Tải bản đầy đủ (.pdf) (164 trang)

(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu tống họp các chấm lượng tử phát quang ZnSe, ZnSe Mn ZnS, ZnSe ZnS Mn ZnS định hướng ứng dụng trong y sinh

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (13.42 MB, 164 trang )

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

BÙI THỊ DIỄM

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CÁC CHẤM LƯỢNG TỬ
PHÁT QUANG ZnSe, ZnSe:Mn/ZnS, ZnSe/ZnS:Mn/ZnS
ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG Y SINH

LUẬN ÁN TIẾN SỸ

KHOA HỌC VẬT LIỆU

TP. HỒ CHÍ MINH – 2021


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

BÙI THỊ DIỄM


NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CÁC CHẤM LƯỢNG TỬ
PHÁT QUANG ZnSe, ZnSe:Mn/ZnS, ZnSe/ZnS:Mn/ZnS
ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG Y SINH

Chuyên ngành: Vật liệu quang học, quang điện tử và quang tử
Mã số: 9440127

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. GS. TS. Nguyễn Quang Liêm
2. TS. Lương Thị Bích
TP. HỒ CHÍ MINH – 2021


LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng

dẫn của GS.TS. Nguyễn Quang Liêm và TS. Lương Thị Bích. Các số liệu và kết
quả nghiên cứu trong luận án hoàn toàn trung thực, một số kết quả là kết quả chung
của nhóm nghiên cứu trong đề tài Sở Khoa Học và Công Nghệ TPHCM.
Tác giả luận án

Bùi Thị Diễm

i


LỜI CẢM ƠN

Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc và đầy kính trọng đến GS. TS. Nguyễn
Quang Liêm, TS. Lương Thị Bích và PGS. TS. Nguyễn Phương Tùng đã hướng
dẫn tận tâm cho tôi bằng tất cả tâm huyết và sự quan tâm hết mực của người thầy
đến nghiên cứu sinh suốt cả một chặng đường dài nghiên cứu đề tài luận án. Thầy
cô luôn tạo mọi cơ hội và điều kiện tốt nhất đế tơi có thể thực hiện và hồn thành
các thí nghiệm trong luận án.
Tơi xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo Học viện Khoa học và Công nghệ – Viện
Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Ban giám hiệu và Khoa Công nghệ
Hóa học – Trường Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều
kiện thuận lợi cho tơi được thực hiện và hồn tất các kế hoạch nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo của quý thầy cô, anh chị em và
bạn đồng nghiệp đang cơng tác tại Phịng thí nghiệm Vật liệu Nano và phụ gia dầu
khí, Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng - Viện Hàn lâm Khoa học và Cơng nghệ
Việt Nam, khoa Cơng nghệ Hóa học – Trường Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ
Chí Minh, Khoa Hóa học, Khoa Vật lý – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà
Nội, Học viện Khoa học và Công nghệ đã giúp đỡ, đã luôn tin tưởng, động viên và
tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi làm thực nghiệm, đo mẫu trong suốt q trình
nghiên cứu.
Cuối cùng, tơi xin cảm ơn gia đình, những người thân ln động viên về tinh
thần, thời gian và vật chất để tơi có động lực trong công việc và nghiên cứu khoa
học.
Tác giả luận án

Bùi Thị Diễm

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................i

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................... vii
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................... viii
DANH MỤC HÌNH VẼ .............................................................................................ix
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................xv
1. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................xv
1. Mục tiêu của luận án ............................................................................................xvi
2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................xvi
2.1. Tổng hợp vật liệu ..............................................................................................xvi
2.2. Nghiên cứu tính chất đặc trưng của vật liệu ................................................... xvii
2.3. Đánh giá khả năng ứng dụng trong y sinh của các hạt nano ........................... xvii
3. Các đóng góp mới, ý nghĩa lý luận và ý nghĩa thực tiễn ................................... xvii
4. Bố cục và nội dung của luận án ......................................................................... xvii
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .....................................................................................1
1.1. Vật liệu nano.......................................................................................................1
1.2. Một số hiệu ứng đặc biệt của vật liệu có kích thước nano .................................3
1.2.1. Hiệu ứng giam giữ lượng tử .............................................................................3
1.2.2. Hiệu ứng kích thước .........................................................................................4
1.2.3. Hiệu ứng bề mặt ...............................................................................................5
1.3. Tính chất quang chấm lượng tử ..........................................................................6
1.4. Vật liệu ZnSe ......................................................................................................6
1.4.1. Cấu trúc và tính chất của ZnSe ........................................................................6
1.5. Vật liệu ZnS ......................................................................................................10
1.5.1. Cấu trúc của vật liệu ZnS ...............................................................................10
1.5.2. Tính chất của vật liệu ZnS .............................................................................11
1.6. Chất ổn định bề mặt bề mặt ..............................................................................12
1.6.1. Khái niệm và đặc điểm ...................................................................................12
1.6.2. Tác dụng của chất ổn định bề mặt ..................................................................13
iii



1.6.3. Một số chất ổn định bề mặt ............................................................................13
1.7. Phương pháp tổng hợp hạt nano có cấu trúc lõi/vỏ ..........................................18
1.7.1. Các phương pháp tổng hợp vật liệu ZnSe ......................................................19
1.7.2. Tổng hợp lõi cho hạt nano có cấu trúc lõi/vỏ .................................................22
1.7.3. Chế tạo lớp vỏ cho hạt nano có cấu trúc lõi/vỏ ..............................................22
1.7.4. Tình hình nghiên cứu chấm lượng tử ZnSe ...................................................23
CHƯƠNG 2.

THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....30

2.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị ............................................................................30
2.1.1. Hóa chất..........................................................................................................30
2.1.2. Dụng cụ và thiết bị .........................................................................................31
2.2. Tổng hợp các QD ZnSe, ZnSe:Mn, ZnSe:Mn/ZnS, ZnSe/ZnS:Mn/ZnS sử dụng
chất ổn định bề mặt 3-mercaptopropionic axit (MPA) .............................................31
2.2.1. Tổng hợp hạt nano phát quang ZnSe-MPA ...................................................31
2.2.2. Tổng hợp nano phát quang ZnSe:Mn-MPA ...................................................33
2.2.3. Tổng hợp nano phát quang ZnSe:Mn/ZnS-MPA ...........................................33
2.2.4. Tổng hợp nano phát quang ZnSe/ZnS:Mn/ZnS-MPA ...................................34
2.3. Tổng hợp các QD ZnSe, ZnSe:Mn/ZnS, ZnSe/ZnS:Mn/ZnS sử dụng chất ổn
định bề mặt Polyethylene glycol (PEG) ....................................................................35
2.3.1. Tổng hợp hạt nano phát quang ZnSe-PEG.....................................................35
2.3.2. Tổng hợp nano phát quang lõi ZnSe:Mn-PEG...............................................36
2.3.3. Tổng hợp nano phát quang ZnSe:Mn/ZnS-PEG ............................................36
2.3.4. Tổng hợp nano phát quang ZnSe/ZnS:Mn/ZnS-PEG ....................................36
2.4. Tổng hợp các QD ZnSe, ZnSe:Mn, ZnSe:Mn/ZnS, ZnSe/ZnS:Mn/ZnS sử dụng
chất ổn định bề mặt hồ tinh bột (HTB) .....................................................................37
2.4.1. Tổng hợp hạt nano phát quang ZnSe-HTB ....................................................37
2.4.2. Tổng hợp hạt nano phát quang ZnSe:Mn-HTB .............................................37

2.4.3. Tổng hợp QDs ZnSe:Mn/ZnS-HTB ...............................................................38
2.4.4. Tổng hợp QDs ZnSe/ZnS:Mn/ZnS-HTB .......................................................38
2.5. Các phương pháp khảo sát và nghiên cứu vật liệu ...........................................39
2.5.1. Chiếu đèn UV .................................................................................................39
2.5.2. Phương pháp phổ tử ngoại khả kiến (UV-Vis) ..............................................39
iv


2.5.3. Phương pháp phổ huỳnh quang (Photoluminescence, PL) ............................40
2.5.4. Phương pháp phổ hồng ngoại (IR) .................................................................40
2.5.5. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) ...............................................................41
2.5.6. Phổ quang điện tử tia X (XPS) .......................................................................41
2.5.7. Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM) ............................................42
2.5.8. Phương pháp phổ tán sắc năng lượng tia X (EDS). .......................................42
2.5.9. Phổ tán xạ Raman ...........................................................................................43
2.5.10. Hiệu suất lượng tử của các chấm lượng tử ..................................................43
2.6. Đánh giá khả năng tương thích của nano phát quang với kháng thể bằng kỹ
thuật SDS - pages. .....................................................................................................44
2.7. Tiến hành chạy flow cytometry xác định nồng độ tối ưu giữa tương tác kháng
thể (Ab) và hạt nano phát quang (QD). .....................................................................46
2.8. Khảo sát khả năng phát hiện tác nhân gây bệnh của hạt QD–Ab trên chủng
MRSA và E.coli O157: H7 .......................................................................................46
2.9. Ứng dụng hạt QD–Ab phát hiện chủng gây bệnh trên mẫu (giả mẫu) ............47
CHƯƠNG 3.

KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN ..........................................................48

Phần A: Chất ổn định bề mặt axit 3-mercaptopropionic (MPA) ..............................48
3.1. Phân tích cấu trúc và tính chất quang của nano phát quang ZnSe-MPA .........48
3.1.1. Phân tích cấu trúc của nano phát quang ZnSe-MPA .....................................48

3.1.2. Phân tích tính chất quang của nano phát quang ZnSe-MPA..........................50
3.2. Phân tích cấu trúc và tính chất quang của nano phát quang ZnSe:Mn-MPA ..54
3.2.1. Phân tích cấu trúc của nano phát quang ZnSe:Mn-MPA ...............................54
3.2.2. Phân tích tính chất quang của nano phát quang ZnSe:Mn-MPA ...................57
3.3. Phân tích cấu trúc và tính chất quang của các hạt QD ZnSe:Mn/ZnS-MPA ...65
3.4. Phân tích cấu trúc và tính chất quang của nano phát quang ZnSe/ZnS:Mn/ZnSMPA ..........................................................................................................................69
Phần B: Chất ổn định bề mặt Polyethylene glycol (PEG) ........................................76
3.5. Phân tích cấu trúc và tính chất quang của ZnSe-PEG ......................................76
3.5.1. Phân tích cấu trúc của ZnSe-PEG ..................................................................76
3.5.2. Phân tích tính chất quang của ZnSe-PEG ......................................................76

v


3.6. Phân tích cấu trúc và tính chất quang của nano phát quang của DQs ZnSe:MnPEG ..........................................................................................................................78
3.6.1. Phân tích cấu trúc của nano phát quang của DQs ZnSe:Mn-PEG .................78
3.6.2. Phân tích tính chất quang của nano phát quang của DQs ZnSe:Mn-PEG .....78
3.7. Phân tích cấu trúc và tính chất quang của nano phát quang ZnSe:Mn/ZnS PEG
..........................................................................................................................81
3.8. Phân tích cấu trúc và tính chất quang của nano phát quang ZnSe/ZnS:Mn/ZnSPEG ..........................................................................................................................87
Phần C: Chất ổn định bề mặt hồ tinh bột ..................................................................93
3.9. Khảo sát điều kiện tối ưu cho quá trình tổng hợp của nano phát quang ZnSeHTB. ..........................................................................................................................93
3.10. Phân tích cấu trúc và tính chất quang của QD ZnSe:Mn-HTB ........................93
3.10.1. Phân tích cấu trúc của nano phát quang ZnSe:Mn-HTB .............................94
3.10.2. Phân tích tính chất quang của nano phát quang ZnSe:Mn-HTB .................96
3.11. Phân tích cấu trúc và tính chất quang của nano phát quang ZnSe:Mn/ZnS-HTB
..........................................................................................................................99
3.12. Phân tích cấu trúc và tính chất quang của nano phát quang ZnSe/ZnS:Mn/ZnS
HTB ........................................................................................................................102
Phần D: Đánh giá khả năng ứng dụng trong y sinh của các hạt nano có cường độ

quang cao nhất.........................................................................................................111
3.13. Đánh giá khả năng tương thích của nano phát quang với kháng thể bằng kỹ
thuật SDS - pages. ...................................................................................................111
3.14. Tiến hành chạy flow cytometry xác định nồng độ tối ưu giữa tương tác kháng
thể (Ab) và hạt nano phát quang (QD). ...................................................................111
3.15. Khảo sát khả năng phát hiện tác nhân gây bệnh của hạt QD–Ab trên chủng
MRSA và E.coli O157: H7 .....................................................................................112
3.16. Ứng dụng hạt QD–Ab phát hiện chủng gây bệnh trên mẫu (giả mẫu) ..........113
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................115
KẾT LUẬN .............................................................................................................115
PHỤ LỤC ................................................................................................................142

vi


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu

Tên gọi

Ký hiệu

Tên gọi

QDs

Quantum Dots

PCR


Cd

Cadimi

S.aureus Staphylococcus Aureus

MRSA

Methicillin-Resistant
Staphylococcus Aureus

JCPDS

Joint
Committee
Diffraction Standards

PEG

PolyEthylene Glycol

NaBH4

Sodium borohydride

NCs

NanoCrystals


SDS

Poly acrylamide

E.coli

Escherichia coli

APS

Anmonium persulphate

LNPS

Luminescent Nano Particles

CFU

Colony form units

MPA

3 - Mercaptopropionic acid

LED

Light-Emitting Diodes

HTB


Hồ Tinh bột (Starch)

PL

DLS

Eg

UV-Vis
XRD

Fluorescence spectrum
(Phổ huỳnh quang)
Dynamic Light Scattering
(Tán xạ ánh sáng)
Band gap energy
(Năng lượng vùng cấm).
Ultraviolet–Visible
(Tử ngoại –khả kiến).
X–ray Diffraction
(Nhiễu xạ tia X).

LB
NC

Lubria broth

Polymerase Chain Reaction

on


Powder

Zn(OAC)2 Zinc acetate

PLQY

Photoluminescence Quantum Yield
(Hiệu suất huỳnh quang)
X-ray Photoelectron Spectroscopy

XPS

(Phổ quang điện tử tia X)
Transmission Electron Microscopy
(Kính hiển vi điện tử truyền qua)

TEM

Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy

EDX

(Phổ tán xạ năng lượng tia X)

EDC

1-ethyl-3(3-dimethylaminopropyl)Carbodiimidehydrochloride

PBS


Dung dịch đệm phosphat

Nanocrystals (nano tinh thể) FT-IR

vii

Fourrier Transformation Infrared


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Số nguyên tử và năng lượng bề mặt của hạt nano cấu tạo từ nguyên tử
giống nhau ...................................................................................................................1
Bảng 1.2. Các thông số cơ bản của vật liệu nano ZnSe ..............................................7
Bảng 1.3. Bảng so sánh cấu trúc tinh thể tập phương ZnSe, ZnS .............................11
Bảng 1.4. Tính chất của Amylozơ, Amylopectin......................................................16
Bảng 1.5. Bán kính của một số ion thường sử dụng pha tạp trong tổng hợp QDs . .24
Bảng 1.6. Mức năng lượng vùng cấm của một số loại vật liệu ................................24
Bảng 2.1. Hóa chất và hãng sản xuất ........................................................................30
Bảng 2.2. Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm .................................................................31
Bảng 2.3. Bố trí thí nghiệm giữa EDC, protein A và QDs ZnSe:5%Mn/ZnS-PEG .44
Bảng 2.4. Bố trí thí nghiệm giữa EDC, protein A và QDs ZnSe:5%Mn/ZnS-PEG .45
Bảng 2.5. Bố trí thí nghiệm giữa EDC, protein A và QDs ZnSe:5%Mn/ZnS-PEG .45
Bảng 2.6. Thành phần của gel phân tách và gel gom................................................45
Bảng 3.1. Bảng so sánh hiệu suất huỳnh quang của các chấm lượng tử sử dụng các
chất ổn định lần lượt MPA, PEG và hồ tinh bột .....................................................109

viii



DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Minh họa sự hình thành các vùng năng lượng từ các quỹ đạo nguyên tử
đối với số nguyên tố giả thiết là M. ............................................................................3
Hình 1.2. Sự gián đoạn mức năng lượng ở các loại vật liệu nano khác nhau. ............4
Hình 1.3. Cấu trúc lập phương kẽm blende (sphalerite/zinc blende)..........................7
Hình 1.4. Cấu trúc mạng lưới lục phương kiểu wurtzite. ...........................................8
Hình 1.5. Giản đồ nhiễu xạ tia X của tinh thể ZnSe. ..................................................9
Hình 1.6. Cấu trúc dạng lập phương (hay sphalerite) của ZnS. ...............................10
Hình 1.7. Cấu trúc hình thái đơn giản của chất ổn định bề mặt. ...............................12
Hình 1.8. Cơng thức cấu tạo của 3 – Mercaptopropionic axit (MPA). .....................13
Hình 1.9. Cấu trúc phân tử Amylozơ (a), Amylopectin (b). .....................................14
Hình 1.10. Sự hình thành liên kết -1,4-glicozit và liên kết -1,6-Glicozit trong
Amylopectin. .............................................................................................................15
Hình 1.11. Cấu trúc của Polyethylene glycol (PEG). ...............................................17
Hình 1.12. Cấu trúc phân tử PEG trong nước. ..........................................................17
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình tổng hợp nano phát quang ZnSe/ZnS:Mn/ZnS ...............34
Hình 2.2. Quy trình tổng hợp ZnSe/ZnS:Mn/ZnS-HTB ...........................................38
Hình 3.1. Nhiễu xạ XRD của ZnSe được tổng hợp ở nhiệt độ 900C, ở thời gian phản
ứng và pH phản ứng khác nhau. ................................................................................49
Hình 3.2. Phổ FT-IR của QD ZnSe được tổng hợp ở nhiệt độ 900C, pH 7 và ở các
thời gian phản ứng khác nhau. ..................................................................................50
Hình 3.3. Phổ UV-Vis của QD ZnSe ở nhiệt độ 900C, pH 7 và ở các thời gian phản
ứng khác nhau. ..........................................................................................................51
Hình 3.4. Phổ PL và hình ảnh khi chiếu đèn UV 365 nm của QD ZnSe-MPA được
tổng hợp ở nhiệt độ 900C, pH 7 và ở các thời gian phản ứng khác nhau ..................51
Hình 3.5. Phổ UV-Vis của QD lõi ZnSe được tổng hợp ở nhiệt độ 900C, thời gian 3
giờ và ở các giá trị pH phản ứng khác nhau. .............................................................52
Hình 3.6. Phổ PL (a) và hình ảnh của QD ZnSe được tổng hợp ở nhiệt độ 900C, thời
gian 3 giờ và ở các giá trị pH phản ứng khác nhau (b). ............................................53


ix


Hình 3.7. Hình ảnh QDs ZnSe/ZnS ở các thể tích của dung dịch Zn2+ 0,1M và dung
dịch S2- 0,1M là 2mL, 4mL, 6mL, 8mL và 10mL, pH 11, nhiệt độ 800C khi chiếu
đèn UV bước sóng 365 nm .......................................................................................54
Hình 3.8. Sơ đồ của quá trình tổng hợp ZnSe:Mn-MPA ..........................................54
Hình 3.9. Nhiễu xạ XRD của QDs ZnSe:Mn-MPA được tổng hợp ở nồng độ
mangan pha tạp 5%, pH 7, ở các nhiệt độ (a) và pH khác nhau (b). ........................55
Hình 3.10: Nhiễu xạ tia X của ZnSe:Mn-MPA được tổng hợp ở nhiệt độ 900C, ở pH
7 và ở các nồng độ Mn2+ pha tạp khác nhau. ............................................................55
Hình 3.11: Phổ IR của MPA và hạt nano ZnSe:Mn-MPA được tổng hợp ở nồng độ
mangan pha tạp 5%, pH 7, ở các nhiệt độ phản ứng khác nhau. ..............................56
Hình 3.12: Phổ IR của MPA và hạt nano ZnSe:Mn-MPA được tổng hợp ở nồng độ
mangan pha tạp 5%, nhiệt độ 900C, ở pH phản ứng khác nhau. ...............................57
Hình 3.13: Phổ IR của mẫu ZnSe:Mn-MPA được tổng hợp ở pH 7, nhiệt độ 900C và
ở tỉ lệ mol Mn2+/Zn2+ 5% ...........................................................................................57
Hình 3.14. Phổ UV – Vis của QDs ZnSe:Mn được tổng hợp ở nồng độ mangan pha
tạp 5%, nhiệt độ 900C và ở các pH phản ứng khác nhau. .........................................58
Hình 3.15. Phổ PL (a) và ảnh dưới đèn UV 365 nm (b) của QDs ZnSe:Mn được
tổng hợp ở nồng độ mangan pha tạp 5%, nhiệt độ 900C, pH phản ứng khác nhau ..58
Hình 3.16. Phổ UV-Vis QDs ZnSe:Mn được tổng hợp ở nồng độ mangan pha tạp
5%, pH 7 và ở các nhiệt độ phản ứng khác nhau ......................................................59
Hình 3.17: Phổ PL a) và ảnh dưới đèn UV b) của QDs ZnSe:Mn MPA ở nồng độ
mangan pha tạp 5%, pH 7, nhiệt độ phản ứng khác nhau .........................................60
Hình 3.18. Phổ UV-Vis của QD ZnSe:Mn được tổng hợp ở nhiệt độ 900C, pH 7 và
ở các nồng độ Mn2+ pha tạp khác nhau .....................................................................61
Hình 3.19. Phổ PL (a) và hình ảnh (b) trước và sau chiếu đèn UV 365 nm của
ZnSe:Mn-MPA được tổng hợp ở nhiệt độ 900C, pH 7 và nồng độ Mn2+ pha tạp khác
nhau ...........................................................................................................................61

Hình 3.20. Mơ hình pha tạp các ion Mn2+ trong tinh thể ZnSe-MPA ......................62
Hình 3.21. Sơ đồ về các chuyển dời phát xạ trong tinh thể ZnSe:Mn-MPA ..........63
Hình 3.22. Hình ảnh TEM và giản đồ phân bố kích thước hạt của mẫu của mẫu
ZnSe:Mn-MPA ở nồng độ mangan pha tạp 5%, nhiệt độ 900C, ở pH 7. ..................63
x


Hình 3.23. Phổ EDX của QD ZnSe:Mn được tổng hợp ở nhiệt độ 900C, ở pH 7, ở tỉ
lệ mol Mn2+/Zn2+ là 5%. ............................................................................................64
Hình 3.24. Phổ PL của Rhodamine B và hạt nano ZnSe:Mn được tổng hợp ở nhiệt
độ 900C, ở pH 7, ở tỉ lệ mol Mn2+/Zn2+ là 5%. .........................................................64
Hình 3.25. Sơ đồ của quá trình tổng hợp ZnSe:Mn/ZnS-MPA ................................65
Hình 3.26. Giản đổ XRD của các hạt nano ZnSe:Mn/ZnS ở các nồng độ Mn2+ pha
tạp khác nhau a) và ZnSe:5%Mn b). .........................................................................66
Hình 3.27. Phổ UV-Vis của ZnSe:Mn/ZnS ở các nồng độ Mn2+ khác nhau (a) và
phổ UV-Vis của ZnSe:5%Mn-MPA, ZnSe:Mn/ZnS-MPA ......................................66
Hình 3.28. Phổ PL a) và hình ảnh khi chiếu đèn UV b) của QDs ZnSe:Mn/ZnS ở
các nồng độ Mn2+ khác nhau .....................................................................................67
Hình 3.29. Phổ huỳnh quang của ZnSe:Mn5% và ZnSe:5%Mn/ZnS.......................67
Hình 3.30. Hình ảnh TEM của mẫu ZnSe:5%Mn/ZnS-MPA ...................................68
Hình 3.31. Phổ huỳnh quang của ZnSe:5%Mn/ZnS và Rhodamine B .....................68
Hình 3.32. Sơ đồ của quá trình tổng hợp ZnSe/ZnS:Mn/ZnS-MPA ........................69
Hình 3.33. Nhiễu xạ XRD của QDs ZnSe/ZnS:Mn/ZnS-MPA ở nồng độ Mn2+ khác
nhau (a) và của ZnSe:5%Mn-MPA, ZnSe:5%Mn/ZnS-MPA (b) .............................70
Hình 3.34. Phổ FT-IR của QD ZnSe/ZnS:Mn/ZnS-MPA sử dụng chất ổn định MPA
ở nồng độ pha tạp Mn 5%. .......................................................................................70
Hình 3.35. Phổ UV-Vis của QDs ZnSe/ZnS:Mn/ZnS-MPA ở những nồng độ pha
tạp Mn khác nhau và của QD ZnSe:Mn-MPA, ZnSe:5%Mn/ZnS-MPA,
ZnSe/ZnS:5%Mn/ZnS-MPA .....................................................................................71
Hình 3.36. Phổ PL của QDs ZnSe/ZnS:Mn/ZnS-MPA ở các nồng độ Mn2+ pha tạp

khác

nhau

a)



QDs

ZnSe:5%Mn-MPA,

ZnSe:5%Mn/ZnS-MPA,

ZnSe/ZnS:5%Mn/ZnS-MPA b) ................................................................................72
Hình 3.37. Ảnh chụp TEM và giản đồ phân bố kích thước hạt của QD
ZnSe/ZnS:5%Mn/ZnS-MPA chất ổn định MPA ......................................................73
Hình 3.38. Phổ XPS của ZnSe/ZnS:5%Mn/ZnS-MPA............................................74
Hình 3.39. Phổ PL của hạt nano ZnSe/ZnS:5%Mn/ZnS-MPA và Rhodamine B.....75
Hình 3.40. Giản đồ XRD của QDs ZnSe-PEG ở nhiệt độ phản ứng khác nhau .......76

xi


Hình 3.41. Phổ PL a) và ảnh của lõi ZnSe-PEG ở ánh sáng trắng và dưới đèn UV365 nm b) ..................................................................................................................77
Hình 3.42. Lõi ZnSe-PEG ở ánh sáng trắng và dưới đèn UV-365 mn .....................77
Hình 3.43. Phổ hấp thu UV-Vis của QDs ZnSe:Mn-PEG ở các nồng độ Mn2+ khác
nhau ...........................................................................................................................78
Hình 3.44. Phổ PL (a) và ảnh của lõi ZnSe:Mn-PEG ở ánh sáng trắng và dưới đèn
UV-365 nm (b). .........................................................................................................79

Hình 3.45. Mơ hình pha tạp các ion Mn2+ trong tinh thể ZnSe-PEG........................80
Hình 3.46. Phổ EDX của tinh thể nano ZnSe:5%Mn-PEG ......................................80
Hình 3.47. Ảnh chụp TEM a) và giản đồ phân bố kích thước hạt của mẫu
ZnSe:Mn5%-PEG b) .................................................................................................81
Hình 3.48. Phổ PL của hạt ZnSe:Mn5%-PEG và Rhodamine B ..............................81
Hình 3.49. Sơ đồ của quá trình tổng hợp ZnSe:Mn/ZnS-PEG .................................82
Hình 3.50. Giản đồ XRD QDs ZnSe:Mn/ZnS-PEG ở các nồng độ Mn2+ pha tạp
khác nhau...................................................................................................................82
Hình 3.51. Phổ FT-IR của QDs ZnSe PEG, ZnSe:5Mn PEG, ZnSe:5Mn/ZnS PEG ở
cùng điều kiện ...........................................................................................................83
Hình 3.52. Phổ PL của QDs ZnSe:Mn/ZnS-PEG ở các nồng độ Mn2+ pha tạp khác
nhau a), phổ PL của QDs ZnSe-PEG, ZnSe:5%Mn-PEG b) và ảnh của QDs
ZnSe:Mn/ZnS-PEG ở ánh sáng trắng và dưới đèn UV- 365 nm c) ..........................84
Hình 3.53. Phổ hấp thu UV- Vis của QD ZnSe:5%Mn-PEG và ZnSe:5%Mn/ZnSPEG ở nồng độ Mn2+ pha tạp 5% ..............................................................................84
Hình 3.54. Kết quả chụp TEM và giản đồ phân bố kích thước hạt của của QDs
ZnSe:5%Mn-PEG và ZnSe:5%Mn/ZnS-PEG ..........................................................85
Hình 3.55. Giản đồ năng lượng XPS của ZnSe:Mn(5%)/ZnS-PEG .........................86
Hình 3.56. Phổ PL của hạt nano phát quang ZnSe:5%Mn/ZnS-PEG và Rhodamine
B ................................................................................................................................87
Hình 3.57. Sơ đồ của quá trình tổng hợp ZnSe/ZnS:Mn/ZnS-PEG..........................87
Hình 3.58. Giản đồ XRD của QDs ZnSe/ZnS:Mn/ZnS-PEG ở các nồng độ
Mn2+khác nhau (a) và của ZnSe:5%Mn-PEG, ZnSe:5%Mn/ZnS-PEG (b) ..............88
Hình 3.59. Phổ FT-IR của QDs: ZnSe/ZnS:Mn/ZnS-PEG và PEG .........................89
xii


Hình 3.60. Phổ PL của QDs ZnSe:Mn5%-PEG, ZnSe:5%Mn/ZnS- PEG và
ZnSe/ZnS:5%Mn/ZnS- PEG .....................................................................................90
Hình 3.61. Kết quả chụp TEM và giản đồ phân bố kích thước hạt của của QDs
ZnSe:5%Mn-PEG và ZnSe:5%Mn/ZnS-PEG ..........................................................91

Hình 3.62. Phổ hấp thu UV-vis của QDs ZnSe:5%Mn, ZnSe:5%Mn/ZnS,
ZnSe/ZnS:Mn/ZnS ở các nồng độ Mn2+ khác nhau ..................................................91
Hình 3.63. Phổ PL của QDs ZnSe/ZnS:5%Mn/ZnS-PEG và Rhodamine B ............92
Hình 3.64. Hình ảnh chiếu đèn UV 365 nm ..............................................................93
Hình 3.65. Sơ đồ của quá trình tổng hợp ZnSe:Mn-HTB .........................................93
Hình 3.66. Giản đồ XRD của QDs ZnSe:Mn-HTB ở nồng độ mangan khác nhau a)
và ở nhiệt độ phản ứng khác nhau b) ........................................................................94
Hình 3.67. Giản đồ XRD của QDs ZnSe-HTB và ZnSe:Mn-HTB ..........................94
Hình 3.68. Phổ FT-IR của QDs ZnSe:3%Mn-HTB 400C .........................................95
Hình 3.69. Phổ PL và ảnh dưới đèn UV 365nm của QDs ZnSe:Mn-HTB 40oC ở các
nồng độ Mn2+ pha tạp khác nhau ..............................................................................96
Hình 3.70. Phổ UV-Vis a) và ảnh dưới đèn UV của QDs ZnSe:3%Mn-HTB tại
những nhiệt độ khác nhau .........................................................................................97
Hình 3.71. Hình ảnh TEM và giản đồ phân bố kích thước hạt ZnSe:3%Mn-HTB
400C ...........................................................................................................................97
Hình 3.72. Phổ EDX của QD ZnSe:Mn-HTB nồng độ Mn pha tạp 3% ...................98
Hình 3.73. Phổ PL của mẫu ZnSe:3%Mn-HTB và Rhodamine B ............................98
Hình 3.74. Sơ đồ của quá trình tổng hợp ZnSe:Mn/ZnS-HTB .................................99
Hình 3.75. Giản đồ XRD của QDs ZnSe:Mn/ZnS ở các nồng độ Mn2+ khác nhau (a)
và QD ZnSe-HTB, ZnSe:Mn-HTB ...........................................................................99
Hình 3.76. Phổ UV-Vis của QDs ZnSe:Mn/ZnS ở các nồng độ Mn2+ khác nhau ..100
Hình 3.77. Phổ PL và hình ảnh của QDs ZnSe:Mn/ZnS HTB ở những nồng độ Mn2+
pha tạp khác nhau khi chiếu UV ............................................................................100
Hình 3.78. Phổ PL và UV-Vis mẫu ZnSe:3%Mn và ZnSe:3%Mn/ZnS, Hình ảnh của
QDs ZnSe:Mn/ZnS-HTB ở những nồng độ Mn2+ pha tạp khác nhau khi chiếu UV
.................................................................................................................................101

xiii













×