.8. Phổ huỳnh quang của QD CdSe/ZnSe 2 ML/ZnS 4,4 ML không
và có mặt thuốc trừ sâu (a), và QD; QD-AChE-ATCh và QDAChE-ATCh-parathion methyl 5 ppm (b)......................................96
Hình 4.9. Đo độ pH của các mẫu QD được phân tán cùng một nồng độ
trong môi trường nước .................................................................97
Hình 4.10. Phổ huỳnh quang CdSe/ZnS 13 ML (a), CdSe/ZnSe 2 ML/ZnS 19
ML (b) và CdZnSe/ZnS 6 ML (c) và cường độ huỳnh quang tích
phân (d) phụ thuộc vào độ pH......................................................................98
Hình 4.11. Mô hình giải thích sự phụ thuộc của cường độ huỳnh quang vào độ pH.....98
Hình 5.1. Mẫu thuốc trừ sâu trichlorfon, carbosulfan, cypermethrin,
abamectin, do Cục BVTV, Bộ NN&PTNT cung cấp ....................102
Hình 5.2. Sơ đồ mô tả nguyên lý xác định thuốc trừ sâu của cảm biến sử
dụng QD và AChE ....................................................................106
Hình 5.3. Cơ chế ức chế enzyme AChE bởi parathion metyl
(organophosphate) và carbosulfan (carbamate).............................106
Hình 5.4. Phổ huỳnh quang của mẫu CdSe/ZnS-AChE với parathion
methyl, nồng độ 0,5; 2; 5; 8; 10 (ppm) (a) và acetamiprid nồng
độ 2,5; 4; 5; 8; 10 (ppm). Đường phụ thuộc giữa cường độ huỳnh
quang tích phân và nồng độ thuốc trừ sâu parathion methyl và
acetamiprid (c). .........................................................................108
Hình 5.5. Phổ huỳnh quang của loạt mẫu QD CdSe/ZnS 14 ML-SA-AChE
với nồng độ parathion methyl thay đổi (0.05, 2, 5 and 8 ppb) (a)
và sự phụ thuộc cường độ đỉnh và nồng độ parathion methyl (b)....109
Hình 5.6. Phổ huỳnh quang của mẫu CdSe/ZnSe/ZnS-AChE với PM (a) và
acetamiprid (b) nồng độ trong khoảng 0,2; 0,8 (ppm) và 0,1; 0,4
(ppm) tương ứng .......................................................................110
Hình 5.7. Phổ huỳnh quang của CdSe/ZnSe 2 ML/ZnS 4,4 ML với nồng độ
thuốc trừ sâu trichlorfon 0,1; 0,5; 1,0; 3,0; 5,0 (ppm)(a) và cường
độ huỳnh quang tích phân tương ứng (b)......................................111
Hình 5.8. Phổ huỳnh quang của các mẫu CdSe/ZnSe 2 ML/ZnS 8 ML –
parathion methyl với nồng độ thay đổi 0,05; 0,1; 0,3; 0,5; 1; 3
ppm..........................................................................................111
Hình 5.9. Mô hình giải thích cơ chế thay đổi cường độ huỳnh quang của
QD khi có thuốc trừ sâu. ............................................................112
Hình 5.10. Phổ huỳnh quang (a) và cường độ đỉnh tích phân(b) của mẫu
Cd0,2Zn0,8Se/ZnS 6 ML gắn AChE-ATCh. ...................................113
Hình 5.11. Phổ huỳnh quang và giá trị pH tương ứng của trichlorfon (a),
cypermethrin (b), abamectin (c), carbosulfan (d), và sự biến đổi
cường độ huỳnh quang theo nồng độ thuốc trừ sâu (e) và cường
độ đỉnh tương đối I/Io (f). ...........................................................114