Nghiên cứu kích thích plasmon bề mặt của cấu trúc nano photonic kim loại

1


BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

ĐỀ TÀI NHIỆM VỤ NGHỊ ĐỊNH THƯ HỢP TÁC VỚI CHLB NGA
BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI
Tên đề tài
NGHIÊN CỨU KÍCH THÍCH PLASMON BỀ MẶT
CỦA CẤU TRÚC NANO PHOTONIC KIM LOẠI
MÃ SỐ: 43/2009/HĐ-NĐT


Chủ nhiệm đề tài: Cơ quan chủ trì đề tài:



PGS.TS.Nguyễn Thế Bình

Ban chủ nhiệm chương trình Bộ Khoa học và Công nghệ




HÀ N
Ộ
I -2012
2



TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
__________________
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Hà nội ngày tháng 6 năm 2012



BÁO CÁO THỐNG KÊ
KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I. THÔNG TIN CHUNG
1. Tên đề tài/dự án:
Nghiên cứu kích thích Plasmon bề mặt của cấu trúc nano photonic kim loại

Mã số đề tài: 43/2009/HĐ-NĐT
Thuộc: Nhiệm vụ NGHỊ ĐINH THƯ
2. Chủ nhiệm đề tài/dự án:
Họ và tên: Nguyễn Thế Bình
Ngày, tháng, năm sinh:11/11/1954. Nam/ Nữ: Nam.
Học hàm, học vị: Phó giáo sư Tiến sỹ
Chức danh khoa học: Chức vụ Phó Trưởng Ban KHCN.
Điện thoại: Tổ chức: 37548664 Nhà riêng: 38692099.
Mobile: 0904229007 Fax: E-mail:
Tên tổ chức đang công tác: Đại học quốc gia Hà nội.
Địa chỉ t
ổ chức:144 Xuân Thủy, Cầu Giấy, Hà nội

Địa chỉ nhà riêng: 1C, ngõ 194 Đường Giải phóng, Thanh xuân, Hà nội
3. Tổ chức chủ trì đề tài/dự án:
Tên tổ chức chủ trì đề tài:Trường ĐHKHTN.
3

Điện thoại:04-38584529 . Fax: 04-38584529
E-mail:
Website: wwv.vnu.edu.vn
Địa chỉ: .334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà nội
Họ và tên đại diện cơ quan: .Nguyễn Hoàng Lương.
Số tài khoản: 301.01.036.02.16
Ngân hàng: Kho bạc nhà nước Đống Đa Hà nội
Tên cơ quan chủ quản đề tài: Đại học quốc gia Hà nội.

II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN
1. Thời gian thực hiện đề tài/dự án:
- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 2/2010 đến tháng 2/ 2012
- Thực tế thực hiện: từ tháng 2./2010 đến tháng 8/ 2012
- Được gia hạn (nếu có):
- Lần 1 từ tháng 2 năm 2012 đến tháng 8 năm 2012
2. Kinh phí và sử dụng kinh phí:
a) Tổng số kinh phí thực hiện: 1150 tr.đ, trong đó:
+ Kính phí hỗ trợ từ SNKH: 1150 tr.đ.
+ Kinh phí từ các nguồn khác: ……………….tr.đ.
b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH:
Theo kế hoạch Thực tế đạt được
Số
TT
Thời gian
(Tháng, năm)

Kinh phí
(Tr.đ)
Thời gian
(Tháng, năm)
Kinh phí
(Tr.đ)
Ghi chú
(Số đề nghị
quyết toán)
1 2010 700 2010 700 700
2 2011 450 2011 450 450

c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:
4

Đối với đề tài:
Đơn vị tính: Triệu đồng
Theo kế hoạch Thực tế đạt được
Số
TT
Nội dung
các khoản chi
Tổng SNKH Nguồn
khác
Tổng SNKH Nguồn
khác
1 Trả công lao động
(khoa học, phổ
thông)
400 400

400 400

2 Nguyên, vật liệu,
năng lượng
166 166

166 166

3 Thiết bị, máy móc 190 190

190 190

4 Xây dựng, sửa
chữa nhỏ
0 0

0 0

Chi khác 394 394

394 394


Tổng cộng 1150 1150 1150 1150

3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:
(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác định nhiệm vụ, xét chọn, phê
duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực hiện nếu có); văn bản của tổ
chức chủ trì đề tài, dự án (đơn, kiến nghị điều chỉnh nếu có)

Số
TT
Số, thời gian ban
hành văn bản

Tên văn bản Ghi chú
1 Quyết định
Số 2615/QĐ-BKHCN
Ngày 18/11/2009
Quyết định Về việc phê duyệt danh
mục và kinh phí thực hiện các nhiệm
vụ hợp tác quốc tế về KHCN theo
Nghị định thư năm 2010

2 Hợp đồng thực hiện
nhiệm vụ số 43/2009
HĐ-NĐT ngày
Hợp đồng thực hiện nhiệm vụ hợp tác
quốc tế về KHCN theo Nghị định thư

5

26/2/2010
3 Công văn
Số3507/ĐHQGHN-
KHCN ngày
25/11/2011
Đề nghị gia han thời gian thực hiện
nhiệm vụ NĐT Việt nam –CHLB Nga
và điều chỉnh kinh phí thuê khoán

chuyên môn , đoàn vào

4 Công văn
Số:3374/BKHCN-
XHTN
ngày 27/12/2011
Đồng ý gia hạn thời gian thực hiện
nhiệm vụ hợp tác KHCN Việt nam-
CHLB Nga và điều chỉnh kinh phí thuê
khoán chuyên môn, đoàn vào .


4. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài, dự án:
Số
TT

Tên tổ chức
đăng ký theo
Thuyết minh
Tên tổ chức đã
tham gia thực
hiện
Nội dung
tham gia chủ
yếu
Sản phẩm
chủ yếu đạt
được
Ghi
chú*

1
Trung tâm
laser quốc tế,
Khoa Vật Lý,
Đại học tổng
hợp
Lomonosov ,
Mascơva
Trung tâm laser
quốc tế, Khoa
Vật Lý, Đại học
tổng hợp
Lomonosov ,
Mascơva
Thực hiện chế
tạo các cấu
trúc nano từ
tính 1D và 2-
D có trật tự
Các cấu trúc
nano từ tính
1D và 2-D có
trật tự

2 Bộ môn
Quang Lượng
Tử
Khoa Vật Lý
Trường
ĐHKHTN,

ĐHQGHN
Bộ môn Quang
Lượng Tử
Khoa Vật Lý
Trường
ĐHKHTN,
ĐHQGHN
Thực hiện
chính các
nhiệm vụ đề
tài
-Quy trình đo
phổ họa ba bậc
hai (SHG) bề
mặt và chuẩn
hóa phổ
- Quy trình
đo phổ tán xạ
Raman tăng
cường bề mặt
(SERS) và
chuẩn hóa phổ

6

3 Bộ môn Vật
Lý Chất rắn
Khoa Vật Lý
Trường
ĐHKHTN,

ĐHQGHN
Bộ môn Vật Lý
Chất rắn
Khoa Vật Lý
Trường
ĐHKHTN,
ĐHQGHN
Thực hiện các
phép đo trên
kính hiển vi
điện tử quét-
SEM và XRD
Các ảnh SEM,
phổ XRD của
các cấu trúc
nano

4 Trung tâm
khoa học Vật
liệu
Khoa Vật Lý
Trường
ĐHKHTN,
ĐHQGHN
Trung tâm khoa
học Vật liệu
Khoa Vật Lý
Trường
ĐHKHTN,
ĐHQGHN

Tư vấn về các
vật liệu từ
Thực hiện các
phép đo trên
máy quang
phổ UVis
Các phổ hấp
thụ cộng
hưởng
Plasmon của
cấu trúc nano


5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án:
Số
TT
Tên cá nhân
đăng ký theo
Thuyết minh
Tên cá nhân
đã tham gia
thực hiện
Nội dung tham gia
chính
Sản phẩm chủ
yếu đạt được
Ghi
chú*
1
Nguyễn Thế

Bình
Nguyễn Thế
Bình
Nghiên cứu cơ chế
của hiệu ứng SHG và
SERRS tăng cường
nhờ kích thích
plasmon trên các cấu
trúc nano quang tử .
Hoàn chỉnh các phép
đo,Tổng hợp số
liệu.Viết báo cáo
nghiệm thu
Tổng quan về cơ
chế tăng cường c
hiệu ứng SHG và
SERRS nhờ kích
thích plasmon trên
các cấu trúc nano
quang tử .
Hoàn chỉnh các
phép đo,Tổng hợp
số li
ệu Viết báo cáo
tổng hợp

2
Lê Văn Vũ Lê Văn Vũ Xác định cấu trúc của
các mẫu do đối tác
chế tạo được nhờ sử

dụng SEM, quang
Các kết quả đo đạc
SEM,XRD các mẫu
cấu trúc nano kim
loại và đánh giá

7

phổ nhiễu xạ tia X phân tích
3
Phạm Văn
Thường.
Phạm Văn
Thường
Xây dựng và hoàn
chỉnh phép đo quang
phổ học hòa ba bậc
hai (SHG) bề mặt
Quy trình đo phổ
SHG bề mặt

4
Nguyễn Thanh
Đình
Nguyễn Thanh
Đình
Phối hợp nghiên cứu
điều kiện tăng cường
đáp ứng từ-quang của
các cấu trúc nano từ

tính nhờ kích thích
plasmon
Hệ đo hiệu ứng từ
quang trên cấu trúc
nano.Kết quả phân
tích điều kiện tăng
cường đáp ứng từ
quang khi kích
thích plasmon bề
mặt

5
Trịnh Thị Huế Trịnh Thị Huế Nghiên cứu chế tạo
các hạt nano
Au,Ag,Cu. Pt bằng
phương pháp ăn mòn
laser
Các mẫu hạt nano
Au,Ag,Cu. Pt

6
Vũ Thị Khánh
Thu
Vũ Thị Khánh
Thu
Chế tạo cấu trúc nano
thích hợp cho hiệu
ứng SERS
Các cấu trúc nano
kim loại cho phổ

SERS

7
Đỗ Xuân Tiến Đỗ Xuân Tiến Xây dựng hệ đo phổ
phát quang kích thích
bằng laser xung
Hệ đo phổ phát
quang kích thích
bằng laser xung
Nd:YAG

8
Dương Thị
Nguyệt
Dương Thị
Nguyệt
Nghiên cứu cơ chế
kích thích plasmon và
hiệu ứng SHG tăng
cường nhờ kích thích
plasmon
Tổng quan về
Plasmon và SHG
tăng cường nhờ
kích thích plasmon

9
Nguyễn Quang
Đông
Nguyễn Quang

Đông
Xây dựng và hoàn
chỉnh phép đo Tán xạ
Raman tăng cường
bề mặt (SERS)
Quy trình đo phổ
SERS

8

6. Tình hình hợp tác quốc tế:
Số
TT
Theo kế hoạch
(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa
điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn,
số lượng người tham gia )
Thực tế đạt được
(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm, tên
tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người
tham gia )
Ghi
chú*

1
Cử 5 cán bộ sang học tập,
nghiên cứu tại Đại học
Lomonosov, Nga

Cử 5 cán bộ sang học tập, nghiên

cứu tại Đại học Lomonosov, Nga
2010: cử 2 người
2011: cử 3 người

7. Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:
Số
TT
Theo kế hoạch
(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm )
Thực tế đạt được
(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm
)
Ghi
chú*
1
Phương pháp quang phổ học SHG
bề mặt.
Ngày: 6/2010 Tại Trường KHTN
Kinh phí:
Phương pháp quang phổ học SHG
bề mặt.
Ngày: 6/2010 Tại Trường KHTN
Kinh phí:

2
Phương pháp tán xạ Raman tăng
cường bề mặt SERS
Ngày: 6/2011 Tại Trường KHTN
Kinh phí:
Phương pháp tán xạ Raman tăng

cường bề mặt SERS
Ngày:6/2011 Tại Trường KHTN
Kinh phí:

3
Kích thích Plasmon bề mặt và các
hiệu ứng tăng cường SHG và SERS
Ngày: 12/2011Tại Trường KHTN
Kinh Phí:
Kích thích Plasmon bề mặt và các
hiệu ứng tăng cường SHG và SERS
Ngày: 12/2011Tại Trường KHTN
Kinh Phí:

4
Hiệu ứng tăng cường đáp ứng từ
quang của các cấu trúc nano từ tính
nhờ cộng hưởng plasmon bề mặt.
10/1/2012 Tại Trường KHTN
Kinh phí:1790 000đ
Hiệu ứng tăng cường đáp ứng từ
quang của các cấu trúc nano từ tính
nhờ cộng hưởng plasmon bề mặt.
10/1/2012 Tại Trường KHTN
Kinh phí:1790 000đ

9

5
Một số kết quả xây dựng hệ đo từ

quang trên cấu trúc nano từ tính nhờ
kích thích plasmon
27/3/2012 Tại Trường KHTN
Kinh phí:1720 000đ

Một số kết quả xây dựng hệ đo từ
quang trên cấu trúc nano từ tính
nhờ kích thích plasmon
27/3/2012 Tại Trường KHTN
Kinh phí:1720 000đ



8. Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:
(Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra khảo sát trong nước và
nước ngoài)
Thời gian
(Bắt đầu, kết thúc
- tháng … năm)
Số
TT
Các nội dung, công việc
chủ yếu
(Các mốc đánh giá chủ yếu)
Theo kế
hoạch
Thực tế
đạt
được
Người,

cơ quan
thực hiện
1 Tìm hiểu, thu thập tài liệu
viết tổng quan về phương
pháp SHG , về kỹ thuật
SERS và về plassmon bề
mặt kim loại
1/2010
đến
6/2010
1/2010
đến
6/2010
1-Nguyễn Thế Bình
2-Nguyễn Thanh Đình
3-Nguyễn Quang Đông
Khoa Vật Lý, Trường
ĐH KHTN ,ĐHQGHN
2
Xây dựng và hoàn chỉnh
phép đo quang phổ học hòa
ba bậc hai (SHG) bề mặt
5/2010
đến
12/2010
5/2010
đến
12/2010
1-Nguyễn Thế Bình
2-Đỗ Xuân Tiến

3-Phạm VănThường
Khoa Vật Lý, Trường
ĐH KHTN,ĐHQGHN
3
Xây dựng và hoàn chỉnh
phép đo Tán xạ Raman tăng
cường bề mặt (SERS)
1/2011
đến 6-2011
1/2011
đến 6-
2011
1-Nguyễn Thế Bình
2-Nguyễn Quang Đông
3-Trịnh Thị Huế
Khoa Vật Lý,
Trường
ĐHKHTN,ĐHQGHN
10

4
Xác định cấu trúc của các
mẫu do đối tác chế tạo được
nhờ sử dụng SEM, quang
phổ nhiễu xạ tia X.
6/2010
đến 12-
2010
6/2010
đến 12-

2010
1-Lê văn Vũ
2-Vũ Thị Khánh Thu
- Khoa Vật Lý, Trường
ĐHKHTN,ĐHQGHN

5
Nghiên cứu cơ chế kích
thích plasmon các cấu trúc
nano quang tử kim loại sử
dụng tán xạ Raman tăng
cường bề mặt và quang phổ
học hòa ba bậc hai bề mặt.
Xác định cấu trúc nano tối
ưu cho tăng cường plasmon
trên bề mặt của cấu trúc
nano quang tử –từ kim loại
6/2010 đến
6/2011
6/2010
đến
2/2012
1-Nguyễn Thế Bình
2-Nguyễn Thanh Đình
3- Vũ Thị Khánh Thu
Khoa Vật Lý,Trường
Đ
HKHTN,ĐHQGHN

6

Phối hợp nghiên cứu điều
kiện tăng cường đáp ứng từ-
quang của các cấu trúc nano
từ tính 2-D khi cộng hưởng
plasmon bề mặt
6/2010
đến 9/2011
6/2010
đến
2/2012
1-Nguyễn Thế Bình
2-Nguyễn Thanh Đình
3-Trịnh Thị Huế
Khoa Vật Lý, Trường
ĐHKHTN, ĐHQGHN

7
Hoàn chỉnh các phép đo,
Tổng hợp số liệu
Viết báo cáo nghiệm thu
10-2011
đến 1-2012
1/2012
Đến
6/2012
1-Nguyễn Thế Bình
2-Nguyễn Thanh Đình
3-Trịnh Thị Huế
Khoa Vật Lý, Trường
ĐHKHTN, ĐHQGHN .

- Lý do thay đổi (nếu có): Thời gian thực hiện một số việc kéo dài hơn dự kiến
do hồ sơ thầu hệ thiết bị đặt mua của đề tài bị chậm do thủ tục tài chính.
III. SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN
1. Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:
11

a) Sản phẩm Dạng I:
Số
TT
Tên sản phẩm và
chỉ tiêu chất lượng
chủ yếu
Đơn
vị đo
Số lượng
Theo kế
hoạch
Thực tế
đạt được
1 Không đăng ký
b) Sản phẩm Dạng II: Đăng ký sản phẩm dạng Phương pháp và viết dưới hình
thức quy trình đo đạc
Yêu cầu khoa học
cần đạt

Số
TT
Tên sản phẩm

Theo kế

hoạch
Thực tế
đạt được
Ghi chú

1
Quy trình đo phổ họa ba
bậc hai (SHG) bề mặt và
chuẩn hóa phổ
Chất lượng
trong nước
Chất lượng
trong nước

2
Quy trình đo phổ tán xạ
Raman tăng cường bề mặt
(SERS) và chuẩn hóa phổ
Chất lượng
trong nước
Chất lượng
trong nước


c) Sản phẩm Dạng III:
Yêu cầu khoa học
cần đạt

Số
TT

Tên sản phẩm

Theo
kế hoạch
Thực tế
đạt được
Số
lượng,
nơi
công bố
(Tạp chí,
nhà xuất
bản)
1 Phương pháp phân tích,
đánh giá phổ hòa ba bậc
hai (SHG) bề mặt
Đưa ra phương
pháp đánh giá,
phân tích phổ
SHG bề mặt
Đưa ra phương pháp
đánh giá, phân tích phổ
SHG bề mặt

12

2 Phương pháp phân tích,
đánh giá phổ Tán xạ
Raman tăng cường bề
mặt (SERS)

Đưa ra phương
pháp đánh giá,
phân tích phổ
SERS của cấu
trúc nano
quang tử kim
loại
Đưa ra phương pháp
đánh giá, phân tích phổ
SERS của cấu trúc nano
quang tử kim loại

3 Báo cáo phân tích cơ chế
kích thích plasmon bề mặt
của các cấu trúc nano
quang tử kim loại
Xác định
tương quan
giữa Plasmon
bề mặt của cấu
trúc nano
quang tử kim
loại và phổ
SHG, SERS
Xác định tương quan
giữa Plasmon bề mặt
của cấu trúc nano quang
tử kim loại và phổ SHG,
SERS

4 Bảng số liệu đo đạc các
cấu trúc nano quang tử
nhờ sử dụng SEM, quang
phổ nhiễu xạ tia X
Đáp ứng yêu
cầu của đối tác
Nga
Đáp ứng yêu cầu của
đối tác Nga

5 Tài liệu phân tích điều
kiện tăng cường đáp ứng
từ quang khi cộng hưởng
plasmon truyền bề mặt
Đáp ứng yêu
cầu phát triển
công nghệ chế
tạo cấu trúc
nano quang tử
-từ
Đáp ứng yêu cầu phát
triển công nghệ chế tạo
cấu trúc nano quang tử -
từ

6 Bài báo 02 bài báo tạp
chí quốc tế

02 bài báo tạp
chí trong nước

-01 bài báo tạp chí quốc
tế đã công bố.
-01 bài báo quốc tế đã
gửi đăng.
01 bài báo tạp chí trong
nước
03 báo cáo KH Hội nghị
KH quốc tế in kỷ yếu


13


d) Kết quả đào tạo:
Số lượng
Số
TT
Cấp đào tạo, Chuyên
ngành đào tạo
Theo kế
hoạch
Thực tế đạt
được
Ghi chú
(Thời gian kết
thúc)
1 Thạc sỹ
Đào tạo 4 Thạc
sỹ.

Đào tạo 7 thạc
sỹ
2010, 2011
2 Tiến sỹ
Góp phần đào
tạo 1 Tiến sỹ
Góp phần đào
tạo 3 Tiến sỹ
2012
3 Cử nhân
04 06
2010,2011,20
12

đ) Tình hình đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp, quyền đối với giống
cây trồng:
e) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN đã được ứng dụng vào thực tế
2. Đánh giá về hiệu quả do đề tài, dự án mang lại:
a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:
9 Tăng cường năng lực nghiên cứu và đào tạo của Khoa Vật Lý,Trường
ĐHKHTN, ĐHQGHN về quang học phi tuyến và công nghệ nano. Việc
xây dựng hoàn chỉnh hệ đo đạc quang phổ học hòa ba bậc hai (SHG) bề
mặt và quy trình đo phổ Tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS) là một
bước khởi đầu quan trọng trong việc phát triển quang phổ học và quang
học phi tuyến ở Việt nam. Các thi
ết bị này có thể phục vụ nhiều mục đích
nghiên cứu khác nhau đáp ứng các nhu cầu đo đạc nghiên cứu cấu trúc
nano trong nước và quốc tế. Đây là những kỹ thuật đo chỉ có thể xây dựng
chứ không thể mua sắm được.
9 Phát triển giải pháp hữu ích : tăng cường tín hiệu phổ SHG, SFG và SERS

nhờ kích thích plasmon các cấu trúc nano quang tử kim loại.
14

9 Tạo ra cơ hội tốt để tiếp xúc nâng cao trình độ học hỏi công nghệ nano
quang tử tiên tiến , tiếp thu tinh hoa và cập nhật trình độ quốc tế.
9 Mở ra hướng nghiên cứu cấu trúc nano quang tử - từ (magnetophotonic
nanostructures) có đáp ứng từ-quang tăng cường ở vùng phổ mong muốn
nhờ cộng hưởng plasmon bề mặt . Đây là một hướng nghiên cứu có tính
thời sự trên thế giới và hoàn toàn mớ
i mẻ ở Việt nam
9 Tăng cường năng lực đào tạo đại học, sau đại học đáp ứng nhu cầu cấp
bách nâng cao chất lượng đào tạo trong các trường đại học. Thực hiện
nhiệm vụ Hợp tác này sẽ giúp tăng cường năng lực đào tạo trình độ tiên
tiến, phù hợp với chủ trương xây dựng Đại học nghiên cứu có trình độ qu
ốc
tế của Khoa Vật Lý, Trường ĐHKHTN, ĐHQGHN.
3. Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài, dự án:
Số
TT
Nội dung
Thời gian
thực hiện
Ghi chú
(Tóm tắt kết quả, kết luận chính,
người chủ trì…)
I Báo cáo định kỳ
Lần 1 26/8/2010
Lần 2 14/1/2011
Lần 3 6/7/2011
Lần 4 14/2/2011

II Kiểm tra định kỳ
Lần 1 14/12/2011 Người chủ trì : TS Lê
Yên Dung, phó Vụ
trưởng Vụ KHXHTN
III Nghiệm thu cơ sở 7/2012
Lần 1 7/2012

15

Chủ nhiệm đề tài
(Họ tên, chữ ký)


Thủ trưởng tổ chức chủ trì
(Họ tên, chữ ký và đóng dấu)


15

MỤC LỤC
Trang

Danh mục các chữ viết
tắt 17
Nội dung báo cáo tổng hợp 18
Mở đầu 18
ChươngI: Phương pháp quang phổ hòa ba bậc hai (SHG) bề mặt và quy trình đo,
phân tích, đánh giá phổ………………………………………………………………… 21
1.1 .
Phương pháp quang phổ hòa ba bậc hai (SHG) bề mặt ……………………………….21

1.2. Cơ sở lý thuyết về phát hòa ba bậc hai bề mặt……………………………………… 23
1.3.Quy trình đo phổ họa ba bậc hai SHG bề măt và chuẩn hóa phép đo………………… 27
1.4. Phân tích đ
ánh giá phổ SHG bề mặt……………………………………………………43
Chương II: Cơ sở lý thuyết về plasmon và kích thích plasmon 48
2.1 Khái niệm về plasmon 48
2.2 Sự phân cực Plasmon tại các giao diện điện môi-kim loại 49
2.3 Plasmon bề mặt định xứ trong các hạt nano kim loại 52
Chương III. Phương pháp quang phổ tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SRRS) và quy
trình đo phổ SERS 56
3.1. Phương pháp quang phổ Raman tăng cường bề mặt 56
3.2.Quy trình đo ph
ổ SERS 70
3.3. Kiểm chứng và chuẩn hóa phép đo phổ SERS 75
3.4.Khảo sát độ bền của cấu trúc hạt nano kim loại đối với phép đo SERS.……………….80
Chương IV: Khảo sát hiệu ứng quang phi tuyến tăng cường nhờ kích thích Plasmon.80
4.1.Cơ sở lý thuyết và thực nghiệm…………………………………………………………80
4.2. Khảo sát hiệu ứng tăng cường SFG nhờ cấu trúc nano kim loại…………………… 101

Chương V: Xây dựng hệ đo từ quang và nghiên cứu hiệu ừng từ quang TKE tăng
cường nhờ kích thích Plasmon… ………………………………………………… 105

5.1 Hiệu ứng từ quang …………………………………………………………………….105
5.2 Hiệu ứng từ quang tăng cường nhờ kích thích Polatiton Plasmon bề mặt (SPP)…… 110
16

5.3. Xây dựng hệ đo từ -quang………………………………………………………… 117
5.4 Khảo sát hiệu ừng từ quang Kerr tăng cường nhờ kích thích Plasmon trên tinh thể
Plasmon -từ 1D………………………………………………………………………… 120
5.5. Khảo sát hiệu ứng spin – plasmonic ………………………………………………….123

Kết luận……………………………………………………………………………………128
Kiến nghị………………………………………………………………………………… 129
Tài liệu tham khảo 130
Phụ lục 132


PHỤ LỤC

¾ Các bài báo, báo cáo khoa học đã công bố
¾ Minh chứng kết quả đào tạo

17



DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

SHG - Second harmonic generation (sự phát hòa ba bậc hai)
SFG - Sum Frequency Generation (sự phát tần số tổng)
IV SFG - Infrared -Visible Sum-Frequency Generation
CARS - Coherent anti-stokes Raman scattering (Tán xạ Raman kết hợp đối Stock)
SRG - Stimulated Raman scattering gain (Tán xạ Raman cưỡng bức)
MI - Multiphoton ionization (Ion hóa nhiều photon)
RF - Resonant fluorescence (Huỳnh quang cộng hưởng)
LID - Laser induced desorption (Phún xạ cảm ứng laze)
PTDS - Photothermal deflection spectroscopy (Quang phổ học quang nhiệt)
PAS - Photoacoustic spectroscopy (Quang phổ học quang âm)
SERS -Surface enhanced Raman Scattering (Tán xạ Raman tăng cường bề mặt)
MOKE -Magneto-optic Kerr effect (Hiệu ứng từ quang Kerr)
SEM -Scanning electron microscope (kính hiển vi đ
iện tử quét)
TEM -Transmission electron microscope (Kính hiển vi điện tử truyền qua)
SPP -Surface Plasmon polariton (Polariton Plasmon bề mặt)
LSP -Local surface Plasmon (Plasmon bề mặt định xứ)

HRS -Hyper Rayleigh Scattering (Tán xạ Hyper Rayleigh)















18


NỘI DUNG BÁO CÁO TỔNG HỢP

MỞ ĐẦU

Nghiên cứu chế tạo vật liệu cấu trúc nano và các hiệu ứng mới xuất hiện trên các cấu
trúc này đã và đang là tâm điểm chú ý của khoa học thế giới hiện nay. Bên cạnh các
thuộc tính vật lý tuyến tính đã biết của cấu trúc nano, các thuộc tính phi tuyến của cấu
trúc nano đang trở nên rất hấp dẫn các nhà vật lý quốc tế. Trong các quá trình phi tuyến,
mối liên hệ về
pha giữa các sóng tương tác đóng một vai trò hết sức quan trọng. Sự có
mặt của tán sắc trong môi trường làm giới hạn độ dài tương tác hiệu dụng (so với độ dài

kết hợp). Điều này thể hiện rõ trong hiệu ứng quang phi tuyến phát hòa ba bậc hai quang
học như chúng ta đã biết. Đã có nhiều phương án khác nhau để tạo ra sự tương hợp pha.
Một phương án phổ biến là dựa trên tính lưỡng chiết của vật liệu trong đó sử dụng sự
khác nhau về vận tốc nhóm của tia thường và bất thường .Một kỹ thuật khác là điều biến
không gian độ cảm phi tuyến χ
(2)
với chu kỳ không gian là độ dài kết hợp, chẳng hạn sự
đổi dấu của χ
(2)
khi đặt vào vật liệu sắt điện một trường ngoài biến thiên không gian tuần
hoàn . Một nhân tố nữa có ảnh hưởng lên đáp ứng phi tuyến đó là sự tăng cường trường
quang học (optical-field enhancement) cục bộ không gian hoặc thời gian. Ví dụ, các quá
trình tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS), sự phát hòa ba bậc hai (SHG) tăng cường
bề mặt, tán xạ Raman tăng cường trên các hạt nano kim loại và màng mỏng kim loại quý
là nhữ
ng minh họa của sự tăng cường trường cục bộ ( local-field enhancement).
Trong số các vật liệu cấu trúc nano thì cấu trúc nano kim loại như hạt nano kim loại
hoặc màng mỏng kim loại cấu trúc nano đang trở nên thu hút nhiều nhóm nghiên cứu do
tiềm năng ứng dụng thiết thực của nó trong nhiều lĩnh vực đặc biệt là trong công nghệ
quang tử, quang tích hợp, trong xử lý môi trường , trong nghiên cứu sinh học và ứng
dụng trong y tế dẫ
n thuốc diệt khuẩn, diệt tế bào ung thư…
Do các đặc trưng vật lý tuyến tính cũng như phi tuyến thay đổi mạnh khi vật liệu có kích
thước nano nên các cấu trúc nan nano có tiềm năng ứng dụng to lớn tạo ra các linh kiện
thu nhỏ (chip quang học) có tác dụng cảm biến ( sensors), điều biến (modulators), đóng
19

ngắt (switching), phát sáng, tán sắc, nhiễu xạ… trong quang điện tử ( photoelectronics),
trong quang tử ( photonics), trong quang tích hợp ( intergrated optics). Các hạt nano kim
loại ( vàng ,bạc) đã được nghiên cứu ứng dụng trong sinh học, y học để phân hủy AND,

tiêu diệt tế bào ung thư không phá huỷ xung quanh …dựa trên hiệu ứng quang học phi
tuyến xảy ra trên cấu trúc hạt nano kim loại.
Trung tâm KH Vật liệu Khoa Vật Lý Trường Đại học KHTN Hà nội năm 2010 đã kí một
nghị định thư h
ợp tác với Israen nghiên cứu chế tạo các hạt nanno kim loại. Cấu trúc
nano và các tinh thể quang tử (photonic crystal) đã được một số nhóm nghiên cứu của
Viện Khoa học Vật liệu kết hợp với các phòng thí nghiệm quốc tế nghiên cứu chế tạo.Về
nghiên cứu chế tạo màng mỏng kim loại từ tính cấu trúc nano cũng đã đươc một số nhóm
nghiên cứu Vật liệu từ của Trườ
ng Đại học KHTN, Đại học công nghệ, Viện khoa học
Vật liệu, Viện KH&CN Việt nam quan tâm nghiên cứu. Nhóm nghiên cứu Spintronics
của Viện ITMS đã nghiên cứu chế tạo các màng mỏng vật liệu lưỡng kim Co/Al
2
O
3
và
Co/Ag…nhằm nghiên cứu các hiệu ứng spin-plasmonic. Có thể nói nghiên cứu chế tạo
các vật liệu cấu trúc nano, kể cả tinh thể photonic là một xu hướng đang phát triển ở
trong nước. Tuy nhiên, lĩnh vực nghiên cứu các cấu trúc nano quang tử –từ
(magnetophotonic nanostructures) có đáp ứng từ-quang nhờ cộng hưởng plasmon bề
mặt là hoàn toàn mới mẻ ở Việt nam.
Việc chế tạo các cấu trúc nano từ tính 1D, 2D trật t
ự có đáp ứng từ –quang tăng cường
trong miền phổ mong muốn nhờ cộng hưởng plasmon bề mặt và thiết kế các yếu tố điều
hưởng động học cực nhanh dựa vào các tinh thể quang tử –từ sẽ đóng góp tạo ra các chip
quang học điều hưởng trong các hệ quang tích hợp, các sensor sinh học…
Để nghiên cứu kích thích plasmon các cấu trúc nano kim loại nói chung và cấu trúc
nano quang tử-từ nói riêng người ta phải dùng các kỹ thu
ật nhạy đối với sự tăng cường
trường cục bộ trên bề mặt các cấu trúc nano kim loại. Trong số các kỹ thuật hiện có

người ta thường dùng tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS) và phát hòa ba bậc hai
tăng cường bề mặt. Do nguồn gốc phi tuyến, các kỹ thuật quang học này cực kỳ nhạy đối
với sự tăng cường trường cục bộ trên bề mặt các cấu trúc nano kim loại.
20

Những thiết bị cùng với kĩ thuật đo đạc này mang tính chuyên môn hóa rất cao, không
thể đơn giản là nhập khẩu được mà phải nghiên cứu xây dựng đáp ứng yêu cầu đặc thù
và cần có trình độ chuyên môn cao để vận hành.
Hầu hết các cơ sở nghiên cứu trong nước mới chỉ phát triển các hệ đo quang phổ học
tuyến tính như phổ huỳnh quang, hấp thụ, Raman tuyến tính… Với hệ thi
ết bị như vật sẽ
là rất khó khăn khi đi sâu vào nghiên cứu các thuộc tính quang của cấu trúc nano, đặc
biệt là thuộc tính phi tuyến. Việc phát triển triển quang phổ học quang học phi tuyến là
cần thiết hiện nay ở Việt nam. Trong điều kiện trang bị còn khó khăn, chúng tôi đã và
đang xây dựng hệ quang phổ học hòa ba bậc hai để nghiên cứu các hiệu ứng bề mặt tinh
thể. Ngoài quan hệ hợ
p tác với nhóm nghiên cứu Fredyanin, Trung tâm laser quốc tế, Đại
học tổng hợp Lomonosv Moscow Nga, chúng tôi hiện có quan hệ hợp tác nghiên cứu
chặt chẽ với nhóm giáo sư Mizutani,Viện Jaist Nhật bản , đã gửi 02 nghiên cứu sinh với
đề tài nghiên cứu cấu trúc nano trên bề mặt kim loại Au bằng kỹ thuật quang phổ hòa ba
bậc hai , 01 học viên cao học nghiên cứu kính hiển vi dùng hiệu ứng quang phi tuyến
phát hòa ba bậc hai quang học. Đó là một lý do để nhóm nghiên cứu c
ủa Khoa Vật Lý,
Đại học tổng hợp Lomonosv Moscow lựa chọn Bộ môn làm đối tác xây dựng đề án hợp
tác nghiên cứu trong khuôn khổ hợp tác Nga -Việt. Với hợp tác này chúng tôi dự định sẽ
phát triển thêm kỹ thuật tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS) trên cơ sở các nghiên
cứu tán xạ Raman đã có của Bộ môn đồng thời hoàn thiện , hiện đại hóa hệ quang phổ
học hòa ba bậc hai hiện có.
Việc xây d
ựng các kỹ thuật đo đạc dùng quang phổ học phi tuyến là một thách thức mà

chúng tôi đặt ra nhằm đáp ứng nhu cấu nghiên cứu cấu trúc nano kim loại nói riêng và
các cấu trúc nano nói chung của các đơn vị nghiên cứu trong nước cũng như nước ngoài.
Với mục tiêu này không những có thể tăng cường năng lực nghiên cứu, đáp ứng các phép
đo nghiên cứu ứng dụng vật liệu nano đang có nhu cầu ngày càng cao mà còn tăng cường
nă
ng lực đào tạo trình độ tiên tiến, phù hợp với chủ trương xây dựng Đại học nghiên
cứu có trình độ quốc tế của đơn vị đang đặt ra.



21





CHƯƠNG I
PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HÒA BA BẬC HAI (SHG) BỀ MẶT
VÀ QUY TRÌNH ĐO, PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ PHỔ

1.1. Phương pháp quang phổ hòa ba bậc hai (SHG) bề mặt
Nguyên lý chung
Sự tiến bộ của khoa học bề mặt vật liệu phụ thuộc chủ yếu vào khả năng xác định
thuộc tính của bề mặt và giao diện. Từ lâu nhiều công cụ phân tích bề mặt đã được phát triển
như: Quang phổ họ
c tán xạ, nhiễu xạ điện tử, quang phổ học quang điện, quang phổ kế
Auger, khối phổ kế…Những kĩ thuật này đã góp phần tìm hiểu sự hấp phụ và tái cấu tạo bề
mặt. Tuy nhiên chúng thường giới hạn với những thí nghiệm trong điều kiên chân không
cao khác xa với thực tế các phản ứng hoá học được thực hiện trong những điều kiệ
n rất khác

nhau. Từ khi có laze, kĩ thuật quang phổ học laze đã phát triển để dò sát bề mặt ví dụ: Tán xạ
Raman kết hợp đối Stock (CARS), tán xạ Raman cưỡng bức (SRG) dùng để thu phổ của
các đơn lớp phân tử, ion hoá nhiều photon (MI), huỳnh quang cộng hưởng (RF), phún xạ
cảm ứng laze (LID), quang phổ học quang âm (PAS), quang phổ học quang nhiệt (PTDS),
được dùng để nghiên cứu các chất hấp phụ và trạng thái bề mặt. Tuy nhiên hầu hết các k
ĩ
thuật này hoặc là không đủ độ nhạy bề mặt hoặc khó khăn trong việc loại trừ đóng góp của
phần khối (bulk) vào tín hiệu.
Gần đây, sự phát hoà ba quang học bậc hai (SHG) và phát tần số tổng (SFG) đã tỏ ra là
một công cụ khảo sát bề mặt hết sức đa năng với độ nhạy và đặc trưng bề mặt cao[1,2,3].
Những kĩ thuật này dựa trên nguyên lí là: B
ề mặt và khối của một môi trường nói chung có
cấu trúc đối xứng khác nhau. Trong gần đúng lưỡng cực điện, một quá trình quang học phi
tuyến bậc hai không được phép trong môi trường có đối xứng nghịch đảo nhưng luôn được
phép trên bề mặt hoặc giao diện vì ở đó tính đối xứng bị phá vỡ. Vì vậy SHG và SFG có thể
trở thành công cụ để khảo sát bề mặt với độ nhạy và đặ
c trưng bề mặt cao.
22

Phản xạ quang học phi tuyến từ bề mặt lần đầu tiên được nghiên cứu lý thuyết bởi
Bloembergen từ 1962. Lí thuyết và thực nghiệm quan sát hoà ba bậc hai trong phản xạ từ
các môi trường bất đẳng hướng cũng như vật liệu đối xứng tâm đã sớm được công bố từ
những năm 70. Mặc dù vậy khả năng ứng dụng của SHG để khảo sát bề mặ
t ít được chú ý.
Một bước ngoặt quan trọng đó là khi tìm hiểu cơ chế vật lí cho quá trình tán xạ Raman tăng
cường bề mặt (SERS) người ta đã nhận ra rằng hiệu ứng trường cục bộ tăng cường bề mặt có
thể làm cho SERS cũng như SHG bề mặt có độ nhạy dò dưới đơn lớp . Những phát hiện sau
này đã kết luận SHG từ một đơn lớp bề mặt trên hầu hết tất cả các bề mặt và giao diện hoàn
toàn có thể dò được thậm chí không cần tăng cường trường cục bộ. Từ đó SHG trở thành
công cụ nghiên cứu bề mặt. Với sự đóng góp của laze điều hưởng bước sóng, SHG được

phát triển thành một công cụ quang phổ học bề mặt, chẳng hạn có thể dò được cấu trúc điện
tử của một đơn lớp chất màu Rhodamin 6G trên đế thạch anh. [4,5,6]
Nhược điểm chính của SHG thể hiện khi cần tìm hiểu đặc trưng phân tử. Để dò các
phân tử hấp phụ trên bề mặt cần khảo sát SHG ở vùng hồng ngoại trong khi không có nhân
quang điện độ nhạy cao trong vùng hồng ngoại.
Hạn chế này được khắc phục nhờ mở rộng SHG sang SFG vùng hồng ngoại- nhìn thấy
(IV - SFG). IV-SFG là một quá trình quang học phi tuyế
n bậc hai trong đó hai tia laze tới,
một có tần số hồng ngoại ω
1
, một có tần số nhìn thấy ω
2
, tương tác với nhau và phát ra một
tín hiệu có tần số tổng ω=

ω
1
+ω
2
trong vùng phổ nhìn thấy. Giống như SHG, IV-SFG có
độ nhạy dưới đơn lớp và có đặc thù bề mặt cao. Tín hiệu SFG từ bề mặt giao diện sẽ được
tăng cường cộng hưởng nếu ω
1
tiến gần tới một dịch chuyển dao động phân tử trên bề mặt
hoặc giao diện. Nhờ laze hồng ngoại tần số điều hưởng, kĩ thuật này là lí tưởng đối với
quang phổ học dao động bề mặt. Kỹ thuật IV-SFG là một quá trình phi tuyến bậc hai, SFG
rất nhạy với định hướng cực trung bình của các nguyên tử hoặc phân tử trên giao diện. Là
một quá trình quang học k
ết hợp, tín hiệu SFG lối ra có định hướng cao và do đó có thể đo
từ xa, tức thời (in situ) trong những môi trường không thể đến gần. Nó có thể áp dụng đối

với hầu hết các giao diện, đặc biệt cả những giao diện bị lấp không thể tiếp cận bằng các
công cụ phân tích bề mặt thông thường dựa trên tán xạ của các hạt có khối lượng. Ngoài ra
23

nhờ xung laze cực ngắn, SFG cho phép nghiên cứu động học bề mặt và các phản ứng với
phân giải thời gian dưới pico giây, độ nhạy phân tử cực kì cao.[7,8]
Từ tính toán lý thuyết sơ bộ có thể đánh giá được cường độ tín hiệu SFG bề mặt cũng
như xác định được loại laze thích hợp cần sử dụng. Ví dụ xét trường hợp cường độ hai tia
tới I
1
~I
2
~10
9
W/cm
2
, thời gian xung ~10pico giây, tiết diện tác dụng A~1mm
2
(ứng với xung
laze 100µJ và dòng 10mJ/ cm
2
giả thiết là thấp hơn ngưỡng làm hỏng bề mặt) và với độ
nhạy phi tuyến bề mặt hiệu dụng ~10
-15
esu (giá trị điển hình cho đơn lớp phân tử) tính toán
cho thấy cường độ tín hiệu là 10
5
photon/ xung. Với độ ồn hệ đo thấp hơn 0.1 photon/ xung
ta có tỷ số tín hiệu trên ồn cao hơn 10
6

.[9]
Trong nghiên cứu bề mặt giao diện, lớp giao diện được định nghĩa là lớp có cấu trúc
biến thiên giữa hai môi trường khối. Độ dày của lớp giao diện này phụ thuộc vào thuộc tính
cần đo. Trong phép đo SFG , lớp giao diện được xem là lớp có cấu trúc biến thiên giữa hai
môi trường khối tạo ra độ nhạy phi tuyến đo được khác với khối. Độ dày này có thể là đơn
lớp phân tử, vài lớ
p hoặc vài chục lớp.[10]
Kỹ thuật khảo sát bề mặt bằng SFG chủ yếu dựa vào ý tưởng là môi trường bề mặt và
khối nói chung có đối xứng cấu trúc khác nhau. Đối với môi trường có đối xứng nghich đảo
như là kim loại hoặc Ge, Si đơn tinh thể, SHG và SFG bị cấm trong khối nhưng cho phép
trên bề mặt, khi đó tín hiệu SHG và SFG hoàn toàn đặc trưng cho bề mặt. Tuy nhiên quy tắc
chọn lọc này chỉ đ
úng trong gần đúng lưỡng cực điện, bỏ qua đóng góp tứ cực điện của khối.
Nói chung tín hiệu SHG và SFG đến từ bề mặt có thể là đóng góp của cả khối và bề mặt, nó
chỉ được dùng để dò bề mặt khi đóng góp của bề mặt là vượt trội hoặc tách biệt được với
đóng góp của khối. Đến nay chưa có một giải pháp chung cho vấn đề này nhưng có một số
biện pháp khác nhau cho phép đánh giá đóng góp SHG và SFG của bề mặt và khối đối với
hệ giao diện tạo bởi khối có đối xứng nghich đảo.
Sự khác nhau về phổ của bề mặt và khối có thể là một yếu tố cho phép phân biệt sự
đóng góp của hai thành phần này. Chẳng hạn, phổ dao động bề mặt nước / hơi nước có pik ở
3680cm
-1
đặc thù của liên kết OH chỉ tồn tại trên mặt nước.
24

Nếu SFG truyền qua có thể đo thì cũng có thể dùng để đánh giá đóng góp của khối.
Trong tín hiệu SFG truyền qua, đóng góp của khối là chủ đạo vì độ dài kết hợp đối với SFG
truyền qua lớn hơn nhiều so với phản xạ. Đóng góp của khối cũng có thể xác định nếu khối
là một màng mỏng có độ dày nhỏ hơn λ/2π và biến thiên. Khi đó đóng góp củ
a khối thì phụ

thuộc vào độ dày màng mỏng còn đóng góp của bề mặt thì không.
1.2. Cơ sở lý thuyết về phát hòa ba bậc hai bề mặt
Môi trường có đối xứng tâm
Trong gần đúng lưỡng cực điện không tồn tại SHG trong môi trường đối xứng tâm,
SHG chỉ xảy ra trên bề mặt và giao diện. Vì vậy trong trường hợp này tín hiệu SHG hoàn
toàn đặc trưng cho bề mặt và giao diện.
Trên bề mặt củ
a một môi trường có đối xứng tâm hoặc giao diện giữa hai môi trường
đối xứng tâm sẽ tồn tại một lớp mỏng ở đó tính đối xứng nghịch đảo bị phá vỡ. Mặc dù độ
dày của vùng này phụ thuộc vào bản chất của vật liệu nhưng có thể dự đoán nhiều nhất là vài
đơn lớp phân tử nghĩa là vào cỡ 10Å. [10] Vì kkhoảng cách này nhỏ so với bước sóng khả
o
sát (10
3
- 10
4
Å) nên ta có thể mô hình hóa sự phát SHG và SFG như trên hình 1.1.
Để đặc trưng cho hiệu ứng phi tuyến bề mặt người ta đưa ra đại lượng độ cảm phi tuyến
bề mặt χ
S
(2)
liên quan đến độ phân cực phi tuyến P
S
trên một đơn vị diện tích tạo bởi điện
trường trên bề mặt khảo sát. Đây là mô hình 3 lớp trong đó lớp có độ phân cực phi tuyến kẹp
ở giữa với hằng số điện môi ε' trên giao diện (z=0). Điện trường bơm có thể viết dưới dạng:
E
ωi
exp i(k
ωi

.x) với k
ωi
là vec tơ sóng của chùm tia bơm tần số ω
i
= ω
1
, ω
2
.


k
ω
2
k
fx
Ω

k
tq
Ω

ε
',
χ
S
(2)
x
z
ε

2
,
χ
q
(2)
Môi trường 1
ε
1
Môi trường 2
ε
2
k
ω
1
Hình 1.1: Mô hình 3 lớp của SFG bề mặt