Luận án Tiến sĩ Vật lý: Mô hình lý thuyết và mô phỏng tính chất Plasmonic của một số cấu trúc nano ứng dụng trong quang nhiệt và cảm biến sinh học

B¸ GI(cid:129)O D(cid:214)C V(cid:128) (cid:30)(cid:128)O T(cid:132)O

TR(cid:215)˝NG (cid:30)(cid:132)I H¯C S(cid:215) PH(cid:132)M H(cid:128) N¸I 2

======*****======

(cid:30)(cid:201) CH(cid:157) NGH(cid:158)A

M˘ H(cid:156)NH L(cid:222) THUY(cid:152)T V(cid:128) M˘ PH˜NG T(cid:157)NH

CH(cid:135)T PLASMONIC C(cid:213)A M¸T S¨ C(cid:135)U TR(cid:211)C

NANO (cid:217)NG D(cid:214)NG TRONG QUANG NHI(cid:155)T V(cid:128)

C(cid:131)M BI(cid:152)N SINH H¯C

Chuy¶n ng(cid:160)nh: V“t l(cid:254) l(cid:254) thuy‚t v(cid:160) V“t l(cid:254) to¡n

M¢ sŁ: 9 44 01 03

LU(cid:138)N (cid:129)N TI(cid:152)N S(cid:158) V(cid:138)T L(cid:222)

Ng(cid:247)(cid:237)i h(cid:247)(cid:238)ng d¤n 1: TS. (cid:30)Ø Th(cid:224) Nga

Ng(cid:247)(cid:237)i h(cid:247)(cid:238)ng d¤n 2: PGS.TS. Chu Vi»t H(cid:160)

H(cid:128) N¸I - 2020

L(cid:237)i c£m (cid:236)n

Tr(cid:247)(cid:238)c khi tr…nh b(cid:160)y nºi dung ch‰nh cıa b£n lu“n ¡n, t(cid:230)i xin b(cid:160)y t(cid:228) lÆng

bi‚t (cid:236)n s¥u s›c (cid:31)‚n TS. (cid:30)Ø Th(cid:224) Nga, ng(cid:247)(cid:237)i (cid:31)¢ tr(cid:252)c ti‚p t“n t…nh h(cid:247)(cid:238)ng d¤n

t(cid:230)i trong suŁt qu¡ tr…nh h(cid:229)c t“p, nghi¶n cøu v(cid:160) ho(cid:160)n th(cid:160)nh lu“n ¡n n(cid:160)y. Xin

(cid:31)(cid:247)æc gßi l(cid:237)i c£m (cid:236)n (cid:31)‚n PGS. TS. Chu Vi»t H(cid:160), TS. Phan (cid:30)øc Anh (cid:31)¢ gi(cid:243)p

(cid:31)(cid:239) v(cid:160) c(cid:226) nhi•u (cid:254) ki‚n (cid:31)(cid:226)ng g(cid:226)p trong qu¡ tr…nh nghi¶n cøu th(cid:252)c hi»n lu“n

¡n cıa t(cid:230)i.

T(cid:230)i c(cid:244)ng xin b(cid:160)y t(cid:228) lÆng bi‚t (cid:236)n ch¥n th(cid:160)nh t(cid:238)i to(cid:160)n th” c¡c thƒy c(cid:230)

thuºc tŒ V“t l(cid:254) l(cid:254) thuy‚t, Khoa V“t l(cid:254), Tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:30)⁄i h(cid:229)c S(cid:247) ph⁄m H(cid:160) Nºi

2 (cid:31)¢ truy•n th(cid:246) cho t(cid:230)i nhœng ki‚n thøc chuy¶n m(cid:230)n vœng v(cid:160)ng c(cid:242)ng v(cid:238)i

nhœng kinh nghi»m v(cid:230) c(cid:242)ng qu(cid:254) gi¡, hØ træ c(cid:230)ng t¡c h(cid:229)c v(cid:246) cho t(cid:230)i trong

suŁt th(cid:237)i gian (cid:31)(cid:247)æc h(cid:229)c t“p v(cid:160) th(cid:252)c hi»n (cid:31)• t(cid:160)i.

Xin (cid:31)(cid:247)æc gßi l(cid:237)i c£m (cid:236)n ch¥n th(cid:160)nh (cid:31)‚n Ban Gi¡m hi»u v(cid:160) c¡c phÆng

ban chøc n«ng Tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:30)⁄i h(cid:229)c S(cid:247) ph⁄m H(cid:160) Nºi 2 n(cid:236)i t(cid:230)i (cid:31)ang c(cid:230)ng t¡c, (cid:31)¢

t⁄o m(cid:229)i (cid:31)i•u ki»n (cid:31)” t(cid:230)i ho(cid:160)n th(cid:160)nh vi»c h(cid:229)c t“p v(cid:160) nghi¶n cøu trong suŁt

c¡c n«m qua.

Nh¥n d(cid:224)p n(cid:160)y, t(cid:230)i xin gßi l(cid:237)i c£m (cid:236)n s¥u s›c nh§t t(cid:238)i nhœng ng(cid:247)(cid:237)i th¥n

trong gia (cid:31)…nh v(cid:160) to(cid:160)n th” b⁄n b–, (cid:31)(cid:231)ng nghi»p (cid:31)¢ lu(cid:230)n ıng hº (cid:31)ºng vi¶n

v(cid:160) hØ træ v• m(cid:229)i m(cid:176)t (cid:31)” t(cid:230)i v(cid:247)æt qua nhœng kh(cid:226) kh«n trong qu¡ tr…nh ho(cid:160)n

th(cid:160)nh lu“n ¡n cıa m…nh.

T¡c gi£ lu“n ¡n

(cid:30)Ø Ch‰ Ngh(cid:190)a

L(cid:237)i cam (cid:31)oan

T(cid:230)i xin cam (cid:31)oan lu“n ¡n n(cid:160)y l(cid:160) k‚t qu£ nghi¶n cøu cıa b£n th¥n t(cid:230)i

(cid:31)(cid:247)æc th(cid:252)c hi»n trong th(cid:237)i gian l(cid:160)m nghi¶n cøu sinh t⁄i tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:30)⁄i h(cid:229)c S(cid:247)

Ph⁄m H(cid:160) Nºi 2, d(cid:247)(cid:238)i s(cid:252) h(cid:247)(cid:238)ng d¤n cıa TS. (cid:30)Ø Th(cid:224) Nga v(cid:160) PGS. TS. Chu

Vi»t H(cid:160). C¡c k‚t qu£ m(cid:238)i thu (cid:31)(cid:247)æc kh(cid:230)ng tr(cid:242)ng l(cid:176)p v(cid:238)i b§t k(cid:253) lu“n ¡n hay

c(cid:230)ng tr…nh n(cid:160)o (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc c(cid:230)ng bŁ. C(cid:246) th”, ch(cid:247)(cid:236)ng 1 l(cid:160) tŒng quan v• c¡c l(cid:254)

thuy‚t li¶n quan. Ch(cid:247)(cid:236)ng 2 tr…nh b(cid:160)y l(cid:254) thuy‚t Mie to(cid:160)n phƒn cho h» lªi v(cid:228)

trÆn tuy»t (cid:31)Łi v(cid:160) c¡ch xß l(cid:254) cho h» lªi v(cid:228) c(cid:226) b• m(cid:176)t nh¡m, k‚t qu£ nghi¶n

cøu thu (cid:31)(cid:247)æc cho phŒ h§p th(cid:246) cıa c¡c hoa nano (nanoflowers) Ag@Fe3O4 v(cid:160)

(cid:31)• xu§t øng d(cid:246)ng ch‚ t⁄o m¡y dÆ t…m khuy‚t t“t v(cid:160) v(cid:242)ng pha t⁄p d(cid:252)a tr¶n

c(cid:236) ch‚ c(cid:236)-quang nhi»t do s(cid:252) n(cid:226)ng l¶n cıa h⁄t hoa nano d(cid:247)(cid:238)i t¡c d(cid:246)ng cıa

¡nh s¡ng laser, (cid:31)(cid:247)æc t(cid:230)i th(cid:252)c hi»n c(cid:242)ng ng(cid:247)(cid:237)i h(cid:247)(cid:238)ng d¤n TS. (cid:30)Ø Th(cid:224) Nga v(cid:160)

cºng s(cid:252) TS. Phan (cid:30)øc Anh. C¡c k‚t qu£ nghi¶n cøu (cid:240) ch(cid:247)(cid:236)ng 3 v• t‰nh ch§t

plasmonic cıa graphene tr¶n (cid:31)‚ khŁi v(cid:160) cıa h⁄t nano b(cid:229)c graphene (cid:31)(cid:247)æc t(cid:230)i

th(cid:252)c hi»n c(cid:242)ng v(cid:238)i 2 c(cid:230) h(cid:247)(cid:238)ng d¤n TS. (cid:30)Ø Th(cid:224) Nga v(cid:160) PGS. TS. Chu Vi»t

H(cid:160). Ch(cid:247)(cid:236)ng 4 tr…nh b(cid:160)y k‚t qu£ nghi¶n cøu v• qu¡ tr…nh t«ng nhi»t cıa c§u

tr(cid:243)c nano g(cid:231)m c(cid:226) d¢y c¡c (cid:31)(cid:190)a graphene x‚p theo m⁄ng (cid:230) vu(cid:230)ng (cid:31)(cid:176)t tr¶n l(cid:238)p

m(cid:160)ng (cid:31)i»n m(cid:230)i m(cid:228)ng d(cid:252)a tr¶n t‰nh ch§t plasmonics (cid:31)(cid:247)æc t(cid:230)i th(cid:252)c hi»n c(cid:242)ng

TS. Phan (cid:30)øc Anh, TS. (cid:30)Ø Th(cid:224) Nga, GS. V(cid:244) (cid:30)…nh L¢m v(cid:160) GS. Katsunori

Wakabayashi.

T¡c gi£ lu“n ¡n

(cid:30)Ø Ch‰ Ngh(cid:190)a

M(cid:246)c l(cid:246)c

L(cid:237)i c£m (cid:236)n i

L(cid:237)i cam (cid:31)oan ii

Danh m(cid:246)c c¡c chœ vi‚t t›t vi

Danh s¡ch h…nh v‡ vii

M(cid:240) (cid:31)ƒu 1

1 H» thŁng c¡c l(cid:254) thuy‚t c(cid:236) b£n li¶n quan (cid:31)‚n v§n (cid:31)• nghi¶n

cøu 12

1.1 M(cid:230) h…nh l(cid:254) thuy‚t cho h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i . . . . . . . . . . . . . 12

1.2 L(cid:254) thuy‚t Mie cho t‰nh ch§t quang cıa h⁄t nano (cid:31)(cid:236)n v“t li»u 16

1.2.1 L(cid:254) thuy‚t Mie cho h⁄t nano cƒu (cid:31)(cid:236)n v“t li»u . . . . . 17

1.2.2 L(cid:254) thuy‚t Mie cho h⁄t nano (cid:31)(cid:236)n v“t li»u kh(cid:230)ng c(cid:226)

d⁄ng cƒu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

1.3 L(cid:254) thuy‚t c(cid:236) b£n cho vi»c l(cid:160)m n(cid:226)ng h» theo c(cid:236) ch‚ plasmon 27

1.3.1 S(cid:252) n(cid:226)ng l¶n cıa (cid:31)(cid:236)n h⁄t nano d(cid:247)(cid:238)i t¡c d(cid:246)ng cıa tr(cid:247)(cid:237)ng

(cid:31)i»n tł . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

1.3.2 S(cid:252) n(cid:226)ng l¶n cıa dung d(cid:224)ch do t“p th” h⁄t nano plas-

monic d(cid:247)(cid:238)i t¡c d(cid:246)ng cıa tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n tł . . . . . . . 30

1.4 K‚t lu“n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

2 L(cid:254) thuy‚t Mie v(cid:160) m(cid:230) h…nh quang nhi»t cho h» nano c§u tr(cid:243)c

lªi-v(cid:228) 34

2.1 H» nano cƒu hai l(cid:238)p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

2.1.1 L(cid:254) thuy‚t Mie cho phŒ quang h(cid:229)c . . . . . . . . . . 35

2.1.2 Hi»u øng quang nhi»t trong h» nano lªi-v(cid:228) d(cid:247)(cid:238)i t¡c

d(cid:246)ng cıa laser h(cid:231)ng ngo⁄i . . . . . . . . . . . . . . . 38

2.2 T‰nh ch§t plasmonic v(cid:160) øng su§t quang nhi»t cıa h» hoa nano 44

2.2.1 L(cid:254) thuy‚t Mie cho phŒ quang h(cid:229)c cıa h⁄t hoa nano

45 Ag@Fe3O4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2.2 49 Søc c«ng nhi»t cıa c¡c h⁄t hoa nano Ag@Fe3O4 . . .

2.3 K‚t lu“n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

3 T‰nh ch§t plasmonic cıa c§u tr(cid:243)c nano d(cid:252)a tr¶n graphene

trong d£i tƒn sŁ terahertz 54

3.1 C(cid:236) s(cid:240) l(cid:254) thuy‚t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

3.1.1 C¡ch ti‚p c“n li¶n k‚t ch(cid:176)t cho graphene . . . . . . . 56

3.1.2 (cid:30)º d¤n quang cıa graphene . . . . . . . . . . . . . . 57

3.2 H§p th(cid:246) quang h(cid:229)c cıa graphene . . . . . . . . . . . . . . . 62

3.3 K‚t qu£ t‰nh sŁ v(cid:160) th£o lu“n . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

3.3.1 PhŒ h§p th(cid:246) cıa graphene t(cid:252) do . . . . . . . . . . . . 63

3.3.2 PhŒ h§p th(cid:246) cıa graphene tr¶n (cid:31)‚ khŁi . . . . . . . . 65

68 3.3.3 PhŒ h§p th(cid:246) cıa h⁄t nano SiO2 (cid:31)(cid:247)æc b(cid:229)c graphene .

3.4 K‚t lu“n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

4 Qu¡ tr…nh t«ng nhi»t cıa h» phøc hæp graphene d(cid:252)a tr¶n

t‰nh ch§t plasmonic 72

4.1 Gi(cid:238)i thi»u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

4.2 T‰nh ch§t plasmonic v(cid:160) ph¥n bŁ nhi»t trong c§u tr(cid:243)c nano

phøc hæp chøa graphene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

4.3 K‚t qu£ t‰nh sŁ cho ph¥n bŁ nhi»t trong c§u tr(cid:243)c nano phøc

hæp chøa graphene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

4.4 K‚t lu“n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

K‚t lu“n 84

Danh m(cid:246)c c(cid:230)ng tr…nh cıa t¡c gi£ 86

T(cid:160)i li»u tham kh£o 87

Danh m(cid:246)c c¡c chœ vi‚t t›t

Cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon b• m(cid:176)t (Surface Plasmon Resonance)

SPR

Plasmon polariton b• m(cid:176)t (Surface Plasmon Polariton)

SPP

LSPR

Cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon b• m(cid:176)t (cid:31)(cid:224)nh xø (Localized Surface Plasmon Resonance)

Computer Simulation Technology

CST

L(cid:254) thuy‚t phi‚m h(cid:160)m m“t (cid:31)º (Density Functional Theory)

DFT

DDSCAT

Discrete Dipole Scattering

DDA

Discrete Dipole Approximation

FDTD

Finite Difference Time Domain

FEM

Finite Element Method

NIR

V(cid:242)ng c“n h(cid:231)ng ngo⁄i (Near-Infrared)

Vi‚t t›t T¶n (cid:31)ƒy (cid:31)ı

Danh s¡ch h…nh v‡

1.1 Phƒn th(cid:252)c v(cid:160) phƒn £o cıa h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i ε(ω) cıa SiC nh(cid:247) l(cid:160)

h(cid:160)m cıa tƒn sŁ [18]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

1.2 H(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i (cid:31)(cid:247)æc v‡ b‹ng vi»c sß d(cid:246)ng c¡c h‹ng sŁ quang

h(cid:229)c electron t(cid:252) do (cho ITO) v(cid:160) c¡c h‹ng sŁ quang h(cid:229)c th(cid:252)c

nghi»m (cho Au v(cid:160) Ag). (A) ITO; (B) Au; (C) Ag [19]. . . . 1.3 Minh h(cid:229)a h⁄t nano cƒu c(cid:226) b¡n k‰nh R c(cid:226) h‹ng sŁ (cid:31)i»n m(cid:230)i

. . . . . 19 ε(ω) (cid:31)(cid:176)t trong m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng c(cid:226) h‹ng sŁ (cid:31)i»n m(cid:230)i εm.

1.4 Quang phŒ d“p t›t cıa h⁄t keo nano v(cid:160)ng 50 nm trong n(cid:247)(cid:238)c

((cid:31)(cid:247)(cid:237)ng m(cid:160)u (cid:31)(cid:228)) (cid:31)(cid:247)æc so s¡nh ph(cid:242) hæp nh§t v(cid:238)i l(cid:254) thuy‚t

Mie [21] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

1.5 Minh h(cid:229)a elip thon d(cid:160)i (prolate spheroid) v(cid:160) elip d(cid:181)t (oblate

spheroid). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

1.6 Quang phŒ d“p t›t (m(cid:160)u (cid:31)(cid:228)), phŒ t¡n x⁄ (m(cid:160)u xanh) v(cid:160) phŒ

h§p th(cid:246) (m(cid:160)u (cid:31)en) cıa que nano v(cid:160)ng (elip thon d(cid:160)i) v(cid:238)i c¡c

t¿ l» t(cid:247)(cid:236)ng quan giœa hai tr(cid:246)c cıa elip l(cid:160) 2.1 ((cid:31)(cid:247)(cid:237)ng li•n n†t)

v(cid:160) 3.0 ((cid:31)(cid:247)(cid:237)ng ch§m) (cid:31)(cid:247)æc t‰nh to¡n sß d(cid:246)ng l(cid:254) thuy‚t Gans

v(cid:238)i h‹ng sŁ (cid:31)i»n m(cid:230)i cıa m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)(cid:247)æc ch(cid:229)n l(cid:160) 2.25 [24]. 24

1.7 PhŒ h§p th(cid:246) quang h(cid:229)c cıa porphyrin H2TPyP trong n(cid:247)(cid:238)c v(cid:238)i εwater = 1.77, CHCl3 v(cid:238)i εCHCl3 = 2.07 v(cid:160) mºt sŁ lo⁄i dung m(cid:230)i kh¡c nh(cid:247) l(cid:160) h(cid:160)m cıa b(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng ¡nh s¡ng t(cid:238)i, (cid:31)(cid:247)æc

t‰nh theo l(cid:254) thuy‚t Mie [28]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

vii

1.8 Phƒn £o v(cid:160) phƒn th(cid:252)c cıa h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i ε(ω) cıa porphyrin l(cid:160) h(cid:160)m cıa ω [28]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

1.9 (a) S(cid:236) (cid:31)(cid:231) cıa mºt h⁄t nano cƒu h(cid:247)(cid:238)ng quang h(cid:229)c. (b) S(cid:252) gia

t«ng nhi»t (cid:31)º (cid:31)(cid:247)æc t‰nh cho (cid:31)(cid:236)n h⁄t nano v(cid:160)ng nh(cid:247) l(cid:160) h(cid:160)m

cıa kho£ng c¡ch tł t¥m cıa h⁄t nano v(cid:238)i m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng xung

quanh l(cid:160) n(cid:247)(cid:238)c [29]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

1.10 S(cid:252) t«ng nhi»t (cid:31)º (cid:31)(cid:247)æc t‰nh (cid:240) b• m(cid:176)t cıa (cid:31)(cid:236)n h⁄t nano v(cid:160)ng

trong n(cid:247)(cid:238)c nh(cid:247) l(cid:160) h(cid:160)m cıa c(cid:230)ng su§t chi‚u (cid:240) cºng h(cid:247)(cid:240)ng

plasmon [29]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

2.1 S(cid:236) (cid:31)(cid:231) minh h(cid:229)a m(cid:230) h…nh h» cƒu lªi-v(cid:228) (cid:31)(cid:176)t trong m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng. 35

2.2 PhŒ h§p th(cid:246) UV-Vis l(cid:254) thuy‚t v(cid:160) th(cid:252)c nghi»m thu (cid:31)(cid:247)æc tł

th” huy•n ph(cid:242) n(cid:247)(cid:238)c cıa c¡c h⁄t nano v(cid:228) Au v(cid:238)i b¡n k‰nh

trong v(cid:160) ngo(cid:160)i t(cid:247)(cid:236)ng øng l(cid:160) 64 v(cid:160) 80 nm [17]. . . . . . . . . 38

2.3 (cid:30)(cid:247)(cid:237)ng cong s(cid:252) n(cid:226)ng l¶n do quang nhi»t cıa c¡c m(cid:230) g(cid:160) trong

s(cid:252) thi‚u v›ng (a) v(cid:160) s(cid:252) hi»n di»n (b) c¡c h⁄t nano v(cid:228) Au d(cid:247)(cid:238)i

¡nh s¡ng NIR v(cid:238)i c¡c c(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)º laser kh¡c nhau [17]. . . . . 42

2.4 S(cid:252) t«ng nhi»t (cid:31)º do n«ng l(cid:247)æng (cid:31)(cid:247)æc h§p th(cid:246) cıa c¡c h⁄t nano

v(cid:228) Au trong c¡c m¤u m(cid:230) g(cid:160) nh(cid:247) l(cid:160) h(cid:160)m cıa th(cid:237)i gian v(cid:238)i c¡c

c(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)º laser kh¡c nhau [17]. C¡c (cid:31)(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)øt n†t t(cid:247)(cid:236)ng øng

v(cid:238)i c¡c t‰nh to¡n l(cid:254) thuy‚t trong c(cid:242)ng (cid:31)i•u ki»n v(cid:238)i c¡c ph†p (cid:31)o t(cid:247)(cid:236)ng (cid:31)(cid:247)(cid:236)ng v(cid:160) τ = 200 s [49, 50]. . . . . . . . . . . . . . 43

45 2.5 S(cid:236) (cid:31)(cid:231) minh h(cid:229)a hoa nano Ag@Fe3O4. . . . . . . . . . . . . .

2.6 Ti‚t di»n h§p th(cid:246) cıa c¡c h⁄t nano Ag, Fe3O4 v(cid:160) hoa nano Ag@Fe3O4 trong n(cid:247)(cid:238)c (εm = 1.77) (cid:31)(cid:247)æc t‰nh b(cid:240)i l(cid:254) thuy‚t

Mie tŒng qu¡t. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

2.7 Ti‚t di»n h§p th(cid:246) cıa c¡c h⁄t hoa nano Ag@Fe3O4 (cid:31)(cid:247)æc t‰nh to¡n b(cid:240)i l(cid:254) thuy‚t Mie tŒng qu¡t trong SiO2 (εm = 2.25) v(cid:238)i

c¡c k‰ch th(cid:247)(cid:238)c v(cid:228) kh¡c nhau. . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

viii

2.8 (cid:217)ng su§t xuy¶n t¥m b¶n ngo(cid:160)i theo kho£ng c¡ch tł t¥m cıa

. . . . . 52 hoa nano Ag@Fe3O4 v(cid:238)i c¡c (cid:31)(cid:247)(cid:237)ng k‰nh kh¡c nhau.

3.1 (a) C§u tr(cid:243)c (cid:230) c(cid:236) s(cid:240) cıa m⁄ng Bravais trong graphene. (b)

C¡c vect(cid:236) (cid:230) c(cid:236) s(cid:240) cıa m⁄ng (cid:31)£o v(cid:160) v(cid:242)ng Brillouin thø nh§t

cıa graphene [86]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

64 3.2 PhŒ h§p th(cid:246) vu(cid:230)ng g(cid:226)c cıa graphene t(cid:252) do v(cid:238)i (a) c¡c n«ng l(cid:247)æng Fermi kh¡c nhau khi ∆ = 0, v(cid:160) (b) c¡c gi¡ tr(cid:224) n«ng l(cid:247)æng v(cid:242)ng c§m kh¡c nhau (cid:240) EF = 0. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . 66 3.3 PhŒ h§p th(cid:246) vu(cid:230)ng g(cid:226)c cıa graphene (cid:31)(cid:236)n l(cid:238)p tr¶n n•n v(cid:160)ng v(cid:238)i (a) c¡c n«ng l(cid:247)æng Fermi kh¡c nhau khi ∆ = 0, v(cid:160) (b) c¡c gi¡ tr(cid:224) n«ng l(cid:247)æng v(cid:242)ng c§m kh¡c nhau (cid:240) EF = 0.

. . . . . . 67 3.4 PhŒ h§p th(cid:246) vu(cid:230)ng g(cid:226)c cıa graphene (cid:31)(cid:236)n l(cid:238)p tr¶n n•n SiO2 v(cid:238)i (a) c¡c n«ng l(cid:247)æng Fermi kh¡c nhau khi ∆ = 0, v(cid:160) (b) c¡c gi¡ tr(cid:224) n«ng l(cid:247)æng v(cid:242)ng c§m kh¡c nhau (cid:240) EF = 0.

3.5 PhŒ h§p th(cid:246) cıa h⁄t nano SiO2 (cid:31)(cid:247)æc b(cid:229)c graphene c(cid:226) b¡n k‰nh h⁄t R = 50 nm t(cid:247)(cid:236)ng øng v(cid:238)i c¡c møc Fermi kh¡c nhau. 69

3.6 PhŒ h§p th(cid:246) cıa h⁄t nano SiO2 (cid:31)(cid:247)æc b(cid:229)c graphene c(cid:226) b¡n k‰nh h⁄t lƒn l(cid:247)æt l(cid:160) R = 30 ((cid:31)(cid:228)), 50 (cam) v(cid:160) 80 nm (xanh

70 l¡ c¥y) v(cid:238)i c¡c th‚ h(cid:226)a h(cid:229)c kh¡c nhau. C¡c (cid:31)(cid:247)(cid:237)ng li•n n†t v(cid:160) (cid:31)(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)øt n†t lƒn l(cid:247)æt t(cid:247)(cid:236)ng øng v(cid:238)i EF = 0 v(cid:160) 0.5 eV. . . .

4.1 (a) H» graphene nh…n tł tr¶n xuŁng v(cid:160) (b) nh…n theo m(cid:176)t c›t

ngang v(cid:238)i c¡c th(cid:230)ng sŁ c§u tr(cid:243)c. . . . . . . . . . . . . . . . . 75

4.2 K‚t qu£ t‰nh to¡n l(cid:254) thuy‚t cıa phŒ d“p t›t cho c¡c h» phøc

hæp graphene g(cid:231)m mºt m⁄ng (cid:230) vu(cid:230)ng cıa c¡c (cid:31)(cid:190)a graphene (cid:31)a l(cid:238)p (cid:31)(cid:176)t tr¶n l(cid:238)p (cid:31)i»n m(cid:230)i m(cid:228)ng v(cid:238)i EF = 0.45 eV v(cid:160) (cid:126)τ −1 = 0.03 eV, v(cid:238)i sŁ l(cid:238)p graphene N kh¡c nhau tr¶n mºt (cid:31)(cid:190)a. 77

4.3 S(cid:252) ph¥n bŁ nhi»t (cid:31)º t«ng l¶n trong h» khi (cid:240) tr⁄ng th¡i Œn

(cid:31)(cid:224)nh, theo (cid:31)(cid:236)n v(cid:224) Kelvin, v(cid:238)i h» phøc hæp graphene c(cid:226) (a) N = 1, (b) N = 3, v(cid:160) (c) N = 10 d(cid:247)(cid:238)i t¡c d(cid:246)ng cıa ¡nh s¡ng

laser h(cid:231)ng ngo⁄i. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

4.4 S(cid:252) ph¥n bŁ nhi»t (cid:31)º t«ng l¶n trong h» khi (cid:240) tr⁄ng th¡i Œn (cid:31)(cid:224)nh, theo (cid:31)(cid:236)n v(cid:224) Kelvin, v(cid:238)i h» phøc hæp graphene c(cid:226) N = 3 v(cid:160) (a) κ2 = 0.6 W/m/K, (b) κ2 = 1.2 W/m/K, v(cid:160) (c) κ2 = 2.0 W/m/K d(cid:247)(cid:238)i t¡c d(cid:246)ng cıa ¡nh s¡ng laser h(cid:231)ng ngo⁄i. . . . 82

M(cid:240) (cid:31)ƒu

1. L(cid:254) do ch(cid:229)n (cid:31)• t(cid:160)i

Plasmonics l(cid:160) mºt l(cid:190)nh v(cid:252)c (cid:31)ƒy høa h(cid:181)n cıa khoa h(cid:229)c v(cid:160) c(cid:230)ng ngh». L(cid:190)nh

v(cid:252)c n(cid:160)y khai th¡c s(cid:252) t(cid:247)(cid:236)ng t¡c giœa ¡nh s¡ng v(cid:160) v“t ch§t th(cid:230)ng qua hi»n

t(cid:247)æng cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon b• m(cid:176)t (Surface Plasmon Resonance, SPR), cho

nhi•u t‰nh ch§t v(cid:160) chøc n«ng kh¡c nhau [1, 2]. SPR l(cid:160) s(cid:252) k‰ch th‰ch t“p th”

(cid:31)(cid:231)ng th(cid:237)i cıa t§t c£ c¡c h⁄t mang (cid:31)i»n ((cid:31)i»n tß) t⁄i m(cid:176)t ph¥n c¡ch giœa 2

m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng c(cid:226) h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i tr¡i d§u, (cid:31)i”n h…nh nh(cid:247) kim lo⁄i v(cid:160) (cid:31)i»n m(cid:230)i,

th(cid:160)nh mºt dao (cid:31)ºng (cid:31)(cid:231)ng pha. C¡c dao (cid:31)ºng (cid:31)i»n tß nh(cid:247) v“y c(cid:226) th” lan

truy•n d(cid:229)c theo m(cid:176)t ph¥n c¡ch (Surface Plasmon Polariton, SPP) ho(cid:176)c b(cid:224)

giam giœ trong v(cid:242)ng c(cid:226) k‰ch th(cid:247)(cid:238)c nh(cid:228) h(cid:236)n b(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng (cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon

(cid:31)(cid:224)nh xø, LSPR). Sau khi (cid:31)(cid:247)æc k‰ch th‰ch, c¡c d⁄ng cıa SPR c(cid:226) th” giam

giœ tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n tł cıa ¡nh s¡ng (cid:240) mºt thang nh(cid:228) h(cid:236)n b(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng, d¤n (cid:31)‚n

s(cid:252) t«ng c(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)¡ng k” cıa tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)(cid:224)nh xø v(cid:160) cho ph†p (cid:31)i•u khi”n ¡nh s¡ng

d(cid:247)(cid:238)i gi(cid:238)i h⁄n nhi„u x⁄. S(cid:252) h§p d¤n cıa SPR l(cid:160)m cho c¡c v“t li»u plasmonic

c(cid:226) kh£ n«ng øng d(cid:246)ng cao trong nhi•u l(cid:190)nh v(cid:252)c, bao g(cid:231)m quang tß [3, 4],

h(cid:226)a h(cid:229)c [5, 6], n«ng l(cid:247)æng [7], v(cid:160) khoa h(cid:229)c s(cid:252) sŁng [8(cid:21)10]. C(cid:246) th”, c(cid:226) th” k”

(cid:31)‚n c¡c øng d(cid:246)ng nh(cid:247) c¡c c£m bi‚n sinh h(cid:229)c v(cid:160) quang h(cid:229)c, thuŁc v(cid:160) c¡c

ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p (cid:31)i•u tr(cid:224) b»nh, si¶u v“t li»u (metamaterials), chip (cid:31)i»n tß k‰ch

th(cid:247)(cid:238)c nano (chip cıa Intel hi»n nay (cid:31)¢ (cid:31)⁄t t(cid:238)i k‰ch th(cid:247)(cid:238)c 14 nm), v(cid:160) m¡y

t‰nh l(cid:247)æng tß. K‚t qu£ l(cid:160), trong hai th“p k(cid:27) qua, mŁi quan t¥m khoa h(cid:229)c (cid:31)Łi

v(cid:238)i v“t li»u plasmonic v(cid:160) SPR (cid:31)(cid:247)æc t«ng c(cid:247)(cid:237)ng. Nhœng ti‚n bº v(cid:247)æt b“c cıa

c(cid:230)ng ngh» nano trong k(cid:255) thu“t in th⁄ch b£n v(cid:160) c¡c ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p h(cid:226)a (cid:247)(cid:238)t cŒ

(cid:31)i”n (classical wet-chemistry) cho ph†p ch(cid:243)ng ta ki”m so¡t tŒng hæp (cid:31)(cid:247)æc

c£ v• k‰ch th(cid:247)(cid:238)c, h…nh d⁄ng, sŁ chi•u v(cid:160) c§u tr(cid:243)c li¶n k‚t b• m(cid:176)t cıa v“t li»u

plasmonic, th(cid:247)(cid:237)ng v(cid:238)i (cid:31)º ch‰nh x¡c c(cid:239) nanomet [11(cid:21)13]. Vi»c ch‚ t⁄o v(cid:160) (cid:31)o

(cid:31)⁄c c¡c m¤u th‰ nghi»m c(cid:226) th” r§t (cid:31)(cid:236)n gi£n trong (cid:31)i•u ki»n cıa c¡c n(cid:247)(cid:238)c c(cid:226)

n•n khoa h(cid:229)c c(cid:230)ng ngh» ti‚n ti‚n. Nh(cid:247)ng v(cid:238)i c¡c n(cid:247)(cid:238)c (cid:31)ang ph¡t tri”n, (cid:31)(cid:176)c

bi»t l(cid:160) Vi»t Nam, c¡c b(cid:247)(cid:238)c th(cid:252)c nghi»m tŁn r§t nhi•u c(cid:230)ng søc v(cid:160) ti•n b⁄c.

Trong ho(cid:160)n c£nh v(cid:230) c(cid:242)ng h⁄n ch‚ (cid:240) Vi»t Nam, c¡c ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p t‰nh to¡n

l(cid:254) thuy‚t v(cid:160) m(cid:230) ph(cid:228)ng d(cid:252) (cid:31)o¡n c¡c ph†p (cid:31)o (cid:31)⁄c th(cid:252)c nghi»m v(cid:160) gæi m(cid:240) ra

nhœng øng d(cid:246)ng m(cid:238)i l(cid:160) v(cid:230) c(cid:242)ng quan tr(cid:229)ng v(cid:160) (cid:31)¥y ch‰nh l(cid:160) m(cid:246)c ti¶u (cid:31)(cid:176)t ra

cıa (cid:31)• t(cid:160)i nghi¶n cøu trong b£n lu“n ¡n n(cid:160)y.

Hi»n nay, r§t nhi•u nh(cid:226)m nghi¶n cøu (cid:240) Vi»t Nam (cid:31)¢ ch‚ t⁄o v(cid:160) ti‚n h(cid:160)nh

nghi¶n cøu c¡c t‰nh ch§t cıa h⁄t nano. Nhœng nh(cid:226)m nghi¶n cøu th(cid:252)c nghi»m

l(cid:238)n c(cid:226) th” k” (cid:31)‚n nh(cid:247) nh(cid:226)m nghi¶n cøu v• plasmonics v(cid:160) quang nhi»t cıa c¡c

h⁄t nano v(cid:160) ch§m l(cid:247)æng tß cıa PGS. TS. Trƒn H(cid:231)ng Nhung v(cid:160) TS. Nghi¶m

Th(cid:224) H(cid:160) Li¶n (Vi»n V“t l(cid:254)), nh(cid:226)m nghi¶n cøu h⁄t nano b⁄c v(cid:160) nano tł c(cid:244)ng

nh(cid:247) øng d(cid:246)ng cıa ch(cid:243)ng trong qu¡ tr…nh ph¡t hi»n vi khu'n v(cid:160) di»t khu'n

cıa PGS. L¶ Anh Tu§n ((cid:30)⁄i h(cid:229)c Phenikaa), nh(cid:226)m nghi¶n cøu c¡c h⁄t nano

tł v(cid:160) ch‚ t⁄o c¡c sensor tł cıa GS. Nguy„n Xu¥n Ph(cid:243)c (Vi»n Khoa h(cid:229)c V“t

li»u), nh(cid:226)m nghi¶n cøu cıa GS. Nguy„n Hœu (cid:30)øc v(cid:160) GS. Nguy„n Ho(cid:160)ng

L(cid:247)(cid:236)ng ((cid:30)⁄i H(cid:229)c QuŁc Gia). Nhœng nh(cid:226)m th(cid:252)c nghi»m n(cid:160)y (cid:31)•u c(cid:226) th” ch‚

t⁄o (cid:31)(cid:247)æc c¡c c§u tr(cid:243)c (cid:31)a l(cid:238)p (core-shell hay cÆn g(cid:229)i l(cid:160) c§u tr(cid:243)c lªi-v(cid:228)) v(cid:160)

nhi•u h…nh d⁄ng phøc t⁄p kh¡c nhau (nanostar/sao nano, nanoflower/ hoa

nano, v.v.) cıa h⁄t nano. C¡c ph†p (cid:31)o th(cid:252)c nghi»m (cid:31)(cid:247)æc ti‚n h(cid:160)nh (cid:240) Vi»t

Nam th(cid:247)(cid:237)ng l(cid:160) (cid:31)o phŒ h§p th(cid:246), phŒ d“p t›t, phŒ Raman, phŒ hu(cid:253)nh quang,

ph†p (cid:31)o quang nhi»t, ph†p (cid:31)o (cid:31)º tł th'm, v(cid:160) ph†p (cid:31)o tł nhi»t. M(cid:176)c d(cid:242) c¡c

nh(cid:160) khoa h(cid:229)c trong v(cid:160) ngo(cid:160)i n(cid:247)(cid:238)c (cid:31)•u mong muŁn v(cid:160) kh¡t khao c(cid:226) (cid:31)(cid:247)æc s(cid:252)

cºng t¡c giœa th(cid:252)c nghi»m v(cid:160) l(cid:254) thuy‚t (cid:31)” c(cid:242)ng gi£i quy‚t nhœng b(cid:160)i to¡n

chung, tuy nhi¶n, s(cid:252) g›n k‚t giœa c¡c nh(cid:226)m th(cid:252)c nghi»m n(cid:160)y v(cid:160) nh(cid:226)m l(cid:254)

thuy‚t cÆn c(cid:226) nhi•u h⁄n ch‚. R§t nhi•u c(cid:230)ng bŁ khoa h(cid:229)c tr¶n c¡c t⁄p ch‰

chuy¶n ng(cid:160)nh uy t‰n trong n(cid:247)(cid:238)c v(cid:160) quŁc t‚ cıa c¡c nh(cid:226)m th(cid:252)c nghi»m (cid:240)

Vi»t Nam (cid:31)•u thi‚u v›ng s(cid:252) (cid:31)(cid:226)ng g(cid:226)p cıa c¡c m(cid:230) h…nh l(cid:254) thuy‚t.

Tr¶n th‚ gi(cid:238)i, b¶n c⁄nh nghi¶n cøu th(cid:252)c nghi»m, t‰nh ch§t (cid:31)i»n tł v(cid:160)

plasmonic cıa c¡c c§u tr(cid:243)c nano c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc nghi¶n cøu b‹ng c£ l(cid:254) thuy‚t

l¤n c¡c phƒn m•m m(cid:230) ph(cid:228)ng. Mºt sŁ l(cid:254) thuy‚t (cid:31)(cid:247)æc sß d(cid:246)ng nh(cid:247) l(cid:254) thuy‚t

phi‚m h(cid:160)m m“t (cid:31)º (Density Functional Theory, DFT), m(cid:230) ph(cid:228)ng d(cid:252)a tr¶n

nguy¶n l(cid:254) ban (cid:31)ƒu hay cÆn (cid:31)(cid:247)æc g(cid:229)i l(cid:160) m(cid:230) ph(cid:228)ng ab initio, v(cid:160) l(cid:254) thuy‚t

Mie. C¡c phƒn m•m m(cid:230) ph(cid:228)ng c(cid:226) th” li»t k¶ ra nh(cid:247) COMSOL Multiphysics,

Computer Simulation Technology (CST), Discrete Dipole Approximation

Code (DDSCAT). Trong (cid:31)(cid:226), COMSOL v(cid:160) CST l(cid:160) hai phƒn m•m th(cid:247)(cid:236)ng

m⁄i v(cid:160) th(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)(cid:247)æc mua b(cid:240)i c¡c nh(cid:226)m nghi¶n cøu l(cid:238)n tr¶n to(cid:160)n th‚ gi(cid:238)i v…

s(cid:252) ti»n læi v(cid:160) giao di»n r§t th¥n thi»n v(cid:238)i ng(cid:247)(cid:237)i d(cid:242)ng, nh(cid:247)ng l⁄i r§t (cid:31)›t ti•n.

— Vi»n H(cid:160)n l¥m Khoa h(cid:229)c v(cid:160) C(cid:230)ng ngh» Vi»t Nam c(cid:226) Vi»n khoa h(cid:229)c V“t

li»u (cid:31)¢ mua b£n quy•n phƒn m•m CST (cid:31)” sß d(cid:246)ng trong nghi¶n cøu c¡c

t‰nh ch§t nhi»t v(cid:160) (cid:31)i»n tł cıa si¶u v“t li»u. Tuy nhi¶n, vi»c t‰nh to¡n cho

c¡c t‰nh ch§t cıa v“t li»u (cid:240) k‰ch th(cid:247)(cid:238)c nanom†t (cid:31)(cid:247)æc nghi¶n cøu trong v(cid:242)ng

¡nh s¡ng nh…n th§y (cid:31)‚n v(cid:242)ng h(cid:231)ng ngo⁄i tŁn kh¡ nhi•u t(cid:160)i nguy¶n t‰nh to¡n,

v(cid:160) th(cid:237)i gian t‰nh to¡n c(cid:244)ng r§t l¥u. C¡c ch(cid:247)(cid:236)ng tr…nh m(cid:230) ph(cid:228)ng d(cid:252)a tr¶n

t‰nh to¡n l(cid:247)æng tß nh(cid:247) DFT v(cid:160) ab initio th… l⁄i b(cid:224) gi(cid:238)i h⁄n b(cid:240)i k‰ch th(cid:247)(cid:238)c

cıa v“t v(cid:160) c¡c t‰nh ch§t c(cid:226) th” t‰nh to¡n, chﬂng h⁄n nh(cid:247) k‰ch th(cid:247)(cid:238)c cıa

v“t kh(cid:230)ng th” v(cid:247)æt qu¡ 10 nm v… sŁ l(cid:247)æng nguy¶n tß qu¡ l(cid:238)n (cid:31)” c(cid:226) th” t‰nh

to¡n l(cid:247)æng tß. Mºt sŁ t‰nh ch§t cıa h» r§t quan tr(cid:229)ng v(cid:238)i nhœng nghi¶n cøu

plasmonic hay t(cid:247)(cid:236)ng t¡c giœa v“t li»u v(cid:160) ¡nh s¡ng nh(cid:247) h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i ph(cid:246)

thuºc v(cid:160)o tƒn sŁ s(cid:226)ng (cid:31)i»n tł chi‚u t(cid:238)i tŁn r§t nhi•u th(cid:237)i gian (cid:31)” ch⁄y m¡y.

Th(cid:237)i gian ch⁄y m(cid:230) ph(cid:228)ng (cid:31)” ra (cid:31)(cid:247)æc bº sŁ li»u tŁt c(cid:226) th” l¶n t(cid:238)i v(cid:160)i th¡ng

cho mºt lo⁄i ch§t, ch(cid:247)a t‰nh th(cid:237)i gian ch⁄y thß v(cid:160) ki”m tra. Nh(cid:226)m nghi¶n

cøu (cid:240) Nh“t do GS.Tadaaki Nagao (cid:31)øng (cid:31)ƒu, thuºc Vi»n Khoa h(cid:229)c V“t li»u

QuŁc gia Nh“t B£n l(cid:160) nh(cid:226)m nghi¶n cøu th(cid:252)c nghi»m v(cid:160) (cid:31)ang (cid:31)i theo h(cid:247)(cid:238)ng

k‚t hæp v(cid:238)i m(cid:230) ph(cid:228)ng DFT. Tuy nhi¶n, h(cid:229) c(cid:244)ng (cid:31)¢ g(cid:176)p v§n (cid:31)• l(cid:160) m(cid:230) ph(cid:228)ng

DFT r§t kh(cid:226) (cid:31)” m(cid:230) t£ th(cid:252)c nghi»m v(cid:160) th(cid:237)i gian d(cid:160)nh cho t‰nh to¡n DFT l(cid:160)

qu¡ l(cid:238)n. Phƒn m•m DDSCAT l(cid:160) phƒn m•m mi„n ph‰ v(cid:160) (cid:31)(cid:247)æc sß d(cid:246)ng r§t

nhi•u trong nghi¶n cøu t‰nh ch§t quang h(cid:229)c c(cid:244)ng nh(cid:247) plasmonics cıa c¡c

h» c§u tr(cid:243)c nano. (cid:215)u (cid:31)i”m cıa ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p n(cid:160)y l(cid:160) c(cid:226) th” t‰nh (cid:31)(cid:247)æc nhœng

c§u tr(cid:243)c phøc t⁄p v(cid:238)i h…nh d⁄ng b§t k…, v(cid:160) k‰ch th(cid:247)(cid:238)c c(cid:226) th” l¶n t(cid:238)i v(cid:160)i ch(cid:246)c

nm (r§t l(cid:238)n so v(cid:238)i ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p DFT hay ab initio). Tuy v“y, vi»c sß d(cid:246)ng

h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i cıa nhœng v“t li»u m(cid:238)i trong nghi¶n cøu hay nghi¶n cøu £nh

h(cid:247)(cid:240)ng cıa k‰ch th(cid:247)(cid:238)c l¶n h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i cıa v“t li»u nano l(cid:160) (cid:31)i•u r§t kh(cid:226)

kh«n. Nhœng £nh h(cid:247)(cid:240)ng n(cid:160)y r§t quan tr(cid:229)ng trong vi»c t‰nh to¡n (cid:31)(cid:224)nh l(cid:247)æng

ch‰nh x¡c c¡c phŒ quang h(cid:229)c v(cid:160) c¡c t‰nh ch§t li¶n quan cıa c§u tr(cid:243)c nano.

V‰ d(cid:246) nh(cid:247) s(cid:252) t«ng nhi»t (cid:31)º cıa dung d(cid:224)ch hay c¡c m(cid:230) sinh h(cid:229)c c(cid:226) chøa h⁄t

nano d(cid:247)(cid:238)i t¡c d(cid:246)ng cıa ch(cid:242)m laser chi‚u t(cid:238)i ph(cid:246) thuºc r§t l(cid:238)n v(cid:160)o phŒ h§p

th(cid:246) cıa c§u tr(cid:243)c. Vi»c t‰nh to¡n kh(cid:230)ng ch‰nh x¡c phŒ h§p th(cid:246) hay ch¿ dłng

l⁄i (cid:240) mi¶u t£ (cid:31)(cid:224)nh t‰nh hi»n t(cid:247)æng s‡ d¤n t(cid:238)i t‰nh to¡n sai s(cid:252) bi‚n thi¶n nhi»t

(cid:31)º trong qu¡ tr…nh quang nhi»t.

V• ph(cid:247)(cid:236)ng di»n l(cid:254) thuy‚t, l(cid:254) thuy‚t Mie (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)¡nh gi¡ l(cid:160) kh¡ (cid:31)(cid:236)n gi£n,

d„ sß d(cid:246)ng, ch‰nh x¡c v(cid:160) ph(cid:242) hæp tŁt v(cid:238)i th(cid:252)c nghi»m, t‰nh to¡n kh(cid:230)ng qu¡

n(cid:176)ng n•. C¡c ch(cid:247)(cid:236)ng tr…nh vi‚t d(cid:252)a tr¶n l(cid:254) thuy‚t Mie r§t d„ d(cid:160)ng c(cid:226) th”

thay (cid:31)Œi (cid:31)” ph(cid:242) hæp v(cid:238)i nhi•u ch§t kh¡c nhau. Ngo(cid:160)i ra trong l(cid:254) thuy‚t

c(cid:244)ng c(cid:226) mºt tham sŁ hi»u ch¿nh (cid:31)” ph(cid:242) hæp v(cid:238)i th(cid:252)c nghi»m v(cid:160) (cid:31)¡nh gi¡

£nh h(cid:247)(cid:240)ng cıa (cid:31)º nh¡m b• m(cid:176)t v“t li»u, hay £nh h(cid:247)(cid:240)ng cıa qu¡ tr…nh t¡n x⁄

electron l¶n phŒ quang h(cid:229)c, d(cid:252) (cid:31)o¡n kh£ n«ng c¡c c§u tr(cid:243)c nano b(cid:224) co c(cid:246)m

l⁄i th(cid:160)nh ch(cid:242)m h⁄t l(cid:238)n (clustering). So v(cid:238)i c¡c ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p kh¡c, l(cid:254) thuy‚t

Mie cho ph†p ch(cid:243)ng ta hi”u rª r(cid:160)ng h(cid:236)n b£n ch§t c¡c t‰nh ch§t plasmonics

cıa c§u tr(cid:243)c nano. T‰nh to¡n d(cid:252)a tr¶n l(cid:254) thuy‚t Mie c(cid:244)ng ch¿ m§t tŁi (cid:31)a v(cid:160)i

gi(cid:237) m(cid:160) k‰ch th(cid:247)(cid:238)c h⁄t kh(cid:230)ng b(cid:224) gi(cid:238)i h⁄n nh(cid:247) c¡c t‰nh to¡n m(cid:230) ph(cid:228)ng kh¡c.

Tuy nhi¶n, trong qu¡ tr…nh ch‚ t⁄o kh(cid:230)ng (cid:31)(cid:236)n gi£n (cid:31)” t⁄o ra t§t c£ b• m(cid:176)t

(cid:31)•u nhﬁn, ho(cid:176)c do chı (cid:254) t⁄o ra b• m(cid:176)t cıa h⁄t nano g(cid:231) gh• (nanoflowers)

th… cƒn ph£i c£i ti‚n l(cid:254) thuy‚t hi»n t⁄i ho(cid:176)c ph£i t…m l(cid:254) thuy‚t m(cid:238)i [14, 15].

(cid:30)Łi v(cid:238)i h» nano c(cid:226) b(cid:229)c c¡c ph¥n tß sinh h(cid:229)c, c(cid:226) th” m(cid:230) t£ h» nh(cid:247) c§u tr(cid:243)c

lªi v(cid:228). Nh(cid:247)ng trong tr(cid:247)(cid:237)ng hæp n(cid:160)y l(cid:238)p v(cid:228) kh(cid:230)ng (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)(cid:231)ng nh§t, ph¥n tß

sinh h(cid:229)c kh(cid:230)ng che (cid:31)(cid:247)æc to(cid:160)n bº b• m(cid:176)t cıa c§u tr(cid:243)c nano, t(cid:247)(cid:236)ng t¡c giœa

c§u tr(cid:243)c nano c(cid:244)ng c(cid:226) th” l(cid:160)m thay (cid:31)Œi d⁄ng th(cid:242) h…nh cıa ph¥n tß sinh

h(cid:229)c. Nhœng v§n (cid:31)• n(cid:160)y s‡ (cid:31)(cid:247)æc gi£i quy‚t trong qu¡ tr…nh ph¡t tri”n m(cid:230)

h…nh. Nghi¶n cøu cıa TS. Phan (cid:30)øc Anh ((cid:30)⁄i h(cid:229)c Phenikaa) (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)«ng

tr¶n t⁄p ch‰ Applied Physics Letters n«m 2013 [16] (cid:31)¢ cho th§y s(cid:252) k‚t hæp

giœa th(cid:252)c nghi»m (cid:240) Vi»t Nam v(cid:160) l(cid:254) thuy‚t l(cid:160) ho(cid:160)n to(cid:160)n kh£ thi. Nghi¶n cøu

n(cid:160)y sß d(cid:246)ng l(cid:254) thuy‚t Mie r(cid:243)t g(cid:229)n (sß d(cid:246)ng gƒn (cid:31)(cid:243)ng (cid:31)i»n tr(cid:247)(cid:237)ng gi£ t(cid:190)nh)

(cid:31)” m(cid:230) t£ c¡c phŒ quang h(cid:229)c cıa h⁄t nano v(cid:160)ng c(cid:226) b(cid:229)c v(cid:160) kh(cid:230)ng b(cid:229)c protein

BSA tr¶n b• m(cid:176)t (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)o (cid:31)⁄c trong phÆng th‰ nghi»m cıa PGS. Trƒn H(cid:231)ng

Nhung v(cid:160) TS. Nghi¶m Th(cid:224) H(cid:160) Li¶n. T¡c gi£ (cid:31)¢ ¡p d(cid:246)ng l(cid:254) thuy‚t Mie cho h»

lªi-v(cid:228), nh(cid:247)ng v(cid:238)i h» sinh h(cid:229)c, l(cid:238)p v(cid:228) kh(cid:230)ng (cid:16)tr(cid:236)n chu(cid:17) v(cid:160) (cid:16)b‹ng phﬂng(cid:17) nh(cid:247)

h» lªi v(cid:228) (cid:31)(cid:236)n thuƒn. L(cid:238)p protein tr¶n b• m(cid:176)t h⁄t nano v(cid:160)ng t⁄o ra l(cid:238)p v(cid:228) c(cid:226)

(cid:31)º nh¡m kh¡ cao. V… v“y mºt ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p l(cid:160)m trÆn hi»u d(cid:246)ng (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)•

xu§t d(cid:252)a tr¶n phƒn tr«m th” t‰ch protein tr¶n l(cid:238)p v(cid:228), phƒn cÆn l⁄i cıa l(cid:238)p

v(cid:228) (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)(cid:226)ng g(cid:226)p b(cid:240)i dung d(cid:224)ch n(cid:247)(cid:238)c. Tł (cid:31)(cid:226), c(cid:226) th” t‰nh l(cid:254) thuy‚t (cid:31)(cid:247)æc sŁ

l(cid:247)æng ph¥n tß protein tr¶n b• m(cid:176)t h⁄t nano v(cid:160)ng. (cid:30)i•u th(cid:243) v(cid:224) l(cid:160) sŁ l(cid:247)æng

ph¥n tß protein (cid:31)(cid:247)æc t‰nh b(cid:240)i l(cid:254) thuy‚t n(cid:160)y ph(cid:242) hæp v(cid:238)i c¡c k‚t qu£ th(cid:252)c

nghi»m (cid:31)o (cid:31)(cid:247)æc (cid:240) M(cid:255) cıa D.-H. Tsai v(cid:160) cºng s(cid:252) (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)«ng tr¶n Langmuir

27, 2464 (2011). (cid:30)¥y l(cid:160) mºt kh(cid:240)i (cid:31)ƒu tŁt (cid:31)(cid:181)p cho mºt h(cid:247)(cid:238)ng nghi¶n cøu l(cid:254)

thuy‚t b¡n th(cid:252)c nghi»m (cid:240) Vi»t Nam.

Trong lu“n ¡n n(cid:160)y, ch(cid:243)ng t(cid:230)i ti‚p t(cid:246)c ph¡t tri”n l(cid:254) thuy‚t Mie (cid:31)” ¡p d(cid:246)ng

cho nhœng h» h⁄t nano phøc t⁄p h(cid:236)n c(cid:226) k‚t hæp ch(cid:176)t ch‡ v(cid:238)i th(cid:252)c nghi»m.

Ch(cid:243)ng t(cid:230)i (cid:31)¢ vi‚t ch(cid:247)(cid:236)ng tr…nh sß d(cid:246)ng l(cid:254) thuy‚t Mie to(cid:160)n phƒn t‰nh phŒ

h§p th(cid:246), t¡n x⁄, v(cid:160) d“p t›t cho h» lªi-v(cid:228) k‰ch th(cid:247)(cid:238)c b§t k…. L(cid:254) thuy‚t Mie

ho(cid:160)n ch¿nh n(cid:160)y c(cid:226) th” t‰nh ch‰nh x¡c (cid:31)(cid:247)æc t(cid:238)i h» c(cid:226) k‰ch th(cid:247)(cid:238)c 160 nm.

V• m(cid:176)t l(cid:254) thuy‚t ch(cid:243)ng t(cid:230)i v¤n c(cid:226) th” t‰nh cho h⁄t c(cid:226) k‰ch th(cid:247)(cid:238)c l(cid:238)n h(cid:236)n

nœa nh(cid:247)ng phƒn l(cid:238)n c¡c th‰ nghi»m nghi¶n cøu v• t‰nh ch§t plasmonic cıa

c¡c h⁄t nano (cid:31)•u dłng l⁄i (cid:240) k‰ch th(cid:247)(cid:238)c 160 nm. Sau khi (cid:31)¢ x¥y d(cid:252)ng (cid:31)(cid:247)æc

ch(cid:247)(cid:236)ng tr…nh t‰nh to¡n c¡c phŒ quang h(cid:229)c cho ph†p d(cid:252) (cid:31)o¡n ch‰nh x¡c phŒ

quang h(cid:229)c cıa c¡c c§u tr(cid:243)c nano, ch(cid:243)ng t(cid:230)i (cid:31)¢ b›t (cid:31)ƒu nghi¶n cøu c¡c øng

d(cid:246)ng cıa t‰nh ch§t plasmonic n(cid:160)y trong c¡c l(cid:190)nh v(cid:252)c kh¡c nhau. (cid:217)ng d(cid:246)ng

(cid:31)ƒu ti¶n m(cid:160) ch(cid:243)ng t(cid:230)i quan t¥m (cid:31)‚n l(cid:160) sß d(cid:246)ng hi»u øng quang nhi»t cıa

c§u tr(cid:243)c nano trong l(cid:190)nh v(cid:252)c y sinh, (cid:31)(cid:176)c bi»t l(cid:160) (cid:31)i•u tr(cid:224) b»nh ung th(cid:247). D(cid:247)(cid:238)i

t¡c d(cid:246)ng cıa ch(cid:242)m laser chi‚u t(cid:238)i, c¡c h⁄t nano trong m¤u v“t s‡ h§p th(cid:246)

n«ng l(cid:247)æng (cid:31)i»n tł v(cid:160) l(cid:160)m n(cid:226)ng c£ h» l¶n. C¡c t‚ b(cid:160)o trong c(cid:236) th” sŁng (cid:31)•u c(cid:226) th” b(cid:224) ph¡ hıy khi nhi»t (cid:31)º t«ng (cid:31)‚n 45 oC. N‚u vi»c l(cid:160)m n(cid:226)ng n(cid:160)y (cid:31)(cid:247)æc ti‚n h(cid:160)nh c(cid:246)c bº t⁄i v(cid:224) tr‰ cıa khŁi u hay khu v(cid:252)c mang b»nh, n(cid:226) c(cid:226)

th” lo⁄i b(cid:228) khŁi u hay ph¡ hıy v(cid:242)ng chøa b»nh m(cid:160) kh(cid:230)ng l(cid:160)m £nh h(cid:247)(cid:240)ng

t(cid:238)i nhœng phƒn l(cid:160)nh l(cid:176)n kh¡c trong c(cid:236) th”. (cid:30)¥y l(cid:160) (cid:247)u (cid:31)i”m r§t l(cid:238)n cıa li»u

ph¡p quang nhi»t so v(cid:238)i c¡c ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p truy•n thŁng kh¡c nh(cid:247) x⁄ tr(cid:224) hay

h(cid:226)a tr(cid:224). Nh(cid:247)ng vi»c ki”m so¡t nhi»t (cid:31)º trong m¤u v“t ph£i tuy»t (cid:31)Łi ch‰nh

x¡c, ph(cid:246) thuºc r§t l(cid:238)n v(cid:160)o n(cid:231)ng (cid:31)º h⁄t nano, c(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)º ch(cid:242)m laser chi‚u

t(cid:238)i, v(cid:160) th(cid:237)i gian chi‚u s¡ng. Ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p t‰nh l(cid:254) thuy‚t cho s(cid:252) t«ng nhi»t

(cid:31)º cıa (cid:31)(cid:236)n h⁄t nano, dung d(cid:224)ch v(cid:160) m(cid:230) g(cid:160) chøa h⁄t nano cıa t¡c gi£ Vu.

T. T. Duong et al. [17], (cid:31)(cid:247)æc ch(cid:243)ng t(cid:230)i tr…nh b(cid:160)y trong lu“n ¡n n(cid:160)y. T‰nh

to¡n l(cid:254) thuy‚t cıa nh(cid:226)m t¡c gi£ ho(cid:160)n to(cid:160)n tr(cid:242)ng kh(cid:238)p (cid:31)(cid:224)nh l(cid:247)æng v(cid:238)i th(cid:252)c

nghi»m (cid:31)o (cid:31)(cid:247)æc (cid:240) nh(cid:226)m cıa PGS. Trƒn H(cid:231)ng Nhung v(cid:160) TS. Nghi¶m Th(cid:224) H(cid:160)

Li¶n, v(cid:160) gi£i th‰ch (cid:31)(cid:224)nh t‰nh (cid:31)(cid:247)æc mºt sŁ th‰ nghi»m kh¡c tr¶n th‚ gi(cid:238)i. Tł

tr(cid:247)(cid:238)c (cid:31)‚n nay ch(cid:247)a tłng c(cid:226) nghi¶n cøu l(cid:254) thuy‚t (cid:240) Vi»t Nam trong l(cid:190)nh v(cid:252)c

n(cid:160)y. T‰nh ch§t plasmonic cıa c¡c c§u tr(cid:243)c nano c(cid:244)ng c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc sß d(cid:246)ng

(cid:31)” l(cid:160)m c¡c c£m bi‚n v(cid:160) c¡c m¡y dÆ, do s(cid:252) ph(cid:246) thuºc cıa c¡c phŒ quang

h(cid:229)c v(cid:160)o y‚u tŁ b¶n ngo(cid:160)i c(cid:244)ng nh(cid:247) m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng xung quanh l(cid:160) r§t l(cid:238)n v(cid:160) rª

r(cid:160)ng. Trong lu“n ¡n n(cid:160)y, ch(cid:243)ng t(cid:230)i thß (cid:31)• xu§t mºt lo⁄i m¡y dÆ d(cid:252)a tr¶n c(cid:236)

ch‚ c(cid:236)-quang nhi»t. C(cid:244)ng tł vi»c n(cid:226)ng l¶n cıa h⁄t nano d(cid:247)(cid:238)i t¡c d(cid:246)ng cıa

¡nh s¡ng laser, s(cid:252) ch¶nh l»ch giœa gi¢n n(cid:240) nhi»t cıa h⁄t nano v(cid:160) m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng

ngo(cid:160)i t⁄o ra c¡c tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)(cid:160)n h(cid:231)i cıa m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng ph(cid:246) thuºc v(cid:160)o kho£ng c¡ch

t‰nh tł t¥m cıa h⁄t nano. N‚u trong h» v“t li»u c(cid:226) khuy‚t t“t (defects) hay

c¡c d(cid:224) v“t (impurity) th… l“p tøc d⁄ng h(cid:160)m cıa tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)(cid:160)n h(cid:231)i b(cid:224) thay (cid:31)Œi.

Tł (cid:31)(cid:226) ta c(cid:226) th” (cid:31)• xu§t ch‚ t⁄o m¡y dÆ d(cid:224) v“t v(cid:160) khuy‚t t“t trong c¡c h»

c(cid:230) (cid:31)(cid:176)c. C(cid:230)ng tr…nh cıa ch(cid:243)ng t(cid:230)i theo h(cid:247)(cid:238)ng n(cid:160)y (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)«ng tr¶n t⁄p ch‰

ISI Journal of the Physical Society of Japan.

C¡c h» sŁ trong l(cid:254) thuy‚t Mie to(cid:160)n phƒn (cid:31)ang (cid:31)(cid:247)æc mºt sŁ nh(cid:226)m nghi¶n

cøu (cid:240) (cid:30)an M⁄ch ph¡t tri”n (cid:31)” t‰nh phŒ truy•n n«ng l(cid:247)æng giœa h⁄t nano v(cid:238)i

c¡c nguy¶n tß sinh h(cid:229)c. C¡c t‰nh to¡n l(cid:254) thuy‚t n(cid:160)y c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc ki”m chøng

b‹ng c¡c th(cid:252)c nghi»m (cid:240) Vi»t Nam nh(cid:247) nh(cid:226)m cıa PGS. Trƒn H(cid:231)ng Nhung

(Vi»n V“t l(cid:254)) hay PGS. Chu Vi»t H(cid:160) ((cid:30)⁄i h(cid:229)c Th¡i Nguy¶n). (cid:30)¥y l(cid:160) nghi¶n

cøu b¶n ngo(cid:160)i khu(cid:230)n khŒ cıa lu“n ¡n v(cid:160) (cid:31)(cid:247)æc sß d(cid:246)ng (cid:31)” th(cid:252)c hi»n (cid:31)• t(cid:160)i

nghi¶n cøu khoa h(cid:229)c c(cid:236) b£n Nafosted "M(cid:230) h…nh v“t l(cid:254) v(cid:160) m(cid:230) ph(cid:228)ng c§u tr(cid:243)c

nano plasmonic trong øng d(cid:246)ng quang nhi»t v(cid:160) khai th¡c n«ng l(cid:247)æng m(cid:176)t

tr(cid:237)i" cıa ch(cid:243)ng t(cid:230)i. N(cid:226) s‡ t⁄o (cid:31)i•u ki»n cho nh(cid:226)m nghi¶n cøu ti‚p t(cid:246)c theo

(cid:31)uŒi h(cid:247)(cid:238)ng nghi¶n cøu n(cid:160)y.

V“t li»u hai chi•u graphene (cid:31)ang thu h(cid:243)t (cid:31)(cid:247)æc nhi•u s(cid:252) quan t¥m cıa

c¡c nh(cid:160) khoa h(cid:229)c c(cid:244)ng nh(cid:247) c¡c c(cid:230)ng ty tr¶n to(cid:160)n th‚ gi(cid:238)i. Graphene l(cid:160) v“t

li»u ch¿ c(cid:226) (cid:31)(cid:236)n l(cid:238)p nguy¶n tß cacbon m(cid:160) c(cid:226) øng su§t (cid:31)(cid:160)n h(cid:231)i t(cid:247)(cid:236)ng (cid:31)(cid:247)(cid:236)ng

kim c(cid:247)(cid:236)ng. Kh(cid:230)ng ch¿ c(cid:226) v“y, khe n«ng l(cid:247)æng c(cid:244)ng nh(cid:247) th‚ h(cid:226)a h(cid:229)c cıa

graphene ho(cid:160)n to(cid:160)n c(cid:226) th” thay (cid:31)Œi (cid:31)(cid:247)æc d(cid:247)(cid:238)i t¡c d(cid:246)ng cıa tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n tł

b¶n ngo(cid:160)i (cid:31)(cid:176)t v(cid:160)o ho(cid:176)c t⁄o ra c¡c khuy‚t t“t tr¶n graphene. Ch(cid:243)ng t(cid:230)i (cid:31)¢

sß d(cid:246)ng s(cid:252) thay (cid:31)Œi n(cid:160)y (cid:31)” nghi¶n cøu phŒ quang h(cid:229)c cıa h⁄t nano b(cid:229)c l(cid:238)p

graphene (cid:240) ngo(cid:160)i b‹ng l(cid:254) thuy‚t Mie m(cid:240) rºng. Tuy (cid:31)(cid:247)æc sß d(cid:246)ng r§t rºng

r¢i tr¶n th‚ gi(cid:238)i hi»n nay nh(cid:247)ng l(cid:254) thuy‚t Mie ch¿ cho ph†p ng(cid:247)(cid:237)i d(cid:242)ng t‰nh

phŒ quang h(cid:229)c v(cid:238)i c¡c h» c(cid:226) k‰ch th(cid:247)(cid:238)c hœu h⁄n theo c£ ba chi•u. (cid:30)” t‰nh

phŒ quang h(cid:229)c h§p th(cid:246) cho c¡c h» c(cid:226) chøa graphene hœu h⁄n theo mºt chi•u

v(cid:160) v(cid:230) h⁄n theo c¡c chi•u cÆn l⁄i, ch(cid:243)ng t(cid:230)i (cid:31)¢ sß d(cid:246)ng c¡ch gi£i c¡c ph(cid:247)(cid:236)ng

tr…nh Maxwell (cid:31)” t…m ra c¡c h» sŁ truy•n qua v(cid:160) h» sŁ ph£n x⁄. Tł (cid:31)(cid:226) ta c(cid:226)

th” t‰nh (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)º h§p th(cid:246) cıa c£ h». Thay (cid:31)Œi t‰nh ch§t cıa graphene

s‡ l(cid:160)m thay (cid:31)Œi h» sŁ h§p th(cid:246) cıa to(cid:160)n bº h». C¡c k‚t qu£ cıa ch(cid:243)ng t(cid:230)i (cid:31)¢

(cid:31)(cid:247)æc (cid:31)«ng tr¶n t⁄p ch‰ Journal of Science: Advanced Materials and Devices.

Th(cid:230)ng th(cid:247)(cid:237)ng, c¡c øng d(cid:246)ng quang nhi»t sß d(cid:246)ng kim lo⁄i nh(cid:247) v(cid:160)ng hay

b⁄c v… ch(cid:243)ng c(cid:226) m“t (cid:31)º electron t(cid:252) do kh¡ cao v(cid:160) chuy”n h(cid:226)a quang n«ng

sang nhi»t n«ng tŁt. Tuy nhi¶n, th(cid:237)i gian sŁng cıa plasmons trong nhœng

kim lo⁄i n(cid:160)y l⁄i c(cid:226) gi(cid:238)i h⁄n v… v“y m(cid:160) tuŒi th(cid:229) thi‚t b(cid:224) c(cid:244)ng nh(cid:247) giam cƒm

quang h(cid:229)c b(cid:224) r(cid:243)t ng›n (cid:31)i r§t nhi•u. Trong khi (cid:31)(cid:226), graphene (cid:31)(cid:247)æc bi‚t (cid:31)‚n

nh(cid:247) l(cid:160) v“t li»u plasmonic ti•m n«ng, c(cid:226) th” giam cƒm r§t m⁄nh tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n

tł nh(cid:247)ng l⁄i l(cid:160)m th§t tho¡t r§t ‰t n«ng l(cid:247)æng. Do (cid:31)(cid:226), c¡c h» phøc hæp c(cid:226)

chøa graphene (cid:31)ang thu h(cid:243)t (cid:31)(cid:247)æc s(cid:252) quan t¥m cıa nhi•u nh(cid:160) khoa h(cid:229)c tr¶n

th‚ gi(cid:238)i v(cid:160) n(cid:226) c(cid:244)ng th” hi»n (cid:31)(cid:247)æc r§t nhi•u t‰nh ch§t l(cid:254) th(cid:243). V(cid:238)i nghi¶n

cøu qu¡ tr…nh t«ng nhi»t cıa h» phøc hæp chøa graphene d(cid:252)a tr¶n t‰nh ch§t

plasmonics, k‚t qu£ nghi¶n cøu cıa ch(cid:243)ng t(cid:230)i (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc c(cid:230)ng bŁ tr¶n Physica

2. M(cid:246)c (cid:31)‰ch nghi¶n cøu

Status Solidi-Rapid Research Letters l(cid:160) t⁄p ch‰ ISI uy t‰n h⁄ng Q1.

M(cid:246)c (cid:31)‰ch nghi¶n cøu cıa b£n lu“n ¡n l(cid:160) ph¡t tri”n l(cid:254) thuy‚t Mie hi»n t⁄i

(cid:31)” nghi¶n cøu t‰nh ch§t plasmonic cıa c¡c c§u tr(cid:243)c nano tł (cid:31)(cid:236)n gi£n (cid:31)‚n

phøc t⁄p, (cid:31)(cid:247)æc nghi¶n cøu b(cid:240)i c¡c nh(cid:226)m th(cid:252)c nghi»m v(cid:160) m(cid:230) ph(cid:228)ng. Nghi¶n

cøu s(cid:252) bi‚n thi¶n nhi»t (cid:31)º cıa c¡c c§u tr(cid:243)c nano plasmonic n(cid:160)y d(cid:247)(cid:238)i t¡c

d(cid:246)ng cıa laser. Tł (cid:31)(cid:226), t…m ra t‰nh ch§t v(cid:160) thi‚t k‚ m(cid:238)i cho c¡c h» (cid:31)” tŁi (cid:247)u

h(cid:226)a hi»u qu£ sß d(cid:246)ng, (cid:31)(cid:231)ng th(cid:237)i nh‹m khai th¡c v(cid:160) kh£o s¡t c¡ch sß d(cid:246)ng

3. (cid:30)Łi t(cid:247)æng v(cid:160) ph⁄m vi nghi¶n cøu

hi»u øng quang nhi»t cıa h» trong c¡c øng d(cid:246)ng kh¡c nhau.

Nghi¶n cøu l(cid:254) thuy‚t t‰nh ch§t plasmonic cıa c¡c c§u tr(cid:243)c nano bao g(cid:231)m

c¡c h⁄t nano c§u tr(cid:243)c lªi-v(cid:228) nh(cid:247) hoa nano, c¡c c§u tr(cid:243)c nano phøc hæp chøa

graphene bao g(cid:231)m: graphene tr¶n (cid:31)‚ khŁi, h⁄t nano SiO2 b(cid:229)c graphene v(cid:160)

mºt m⁄ng (cid:230) vu(cid:230)ng cıa c¡c (cid:31)(cid:190)a graphene (cid:31)a l(cid:238)p (cid:31)(cid:176)t tr¶n l(cid:238)p (cid:31)i»n m(cid:230)i m(cid:228)ng

n‹m tr¶n (cid:31)‚ silicon. Kh£o s¡t hi»u øng quang nhi»t cıa c¡c c§u tr(cid:243)c nano

plasmonic n(cid:160)y d(cid:247)(cid:238)i t¡c d(cid:246)ng cıa laser v(cid:160) (cid:31)• xu§t c¡ch sß d(cid:246)ng hi»u øng

4. Ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p nghi¶n cøu

quang nhi»t cıa h» trong c¡c øng d(cid:246)ng th(cid:252)c ti„n kh¡c nhau.

Lu“n ¡n sß d(cid:246)ng ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p x¥y d(cid:252)ng m(cid:230) h…nh l(cid:254) thuy‚t b¡n th(cid:252)c

nghi»m (cid:31)” nghi¶n cøu t‰nh ch§t plasmonic cıa c¡c c§u tr(cid:243)c nano. C(cid:246) th”

l(cid:160) sß d(cid:246)ng l(cid:254) thuy‚t Mie v(cid:160) c¡c c£i ti‚n (cid:31)” x¡c (cid:31)(cid:224)nh c¡c phŒ quang h(cid:229)c

cho h» nano c§u tr(cid:243)c lªi-v(cid:228), (cid:31)(cid:176)c bi»t l(cid:160) cho h» hoa nano v(cid:160) h⁄t nano b(cid:229)c

graphene. (cid:30)Łi v(cid:238)i c§u tr(cid:243)c nano phøc hæp g(cid:231)m m⁄ng (cid:230) vu(cid:230)ng cıa c¡c (cid:31)(cid:190)a

graphene (cid:31)a l(cid:238)p (cid:31)(cid:176)t tr¶n l(cid:238)p (cid:31)i»n m(cid:230)i m(cid:228)ng n‹m tr¶n (cid:31)‚ silicon, lu“n ¡n sß

d(cid:246)ng m(cid:230) h…nh l(cid:247)(cid:239)ng c(cid:252)c k‚t hæp v(cid:238)i gƒn (cid:31)(cid:243)ng gi£ t(cid:190)nh (cid:31)” t‰nh (cid:31)º ph¥n c(cid:252)c

cıa c¡c (cid:31)(cid:190)a graphene tr¶n b• m(cid:176)t l(cid:238)p (cid:31)i»n m(cid:230)i tł (cid:31)(cid:226) c(cid:226) th” t‰nh (cid:31)(cid:247)æc ti‚t

di»n h§p th(cid:246) v(cid:160) d“p t›t. C(cid:242)ng v(cid:238)i (cid:31)(cid:226) l(cid:160) nhœng t‰nh to¡n gi£i t‰ch phøc t⁄p

cho hi»u øng quang nhi»t (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)(cid:247)a ra (cid:31)(cid:226) l(cid:160) l(cid:254) thuy‚t c(cid:236) h(cid:229)c li¶n t(cid:246)c v(cid:160)

gi£i c¡c ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh truy•n v(cid:160) t¡n x⁄ nhi»t, k‚t hæp ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p t‰nh sŁ,

ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p m(cid:230) ph(cid:228)ng v(cid:160) ph¥n t‰ch sŁ li»u b‹ng c¡c phƒn m•m Fortran v(cid:160)

Matlab. (cid:30)Łi chi‚u c¡c k‚t qu£ thu (cid:31)(cid:247)æc v(cid:238)i c¡c dœ li»u th(cid:252)c nghi»m v(cid:160) k‚t

5. (cid:222) ngh(cid:190)a khoa h(cid:229)c cıa lu“n ¡n

qu£ nghi¶n cøu cıa c¡c t¡c gi£ kh¡c.

Lu“n ¡n (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)a ra mºt c¡ch ti‚p c“n l(cid:254) thuy‚t b¡n th(cid:252)c nghi»m (cid:31)” c(cid:226)

th” k‚t hæp v(cid:238)i c¡c nh(cid:226)m th(cid:252)c nghi»m (cid:240) Vi»t Nam nh‹m gi£i th‰ch k‚t qu£

v(cid:160) c(cid:242)ng nhau (cid:31)• xu§t ra nhœng øng d(cid:246)ng m(cid:238)i. Kh(cid:230)ng ch¿ dłng l⁄i (cid:240) vi»c

t‰nh to¡n l(cid:254) thuy‚t Mie cho h» lªi-v(cid:228) b…nh th(cid:247)(cid:237)ng v(cid:238)i c¡c b• m(cid:176)t trÆn v(cid:160)

nhﬁn tuy»t (cid:31)Łi, ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p cıa ch(cid:243)ng t(cid:230)i cho ph†p t‰nh to¡n c¡c h» lªi-v(cid:228)

c(cid:226) b• m(cid:176)t nh¡m v(cid:160) c(cid:226) th” ¡p d(cid:246)ng cho c¡c h» hoa nano, sao nano. Tł (cid:31)(cid:226)

(cid:31)(cid:247)a ra mºt ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p nghi¶n cøu hi»u øng quang nhi»t tŒng qu¡t cho c¡c

c§u tr(cid:243)c kh¡c nhau. Ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p n(cid:160)y kh¡ (cid:31)(cid:236)n gi£n, (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)«ng tr¶n c¡c

t⁄p ch‰ khoa h(cid:229)c chuy¶n ng(cid:160)nh uy t‰n v(cid:160) ho(cid:160)n to(cid:160)n c(cid:226) th” gi(cid:243)p c¡c nh(cid:226)m

th(cid:252)c nghi»m ki”m chøng sŁ li»u v(cid:160) d(cid:252) (cid:31)o¡n k‚t qu£ cıa c¡c h» ch(cid:247)a tłng

(cid:31)(cid:247)æc nghi¶n cøu. Nhœng k‚t qu£ m(cid:160) lu“n ¡n thu (cid:31)(cid:247)æc c(cid:226) (cid:254) ngh(cid:190)a khoa h(cid:229)c

v(cid:160) th(cid:252)c ti„n, (cid:31)¢ (cid:31)(cid:226)ng g(cid:226)p nh§t (cid:31)(cid:224)nh v(cid:160)o hi”u bi‚t chung v• c¡c t‰nh ch§t

6. Nhœng (cid:31)(cid:226)ng g(cid:226)p m(cid:238)i cıa lu“n ¡n

plasmonic v(cid:160) øng d(cid:246)ng quang nhi»t cıa c¡c c§u tr(cid:243)c nano.

- Ph¡t tri”n th(cid:160)nh c(cid:230)ng l(cid:254) thuy‚t Mie to(cid:160)n phƒn nghi¶n cøu t‰nh ch§t

plasmonic (phŒ h§p th(cid:246), t¡n x⁄ v(cid:160) d“p t›t) cho h» h⁄t nano lªi-v(cid:228) k‰ch th(cid:247)(cid:238)c

b§t k…. L(cid:254) thuy‚t Mie ho(cid:160)n ch¿nh n(cid:160)y c(cid:226) th” t‰nh ch‰nh x¡c (cid:31)(cid:247)æc t(cid:238)i h» c(cid:226)

k‰ch th(cid:247)(cid:238)c 160 nm khi so s¡nh v(cid:238)i c¡c sŁ li»u th(cid:252)c nghi»m.

- Lu“n ¡n (cid:31)¢ x¥y d(cid:252)ng m(cid:230) h…nh v(cid:160) t‰nh to¡n theo l(cid:254) thuy‚t Mie to(cid:160)n

phƒn cho phŒ h§p th(cid:246) cıa c¡c hoa nano Ag@Fe3O4, (cid:31)(cid:231)ng th(cid:237)i t‰nh nhi»t (cid:31)º

t«ng l¶n v(cid:160) tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)(cid:160)n h(cid:231)i t⁄o ra b(cid:240)i s(cid:252) sai kh¡c trong gi¢n n(cid:240) nhi»t giœa

h⁄t nano v(cid:160) m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng. K‚t qu£ cho th§y tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)(cid:160)n h(cid:231)i c(cid:226) d⁄ng ngh(cid:224)ch

(cid:31)£o cıa l“p ph(cid:247)(cid:236)ng kho£ng c¡ch t‰nh tł t¥m h⁄t nano. K‚t qu£ n(cid:160)y ph(cid:242)

hæp v(cid:238)i k‚t qu£ th(cid:252)c nghi»m v(cid:160) c(cid:226) th” (cid:31)• xu§t øng d(cid:246)ng ch‚ t⁄o m¡y dÆ

t…m khuy‚t t“t v(cid:160) v(cid:242)ng pha t⁄p d(cid:252)a tr¶n c(cid:236) ch‚ c(cid:236)-quang nhi»t do s(cid:252) n(cid:226)ng

l¶n cıa h⁄t hoa nano d(cid:247)(cid:238)i t¡c d(cid:246)ng cıa ¡nh s¡ng laser.

- Nghi¶n cøu t‰nh ch§t plasmonic cıa graphene tr¶n (cid:31)‚ khŁi v(cid:160) cıa h⁄t

nano (cid:31)(cid:247)æc b(cid:229)c graphene. Nghi¶n cøu kh£ n«ng øng d(cid:246)ng cıa linh ki»n

plasmonic d(cid:252)a tr¶n c§u tr(cid:243)c cıa h⁄t nano SiO2 b(cid:229)c graphene b‹ng vi»c khai

th¡c c¡c tƒn sŁ cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon trong v(cid:242)ng ¡nh s¡ng nh…n th§y v(cid:160) v(cid:242)ng

terahertz, c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc sß d(cid:246)ng (cid:31)” t⁄o ra c¡c bº chuy”n (cid:31)Œi n«ng l(cid:247)æng sß

d(cid:246)ng hi»u øng plasmon-(cid:31)i»n.

- (cid:30)(cid:247)a ra ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p t‰nh l(cid:254) thuy‚t cho qu¡ tr…nh t«ng nhi»t plasmonic

cıa h» phøc hæp graphene bao g(cid:231)m mºt m⁄ng (cid:230) vu(cid:230)ng cıa c¡c (cid:31)(cid:190)a graphene

(cid:31)a l(cid:238)p (cid:31)(cid:176)t tr¶n l(cid:238)p (cid:31)i»n m(cid:230)i m(cid:228)ng n‹m tr¶n (cid:31)‚ silicon d(cid:247)(cid:238)i t¡c d(cid:246)ng cıa

laser h(cid:231)ng ngo⁄i. K‚t qu£ thu (cid:31)(cid:247)æc cho th§y s(cid:252) c(cid:226) m(cid:176)t cıa c¡c l(cid:238)p graphene

l(cid:160)m t«ng m⁄nh s(cid:252) h§p th(cid:246) quang h(cid:229)c. Nhi»t (cid:31)º cıa h» do chuy”n h(cid:226)a quang

n«ng b(cid:224) h§p th(cid:246) th(cid:160)nh nhi»t n«ng t«ng l¶n khi sŁ l(cid:238)p graphene t«ng, (cid:31)(cid:231)ng

th(cid:237)i c(cid:244)ng t«ng tuy‚n t‰nh v(cid:238)i c(cid:230)ng su§t cıa ch(cid:242)m s¡ng chi‚u t(cid:238)i v(cid:160) gi£m

theo ngh(cid:224)ch (cid:31)£o cıa b…nh ph(cid:247)(cid:236)ng (cid:31)º rºng ch(cid:242)m laser n‚u cŁ (cid:31)(cid:224)nh sŁ l(cid:238)p

graphene. C¡c k‚t qu£ n(cid:160)y tr(cid:242)ng v(cid:238)i k‚t qu£ th(cid:252)c nghi»m.

C¡c k‚t qu£ m(cid:238)i n(cid:160)y (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc c(cid:230)ng bŁ trong 02 b(cid:160)i b¡o tr¶n t⁄p ch‰ chuy¶n

7. C§u tr(cid:243)c cıa lu“n ¡n

ng(cid:160)nh uy t‰n trong danh m(cid:246)c ISI v(cid:160) 01 b(cid:160)i tr¶n t⁄p ch‰ thuºc Scopus, Q1.

Ngo(cid:160)i phƒn m(cid:240) (cid:31)ƒu, k‚t lu“n v(cid:160) danh m(cid:246)c t(cid:160)i li»u tham kh£o, lu“n ¡n

(cid:31)(cid:247)æc chia th(cid:160)nh 4 ch(cid:247)(cid:236)ng:

Ch(cid:247)(cid:236)ng 1 : Tr…nh b(cid:160)y tŒng quan l(cid:254) thuy‚t h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i, c¡c t‰nh ch§t

plasmonic cıa v“t li»u d(cid:247)(cid:238)i t¡c (cid:31)ºng cıa tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n tł. Sau (cid:31)(cid:226) tr…nh b(cid:160)y

l(cid:254) thuy‚t Mie to(cid:160)n phƒn (cid:31)” t‰nh c¡c phŒ quang h(cid:229)c cho cho h⁄t nano cƒu

(cid:31)(cid:236)n v“t li»u, cho c¡c v“t li»u phi cƒu nh(cid:247) (cid:31)(cid:190)a nano v(cid:160) thanh nano. Tł (cid:31)¥y

thi‚t l“p ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p t‰nh to¡n l(cid:254) thuy‚t cho vi»c t«ng nhi»t (cid:31)º cıa (cid:31)(cid:236)n

c§u tr(cid:243)c nano v(cid:160) cıa dung d(cid:224)ch hay m(cid:230) sinh h(cid:229)c chøa t“p hæp c¡c h⁄t nano

(cid:31)(cid:247)æc ph¥n bŁ (cid:31)(cid:231)ng nh§t tr¶n to(cid:160)n h» d(cid:247)(cid:238)i s(cid:252) chi‚u s¡ng cıa laser.

Ch(cid:247)(cid:236)ng 2 : Tr…nh b(cid:160)y l(cid:254) thuy‚t Mie to(cid:160)n phƒn cho h» lªi v(cid:228) trÆn tuy»t

(cid:31)Łi v(cid:160) c¡ch xß l(cid:254) cho h» lªi v(cid:228) c(cid:226) b• m(cid:176)t nh¡m, k‚t qu£ nghi¶n cøu thu (cid:31)(cid:247)æc

cho phŒ h§p th(cid:246) cıa c¡c hoa nano v(cid:160) (cid:31)• xu§t øng d(cid:246)ng ch‚ t⁄o m¡y dÆ t…m

khuy‚t t“t v(cid:160) v(cid:242)ng pha t⁄p d(cid:252)a tr¶n c(cid:236) ch‚ c(cid:236)-quang nhi»t do s(cid:252) n(cid:226)ng l¶n

cıa h⁄t hoa nano d(cid:247)(cid:238)i t¡c d(cid:246)ng cıa ¡nh s¡ng laser, s(cid:252) ch¶nh l»ch giœa gi¢n

n(cid:240) nhi»t cıa hoa nano v(cid:160) m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng ngo(cid:160)i t⁄o ra c¡c tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)(cid:160)n h(cid:231)i cıa

m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng ph(cid:246) thuºc v(cid:160)o kho£ng c¡ch t‰nh tł t¥m cıa hoa nano.

Ch(cid:247)(cid:236)ng 3 : Tr…nh b(cid:160)y c¡c k‚t qu£ nghi¶n cøu v• t‰nh ch§t plasmonic cıa

graphene tr¶n (cid:31)‚ khŁi v(cid:160) cıa h⁄t nano b(cid:229)c graphene.

Ch(cid:247)(cid:236)ng 4 : Tr…nh b(cid:160)y qu¡ tr…nh t«ng nhi»t cıa c§u tr(cid:243)c nano g(cid:231)m c(cid:226) d¢y

c¡c (cid:31)(cid:190)a graphene x‚p theo m⁄ng (cid:230) vu(cid:230)ng (cid:31)(cid:176)t tr¶n l(cid:238)p m(cid:160)ng (cid:31)i»n m(cid:230)i m(cid:228)ng

d(cid:252)a tr¶n t‰nh ch§t plasmonic.

Ch(cid:247)(cid:236)ng 1

H» thŁng c¡c l(cid:254) thuy‚t c(cid:236) b£n li¶n quan (cid:31)‚n v§n (cid:31)• nghi¶n cøu

Ch(cid:247)(cid:236)ng n(cid:160)y tr…nh b(cid:160)y h» thŁng c¡c l(cid:254) thuy‚t c(cid:236) b£n (cid:31)” x¥y d(cid:252)ng m(cid:230)

h…nh nghi¶n cøu hi»u øng plasmon b• m(cid:176)t v(cid:160) hi»u øng quang nhi»t cıa c¡c

c§u tr(cid:243)c nano plasmonic. T§t c£ t‰nh to¡n v(cid:160) nhœng ph¡t tri”n xuy¶n suŁt

to(cid:160)n lu“n ¡n (cid:31)(cid:247)æc d(cid:252)a tr¶n ki‚n thøc n•n t£ng cıa ch(cid:247)(cid:236)ng n(cid:160)y. C¡c (cid:31)⁄i

l(cid:247)æng v“t l(cid:254) v(cid:160) tham sŁ quan tr(cid:229)ng quy‚t (cid:31)(cid:224)nh t‰nh ch§t v(cid:160) c¡c bi”u hi»n

cıa plasmon b• m(cid:176)t c(cid:244)ng s‡ (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)(cid:247)a ra th£o lu“n.

1.1 M(cid:230) h…nh l(cid:254) thuy‚t cho h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i

H(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i l(cid:160) (cid:31)⁄i l(cid:247)æng v“t l(cid:254) c(cid:236) b£n v(cid:160) (cid:31)(cid:176)c tr(cid:247)ng cho t(cid:247)(cid:236)ng t¡c giœa v“t li»u v(cid:160) tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n tł. C¡c h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i ε(ω) th(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)(cid:247)æc bi‚t (cid:31)‚n nh(cid:247) mºt h(cid:160)m phøc c(cid:226) chøa c¡c phƒn th(cid:252)c ε1(ω) v(cid:160) phƒn £o i ε2(ω)

(1.1) ε(ω) = ε1(ω) + i ε2(ω)

C(cid:230)ng thøc tŒng qu¡t cıa h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i cho t§t c£ c¡c lo⁄i v“t li»u c(cid:226) th”

thu (cid:31)(cid:247)æc d(cid:252)a tr¶n m(cid:230) h…nh (cid:31)(cid:236)n gi£n cıa c(cid:236) h(cid:229)c cŒ (cid:31)i”n l(cid:160) dao (cid:31)ºng (cid:31)i•u

hÆa. Trong m(cid:230) h…nh n(cid:160)y, c¡c electron hay (cid:31)i»n tß trong v“t li»u mang (cid:31)i»n t‰ch qj v(cid:160) khŁi l(cid:247)æng mj dao (cid:31)ºng (cid:31)i•u hÆa xung quanh v(cid:224) tr‰ c¥n b‹ng d(cid:247)(cid:238)i t¡c d(cid:246)ng cıa (cid:31)i»n tr(cid:247)(cid:237)ng xoay chi•u (cid:31)i•u hÆa E = E0e−iωt cıa tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n tł. Tuy nhi¶n, trong th(cid:252)c t‚ lu(cid:230)n xu§t hi»n c¡c l(cid:252)c c£n, c(cid:226) t‰nh ch§t t(cid:247)(cid:236)ng

t(cid:252) nh(cid:247) l(cid:252)c ma s¡t v(cid:160) l(cid:160)m d“p t›t dao (cid:31)ºng (cid:31)i•u hÆa. Ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh chuy”n

(cid:31)ºng (cid:31)(cid:247)æc m(cid:230) t£ b‹ng (cid:31)(cid:224)nh lu“t II Newton

2rj =

(cid:88) (cid:88) (1.2) + mjωj qjE mj d2rj dt2 + mjγj drj dt

(cid:240) (cid:31)¥y, γj l(cid:160) h» sŁ d“p t›t cıa dao (cid:31)ºng (cid:31)i•u hÆa (cid:31)(cid:176)c tr(cid:247)ng cho ma s¡t hay

l(cid:252)c c£n cıa c¡c (cid:31)i»n tß kh¡c ho(cid:176)c cıa m⁄ng tinh th” t(cid:238)i chuy”n (cid:31)ºng cıa (cid:31)i»n tß qj, v(cid:160) ωj l(cid:160) tƒn sŁ (cid:31)(cid:176)c tr(cid:247)ng cho tƒn sŁ dao (cid:31)ºng (cid:31)i•u hÆa chung cıa c£ h» (cid:31)i»n tß. (cid:30)Łi v(cid:238)i c¡c v“t li»u (cid:31)i»n m(cid:230)i, ωj (cid:54)= 0. Tł ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh

chuy”n (cid:31)ºng n(cid:160)y, ta c(cid:226) th” thu (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)º d(cid:224)ch chuy”n cıa (cid:31)i»n tß so v(cid:238)i v(cid:224) tr‰

c¥n b‹ng v(cid:160) h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i

(1.3) rj = qj mj E0 ω2 j − ω2 − iγjω

(cid:88) ε(ω) = 1 + (1.4) ω2 P ω2 j − ω2 − iγjω

trong (cid:31)(cid:226), ωP l(cid:160) tƒn sŁ plasma. M(cid:230) h…nh n(cid:160)y cÆn (cid:31)(cid:247)æc bi‚t (cid:31)‚n l(cid:160) m(cid:230) h…nh

Drude-Lorentz nh(cid:247) mºt s(cid:252) ghi nh“n cho (cid:31)(cid:226)ng g(cid:226)p cıa hai nh(cid:160) khoa h(cid:229)c nŒi

ti‚ng Drude v(cid:160) Lorentz cho m(cid:230) h…nh h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i tł nhœng n«m (cid:31)ƒu th‚

k¿ 20. — tƒn sŁ th§p (ω → 0), phƒn £o cıa h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i b‹ng 0, h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i

(cid:31)(cid:247)æc (cid:31)¡nh gi¡ b‹ng gi¡ tr(cid:224) cıa phƒn th(cid:252)c

(cid:88) (1.5) ε1(ω → 0) = 1 + ω2 P ω2 j

Gi¡ tr(cid:224) cıa ε1 c(cid:244)ng ch‰nh l(cid:160) h‹ng sŁ (cid:31)i»n m(cid:230)i t(cid:190)nh m(cid:160) ta hay bi‚t trong c¡c

v“t li»u (cid:31)i»n m(cid:230)i. Nh(cid:247) nh…n tr¶n h…nh 1.1, phƒn £o h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i cıa SiC

((cid:31)(cid:247)(cid:237)ng m(cid:160)u (cid:31)(cid:228)) gƒn nh(cid:247) b‹ng 0 t⁄i t§t c£ c¡c (cid:31)i”m kh£o s¡t ngo⁄i trł (cid:31)i”m

cºng h(cid:247)(cid:240)ng. Trong khi (cid:240) v(cid:242)ng tƒn sŁ th§p, phƒn th(cid:252)c cıa h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i cıa

SiC ((cid:31)(cid:247)(cid:237)ng m(cid:160)u xanh n(cid:247)(cid:238)c bi”n) gƒn nh(cid:247) l(cid:160) h‹ng sŁ.

H…nh 1.1: Phƒn th(cid:252)c v(cid:160) phƒn £o cıa h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i ε(ω) cıa SiC nh(cid:247) l(cid:160) h(cid:160)m

cıa tƒn sŁ [18].

V(cid:238)i c¡c v“t li»u kim lo⁄i, h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i cıa v“t li»u (cid:31)(cid:247)æc quy‚t (cid:31)(cid:224)nh b(cid:240)i

c¡c electron t(cid:252) do, chø kh(cid:230)ng ph£i c¡c electron li¶n k‚t. V(cid:238)i c¡c electron t(cid:252) do, ωj = 0 v… c¡c electron n(cid:160)y c(cid:226) th” chuy”n (cid:31)ºng t(cid:252) do trong m⁄ng tinh

th” m(cid:160) kh(cid:230)ng ch(cid:224)u £nh h(cid:247)(cid:240)ng b(cid:240)i b§t cø li¶n k‚t n(cid:160)o. Do (cid:31)(cid:226), h(cid:160)m sŁ (cid:31)i»n

m(cid:230)i cho kim lo⁄i c(cid:226) th” (cid:31)(cid:236)n gi£n h(cid:226)a th(cid:160)nh

ε(ω) = 1 − (1.6) ω2 P ω2 + iγω

H» sŁ d“p t›t γ c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)¡nh gi¡ b‹ng th(cid:237)i gian chuy”n (cid:31)ºng t(cid:252) do cıa

electron trong kim lo⁄i. C(cid:226) r§t nhi•u y‚u tŁ quy‚t (cid:31)(cid:224)nh (cid:31)‚n chuy”n (cid:31)ºng

cıa (cid:31)i»n tß trong kim lo⁄i nh(cid:247) s(cid:252) khuy‚t thi‚u trong m⁄ng tinh th” (point

defects), s(cid:252) rŁi lo⁄n trong m⁄ng tinh th” (dislocation), (cid:31)º nh¡m cıa b• m(cid:176)t

v“t li»u, t(cid:247)(cid:236)ng t¡c t⁄i b• m(cid:176)t bi¶n, t(cid:247)(cid:236)ng t¡c electron-phonon, t(cid:247)(cid:236)ng t¡c

electron-electron. Theo nguy¶n l(cid:254) Mathiessen,

e−e

grain + τ −1

def ect + τ −1

dislocation + τ −1

interf ace + τ −1

e−phonon + τ −1

γ ≡ τ −1 = τ −1 (1.7)

trong (cid:31)(cid:226) τ l(cid:160) th(cid:237)i gian h(cid:231)i ph(cid:246)c.

H…nh 1.2: H(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i (cid:31)(cid:247)æc v‡ b‹ng vi»c sß d(cid:246)ng c¡c h‹ng sŁ quang h(cid:229)c

electron t(cid:252) do (cho ITO) v(cid:160) c¡c h‹ng sŁ quang h(cid:229)c th(cid:252)c nghi»m (cho Au v(cid:160)

Ag). (A) ITO; (B) Au; (C) Ag [19].

H…nh v‡ 1.2 mi¶u t£ h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i th(cid:252)c v(cid:160) £o cıa v(cid:160)ng, b⁄c v(cid:160) ITO

(indium tin oxide) bi‚n thi¶n theo sŁ s(cid:226)ng. M(cid:230) h…nh l(cid:254) thuy‚t cıa Drude

cho th§y t‰nh ph¥n k… cıa h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i (cid:240) v(cid:242)ng n«ng l(cid:247)æng th§p v(cid:160) c¡c

chuy”n pha giœa c¡c v(cid:242)ng n«ng l(cid:247)æng phƒn l(cid:238)n ch¿ g¥y £nh h(cid:247)(cid:240)ng cho phƒn

£o cıa h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i. (cid:30)Łi v(cid:238)i kim lo⁄i v(cid:160)ng, gƒn nh(cid:247) c£ v(cid:242)ng ¡nh s¡ng nh…n

th§y tł 400 nm t(cid:238)i 700 nm (cid:31)•u b(cid:224) £nh h(cid:247)(cid:240)ng. Tuy nhi¶n v(cid:238)i kim lo⁄i b⁄c,

c¡c electron c(cid:226) th” chuy”n v(cid:242)ng n«ng l(cid:247)æng trong v(cid:242)ng tß ngo⁄i (b›t (cid:31)ƒu

tł 308 nm). Tuy nhi¶n tƒn sŁ plasma cıa b⁄c l⁄i kh¡ th§p, c(cid:244)ng v¤n n‹m

trong v(cid:242)ng tß ngo⁄i. V… v“y m(cid:160) c£ phƒn th(cid:252)c v(cid:160) £o cıa b⁄c (cid:31)•u kh¡ l(cid:238)n

trong v(cid:242)ng h(cid:231)ng ngo⁄i. B¶n c⁄nh (cid:31)(cid:226), m(cid:230) h…nh l(cid:254) thuy‚t Drude c(cid:244)ng (cid:31)(cid:247)æc

sß d(cid:246)ng (cid:31)” mi¶u t£ r§t tŁt cho ITO. Tƒn sŁ plasma cıa ITO kho£ng 1 eV,

r§t th§p so v(cid:238)i khe n«ng l(cid:247)æng cıa n(cid:226) (3.2 eV). V… v“y, ITO gƒn nh(cid:247) r§t

trong suŁt trong v(cid:242)ng gƒn h(cid:231)ng ngo(cid:160)i v(cid:160) ¡nh s¡ng nh…n th§y. (cid:30)i•u (cid:31)(cid:226) c(cid:226)

ngh(cid:190)a l(cid:160) kh(cid:230)ng c(cid:226) chuy”n d(cid:224)ch giœa c¡c møc n«ng l(cid:247)æng trong kho£ng ho⁄t

(cid:31)ºng xung quanh tƒn sŁ plasma. Ngo(cid:160)i ra, h…nh 1.2a c(cid:244)ng cho th§y kh(cid:230)ng

c(cid:226) nhi•u s(cid:252) kh¡c bi»t giœa (cid:31)(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n m(cid:230)i th(cid:252)c nghi»m cıa ITO v(cid:238)i Au hay

Ag. V… v“y ho(cid:160)n to(cid:160)n c(cid:226) th” sß d(cid:246)ng m(cid:230) h…nh (cid:31)i»n tß t(cid:252) do (cid:31)” mi¶u t£ h(cid:160)m

(cid:31)i»n m(cid:230)i cıa ITO.

1.2 L(cid:254) thuy‚t Mie cho t‰nh ch§t quang cıa

h⁄t nano (cid:31)(cid:236)n v“t li»u

T‰nh ch§t quang h(cid:229)c cıa c¡c h⁄t c(cid:226) k‰ch th(cid:247)(cid:238)c nh(cid:228) (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc nghi¶n cøu

r§t nhi•u tł nhœng n«m (cid:31)ƒu th‚ k¿ 20. (cid:30)¥y l(cid:160) mºt b(cid:160)i to¡n kh(cid:226), (cid:31)(cid:176)t ra th¡ch

thøc r§t l(cid:238)n cho c¡c nh(cid:160) khoa h(cid:229)c v… (cid:31)º phøc t⁄p trong s(cid:252) ph(cid:246) thuºc cıa n(cid:226)

v(cid:160)o k‰ch th(cid:247)(cid:238)c, h…nh d⁄ng, c¡c (cid:31)i•u ki»n bi¶n, t‰nh ch§t b• m(cid:176)t cıa c¡c lo⁄i

v“t li»u, mŁi t(cid:247)(cid:236)ng quan giœa c¡c m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng, v(cid:160) th“m ch‰ c¡c t(cid:247)(cid:236)ng t¡c h(cid:226)a

v(cid:160) sinh h(cid:229)c c(cid:244)ng c(cid:226) th” thay (cid:31)Œi t‰nh ch§t quang h(cid:229)c cıa h». Nhœng n«m

1908, nh(cid:160) v“t l(cid:254) h(cid:229)c Mie [20] (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)a ra (cid:31)(cid:247)æc l(cid:237)i gi£i gi£i t‰ch cho tr(cid:247)(cid:237)ng hæp

(cid:31)(cid:236)n gi£n nh§t: h⁄t cƒu (cid:31)(cid:236)n kim lo⁄i. ˘ng (cid:31)¢ sß d(cid:246)ng ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh Maxwell

trong h» t(cid:229)a (cid:31)º cƒu, (cid:31)i k–m v(cid:238)i c¡c (cid:31)i•u ki»n bi¶n th‰ch hæp cho b• m(cid:176)t

cƒu kim lo⁄i. Tł (cid:31)(cid:226) Mie c(cid:226) th” t‰nh (cid:31)(cid:247)æc mºt c¡ch ch‰nh x¡c (cid:31)º h§p th(cid:246) v(cid:160)

t¡n x⁄ cıa h⁄t cƒu. Nhœng k‚t qu£ gŁc cıa Mie cÆn c(cid:226) th” gi£i th‰ch (cid:31)(cid:247)æc

s(cid:252) bi‚n thi¶n cıa h» sŁ d“p t›t v(cid:160) v(cid:224) tr‰ c¡c (cid:31)¿nh phŒ trong c¡c th‰ nghi»m

h⁄t nano ng(cid:160)y nay. V• sau l(cid:254) thuy‚t cıa Mie cÆn (cid:31)(cid:247)æc Gans ph¡t tri”n (cid:31)”

t‰nh cho c¡c h⁄t kh(cid:230)ng ph£i h…nh cƒu, nh(cid:247) h…nh elip, h…nh tr(cid:246), h…nh hºp chœ

nh“t, hay h…nh d(cid:181)t nh(cid:247) b¡nh m…. Nhœng t‰nh to¡n n(cid:160)y ch¿ ch‰nh x¡c v(cid:238)i (cid:31)i•u

ki»n k‰ch th(cid:247)(cid:238)c cıa h⁄t ph£i r§t nh(cid:228) so v(cid:238)i v(cid:242)ng b(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng chi‚u t(cid:238)i. Kh(cid:230)ng

dłng l⁄i (cid:240) (cid:31)(cid:226), ng(cid:160)y nay l(cid:254) thuy‚t Mie cÆn (cid:31)(cid:247)æc ph¡t tri”n (cid:31)” t‰nh phŒ quang

h(cid:229)c cho h» (cid:31)a l(cid:238)p (multilayer). Gƒn (cid:31)¥y ng(cid:247)(cid:237)i ta (cid:31)¢ sß d(cid:246)ng ph†p so s¡nh

phŒ quang h(cid:229)c t‰nh b(cid:240)i l(cid:254) thuy‚t Mie v(cid:238)i quang phŒ n«ng l(cid:247)æng m(cid:176)t tr(cid:237)i (cid:31)”

tŁi (cid:247)u h(cid:226)a c§u tr(cid:243)c v(cid:160) t…m v“t li»u m(cid:238)i th‰ch hæp cho vi»c ch‚ t⁄o pin m(cid:176)t

tr(cid:237)i. Ngo(cid:160)i ra, c¡c t‰nh to¡n d(cid:252)a tr¶n l(cid:254) thuy‚t Mie cho ph†p d(cid:252) (cid:31)o¡n (cid:31)(cid:224)nh

l(cid:247)æng s(cid:252) t«ng nhi»t (cid:31)º trong c¡c dung d(cid:224)ch chøa h⁄t nano d(cid:247)(cid:238)i t¡c d(cid:246)ng cıa

laser. C(cid:236) ch‚ cıa qu¡ tr…nh t«ng nhi»t (cid:31)º n(cid:160)y (cid:31)ang (cid:31)(cid:247)æc nghi¶n cøu (cid:31)” sß

1.2.1 L(cid:254) thuy‚t Mie cho h⁄t nano cƒu (cid:31)(cid:236)n v“t li»u

d(cid:246)ng cho (cid:31)i•u tr(cid:224) ung th(cid:247).

C¡c ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (cid:31)i»n (cid:31)ºng l(cid:252)c h(cid:229)c Maxwell mi¶u t£ c¡c t(cid:247)(cid:236)ng t¡c cıa

bøc x⁄ (cid:31)i»n tł v(cid:238)i v“t ch§t. V(cid:238)i h⁄t nano cƒu (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)(cid:176)t trong m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng

(cid:31)i»n m(cid:230)i li¶n t(cid:246)c, h» ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh Maxwell cho (cid:31)i»n tł tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)(cid:247)æc vi‚t

nh(cid:247) sau:

∇.E = 0 (1.8)

∇.H = 0 (1.9)

∇ × E = iωµH (1.10)

∇ × H = −iωε(ω)E (1.11)

(cid:240) (cid:31)¥y ta (cid:31)¢ gi£ thi‚t r‹ng kh(cid:230)ng c(cid:226) (cid:31)i»n t‰ch trong m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng c(cid:244)ng nh(cid:247)

trong h⁄t cƒu. M(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)(cid:247)æc cho r‹ng (cid:31)(cid:231)ng t‰nh v(cid:160) (cid:31)(cid:231)ng nh§t. C¡c tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n tł bi‚n thi¶n (cid:31)i•u hÆa v(cid:160) s(cid:252) ph(cid:246) thuºc th(cid:237)i gian tu¥n theo h(cid:160)m e−iωt chø kh(cid:230)ng b(cid:224) £nh h(cid:247)(cid:240)ng b(cid:240)i s(cid:252) t(cid:231)n t⁄i cıa v“t ch§t. — (cid:31)¥y, ω l(cid:160) tƒn sŁ dao (cid:31)ºng cıa tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n tł, ε(ω) l(cid:160) h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i, v(cid:160) µ l(cid:160) (cid:31)º tł th'm. Trong

tr(cid:247)(cid:237)ng hæp (cid:31)(cid:236)n gi£n nh§t l(cid:160) m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng v(cid:160) h⁄t cƒu (cid:31)•u l(cid:160) v“t li»u phi tł t‰nh, µ = 1. L§y rot hai v‚ ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (1.10), (1.11) v(cid:160) sß d(cid:246)ng ph(cid:247)(cid:236)ng

tr…nh (1.8), (1.9) ta thu (cid:31)(cid:247)æc

∇2E(ω) + k2E(ω) = 0 (1.12)

∇2H(ω) + k2H(ω) = 0 (1.13)

trong (cid:31)(cid:226), k l(cid:160) sŁ s(cid:226)ng (cid:31)(cid:247)æc x¡c (cid:31)(cid:224)nh b(cid:240)i

k = (cid:112)µ(ω)ε(ω) (1.14) ω c

(cid:240) (cid:31)¥y c l(cid:160) v“n tŁc ¡nh s¡ng.

Sau khi gi£i h» ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (1.12) v(cid:160) (1.13), (cid:31)” thu (cid:31)(cid:247)æc nghi»m gi£i t‰ch,

c¡c (cid:31)i•u ki»n bi¶n tr¶n b• m(cid:176)t h⁄t cƒu cƒn (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)(cid:247)a ra (cid:31)” li¶n k‚t tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n tł b¶n trong (Eint, Hint) v(cid:160) b¶n ngo(cid:160)i (Einc, Escat, Hinc, Hscat) h⁄t cƒu. C¡c k‰ hi»u d(cid:247)(cid:238)i inc v(cid:160) scat l(cid:160) (cid:31)⁄i di»n cho tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)‚n v(cid:160) tr(cid:247)(cid:237)ng t¡n x⁄.

C¡c (cid:31)i•u ki»n bi¶n g(cid:231)m c(cid:226):

(1.15) (Einc + Escat) × n|surf ace= Eint × n|surf ace

(1.16) (Hinc + Hscat) × n|surf ace= Hint × n|surf ace

(cid:240) (cid:31)¥y, n l(cid:160) vect(cid:236) ph¡p tuy‚n cıa b• m(cid:176)t h⁄t cƒu. N‚u h⁄t c(cid:226) h…nh d⁄ng phøc

t⁄p h(cid:236)n d⁄ng cƒu ho(cid:176)c c¡c d⁄ng kh(cid:230)ng th” x¡c (cid:31)(cid:224)nh (cid:31)(cid:247)æc b‹ng c(cid:230)ng thøc to¡n h(cid:229)c, vi»c x¡c (cid:31)(cid:224)nh vect(cid:236) n chung cho c£ h» l(cid:160) r§t kh(cid:226). (cid:30)¥y c(cid:244)ng l(cid:160) l(cid:254)

do ch‰nh gi£i th‰ch t⁄i sao l(cid:254) thuy‚t Mie ch¿ c(cid:226) nghi»m gi£i t‰ch trong mºt sŁ

h» c(cid:226) c§u tr(cid:243)c h…nh h(cid:229)c (cid:31)(cid:236)n gi£n v(cid:160) c(cid:226) t‰nh (cid:31)Łi xøng cao. S(cid:252) ph¡t tri”n cıa

c(cid:230)ng ngh» m¡y t‰nh trong nhœng th“p k¿ gƒn (cid:31)¥y (cid:31)¢ cho ph†p t‰nh sŁ (cid:31)(cid:247)æc

nhœng h» phøc t⁄p sß d(cid:246)ng c¡c c¡ch t‰nh gƒn (cid:31)(cid:243)ng, v‰ d(cid:246) nh(cid:247) ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p

gƒn (cid:31)(cid:243)ng l(cid:247)(cid:239)ng c(cid:252)c r(cid:237)i r⁄c (discrete dipole approximation) hay T-matrix.

Tuy nhi¶n trong nghi¶n cøu cıa ch(cid:243)ng t(cid:230)i, l(cid:254) thuy‚t Mie ch¿ sß d(cid:246)ng cho

vi»c t‰nh c¡c phŒ h§p th(cid:246) v(cid:160) ph¡t x⁄ quang h(cid:229)c. Nghi»m gi£i t‰ch cıa l(cid:254)

thuy‚t Mie cho h⁄t cƒu trong m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n m(cid:230)i li¶n t(cid:246)c cho ra ti‚t di»n

t¡n x⁄ (scattering), h§p th(cid:246) (absorption), v(cid:160) d“p t›t (extinction) quang h(cid:229)c

∞ (cid:88)

nh(cid:247) sau [22]

(2n + 1)Re(an + bn), Qext = 2π k2 m

n=1 ∞ (cid:88)

n=1

(cid:16) (2n + 1) , Qscat = |an|2 + |bn|2(cid:17)

(1.17) 2π k2 m Qabs = Qext − Qscat,

H…nh 1.3: Minh h(cid:229)a h⁄t nano cƒu c(cid:226) b¡n k‰nh R c(cid:226) h‹ng sŁ (cid:31)i»n m(cid:230)i ε(ω) (cid:31)(cid:176)t trong m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng c(cid:226) h‹ng sŁ (cid:31)i»n m(cid:230)i εm.

√ (cid:240) (cid:31)¥y km = 2π εm/λ, εm l(cid:160) h‹ng sŁ (cid:31)i»n m(cid:230)i cıa m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng, v(cid:160) λ l(cid:160) b(cid:247)(cid:238)c

s(cid:226)ng cıa tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n tł chi‚u t(cid:238)i, c¡c h» sŁ t¡n x⁄ [22]

, an =

n(mx) − mψn(mx)ψ(cid:48) n(mx) − mψn(mx)ξ(cid:48) n(mx) − ψn(mx)ψ(cid:48) n(mx) − ψn(mx)ξ(cid:48)

n(x) n(x) n(x) n(x)

(1.18) bn = ψn(x)ψ(cid:48) ξn(x)ψ(cid:48) mψn(x)ψ(cid:48) mξn(x)ψ(cid:48)

trong (cid:31)(cid:226) ψn(x) = xjn(x) v(cid:160) ξn(x) = xh(1) n (x) l(cid:160) c¡c h(cid:160)m Riccati-Bessel, (cid:240) (cid:31)¥y jn(x) v(cid:160) h(1) n (x) t(cid:247)(cid:236)ng øng l(cid:160) h(cid:160)m Bessel cƒu lo⁄i 1 v(cid:160) h(cid:160)m Hankel cƒu lo⁄i 1, x = kmR v(cid:238)i R l(cid:160) b¡n k‰nh cıa h⁄t cƒu, m = (cid:112)ε(ω)/εm l(cid:160) t¿ sŁ giœa chi‚t su§t cıa h⁄t cƒu v(cid:160) m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:240) tƒn sŁ ω, d§u ph'y tr¶n (cid:31)ƒu c¡c h(cid:160)m

ngh(cid:190)a l(cid:160) ph†p l§y (cid:31)⁄o h(cid:160)m cıa h(cid:160)m sŁ theo c¡c (cid:31)Łi sŁ trong d§u ngo(cid:176)c (cid:31)(cid:236)n. n = 1 v(cid:160) n = 2 t(cid:247)(cid:236)ng øng £nh h(cid:247)(cid:240)ng v(cid:238)i c¡c t(cid:247)(cid:236)ng t¡c l(cid:247)(cid:239)ng c(cid:252)c v(cid:160) tø c(cid:252)c

cho qu¡ tr…nh t¡n x⁄ tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n tł.

Trong tr(cid:247)(cid:237)ng hæp h⁄t r§t nh(cid:228) so v(cid:238)i b(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng cıa tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n tł chi‚u t(cid:238)i (2R/λ (cid:28) 1), t(cid:247)(cid:236)ng t¡c l(cid:247)(cid:239)ng c(cid:252)c (n = 1) (cid:31)(cid:226)ng vai trÆ chı chŁt trong

qu¡ tr…nh t¡n x⁄. C¡c t(cid:247)(cid:236)ng t¡c kh¡c ho(cid:160)n to(cid:160)n c(cid:226) th” b(cid:228) qua. Do (cid:31)(cid:226),

Qext = 12πR3ε3/2 m

(cid:21)

Im (1.19) Qscat = 4πR3ε1/2 m ω c ω c ε2(ω) [ε1(ω) + 2εm]2 + [ε2(ω)]2 , (cid:20) ε(ω) − εm ε(ω) + 2εm

Ch(cid:243) (cid:254) r‹ng trong hƒu h‚t c¡c b(cid:160)i to¡n sß d(cid:246)ng l(cid:254) thuy‚t Mie, (cid:31)i»n m(cid:230)i cıa

m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng l(cid:160) mºt h‹ng sŁ kh(cid:230)ng ph(cid:246) thuºc v(cid:160)o b(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng ¡nh s¡ng chi‚u

t(cid:238)i. Trong khi h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i l⁄i ph(cid:246) thuºc r§t l(cid:238)n v(cid:160)o b(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng hay tƒn sŁ

tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n tł chi‚u t(cid:238)i, (cid:31)(cid:176)c bi»t v(cid:238)i kim lo⁄i. V… v“y, qu¡ tr…nh cºng h(cid:247)(cid:240)ng

t¡n x⁄ v(cid:160) h§p th(cid:246) hay n«ng l(cid:247)æng cıa tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n tł (cid:31)(cid:247)æc truy•n c(cid:252)c (cid:31)⁄i v(cid:160)o trong h⁄t cƒu x£y ra khi |ε(ω) + 2εm| = 0. S(cid:252) cºng h(cid:247)(cid:240)ng n(cid:160)y cÆn (cid:31)(cid:247)æc

bi‚t (cid:31)‚n nh(cid:247) cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon hay cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon b• m(cid:176)t.

Ngo(cid:160)i ra ti‚t di»n h§p th(cid:246) cıa h⁄t c(cid:244)ng cho ph†p t‰nh (cid:31)º h§p th(cid:246) A cıa mºt dung d(cid:224)ch chøa nhi•u h⁄t nano v(cid:238)i m“t (cid:31)º N v(cid:160) quang tr…nh cıa s(cid:226)ng (cid:31)i»n tł trong dung d(cid:224)ch l(cid:160) L. C(cid:230)ng thøc (cid:31)” t‰nh (cid:31)º h§p th(cid:246) A l(cid:160)

A = (1.20) N QabsL ln10

C¡ch t‰nh l(cid:254) thuy‚t cho (cid:31)º h§p th(cid:246) A cıa dung d(cid:224)ch (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc ¡p d(cid:246)ng phŒ

bi‚n trong r§t nhi•u nghi¶n cøu (cid:31)” gi£i th‰ch (cid:31)(cid:224)nh t‰nh v(cid:160) (cid:31)(cid:224)nh l(cid:247)æng c¡c

phŒ h§p th(cid:246) quang n«ng (cid:31)o (cid:31)(cid:247)æc trong th(cid:252)c nghi»m.

(cid:30)Łi v(cid:238)i c¡c h⁄t c(cid:226) k‰ch th(cid:247)(cid:238)c l(cid:238)n h(cid:236)n, c¡ch t‰nh ti‚t di»n h§p th(cid:246) v(cid:160)

ph¡t x⁄ nh(cid:247) tr¶n kh(cid:230)ng cÆn ch‰nh x¡c v… vai trÆ c¡c t(cid:247)(cid:236)ng t¡c tø c(cid:252)c hay

c¡c t(cid:247)(cid:236)ng t¡c phøc t⁄p h(cid:236)n t(cid:247)(cid:236)ng t¡c l(cid:247)(cid:239)ng c(cid:252)c (cid:31)Łi v(cid:238)i qu¡ tr…nh h§p th(cid:246) v(cid:160)

ph¡t x⁄ quang h(cid:229)c tr(cid:240) n¶n quan tr(cid:229)ng h(cid:236)n r§t nhi•u. C¡c h⁄t c(cid:226) k‰ch th(cid:247)(cid:238)c

c(cid:160)ng l(cid:238)n th… c¡c b“c (modes) t(cid:247)(cid:236)ng t¡c (cid:31)i»n tł cao l⁄i c(cid:160)ng quan tr(cid:229)ng. Khi

(cid:31)(cid:226), sß d(cid:246)ng c(cid:230)ng thøc gi£i t‰ch gŁc cıa Mie l(cid:160) (cid:31)i•u cƒn thi‚t (cid:31)” thu (cid:31)(cid:247)æc

k‚t qu£ ch‰nh x¡c nh§t. H(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i sß d(cid:246)ng trong t‰nh to¡n cıa l(cid:254) thuy‚t

Mie th(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)(cid:247)æc l§y tł sŁ li»u th(cid:252)c nghi»m khi (cid:31)o (cid:31)⁄c v“t li»u (cid:240) k‰ch th(cid:247)(cid:238)c

l(cid:238)n ho(cid:176)c c¡c c(cid:230)ng thøc gi£i t‰ch ho(cid:176)c c¡c h(cid:160)m fitting sŁ li»u th(cid:252)c nghi»m

v(cid:238)i m(cid:230) h…nh Drude v(cid:160) Drude-Lorentz. Tuy nhi¶n (cid:240) k‰ch th(cid:247)(cid:238)c nano, t§t c£

c¡c t‰nh ch§t (cid:31)i»n, nhi»t, quang h(cid:229)c (cid:31)•u c(cid:226) kh¡c bi»t r§t l(cid:238)n so v(cid:238)i nhœng

g… c(cid:226) trong c(cid:242)ng v“t li»u (cid:31)(cid:226) nh(cid:247)ng k‰ch th(cid:247)(cid:238)c l(cid:238)n. (cid:30)” t‰nh (cid:31)‚n £nh h(cid:247)(cid:240)ng

cıa k‰ch th(cid:247)(cid:238)c l¶n h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i, h» sŁ d“p t›t trong m(cid:230) h…nh Drude (cid:31)(cid:247)æc

bi‚n (cid:31)Œi th(cid:160)nh

γ ≡ γ + (1.21) BvF R

(cid:240) (cid:31)¥y, vF l(cid:160) v“n tŁc cıa electron (cid:240) møc Fermi cıa v“t li»u v(cid:160) B l(cid:160) tham sŁ

sß d(cid:246)ng trong vi»c c¥n (cid:31)Łi giœa t‰nh to¡n l(cid:254) thuy‚t v(cid:160) th(cid:252)c nghi»m (cid:31)” c(cid:226) (cid:31)º tr(cid:242)ng kh(cid:238)p t‰nh to¡n cao nh§t c(cid:226) th”. Th(cid:230)ng th(cid:247)(cid:237)ng, tham sŁ B thay (cid:31)Œi

trong kho£ng tł 0 (cid:31)‚n 1. C(cid:230)ng thøc to¡n h(cid:229)c (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)(cid:247)a ra d(cid:252)a tr¶n y‚u tŁ (cid:31)º

nh¡m b• m(cid:176)t trong nguy¶n l(cid:254) Mathiessen. Khi xu§t hi»n mºt b• m(cid:176)t trong

h» s(cid:252) thay (cid:31)Œi ph(cid:246) thuºc r§t l(cid:238)n v(cid:160)o k‰ch th(cid:247)(cid:238)c cıa h». S(cid:252) ph(cid:246) thuºc n(cid:160)y tu¥n theo (cid:31)(cid:243)ng d⁄ng c(cid:230)ng thøc giŁng c(cid:230)ng thøc b¶n tr¶n. Ngo(cid:160)i ra B = 0

t(cid:247)(cid:236)ng øng v(cid:238)i b• m(cid:176)t nh¡m 100%, (cid:31)i•u (cid:31)(cid:226) t(cid:247)(cid:236)ng øng v(cid:238)i vi»c to(cid:160)n bº n«ng

l(cid:247)æng cıa tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n tł khi ch⁄m t(cid:238)i b• m(cid:176)t th… (cid:31)(cid:247)æc giam giœ ho(cid:160)n to(cid:160)n t⁄i b• m(cid:176)t. Trong khi (cid:31)(cid:226), B = 1 t(cid:247)(cid:236)ng øng v(cid:238)i b• m(cid:176)t tuy»t (cid:31)Łi nhﬁn. (cid:30)i•u

(cid:31)(cid:226) c(cid:226) ngh(cid:190)a l(cid:160) s(cid:226)ng (cid:31)i»n tł chi‚u t(cid:238)i b• m(cid:176)t (cid:31)(cid:247)æc ph£n x⁄ to(cid:160)n phƒn tr(cid:240) l⁄i

m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng giŁng h»t nh(cid:247) c¡ch thøc mºt t§m g(cid:247)(cid:236)ng cho ph£n x⁄ ¡nh s¡ng khi (cid:31)(cid:247)æc chi‚u t(cid:238)i. (cid:30)¥y ch‰nh l(cid:160) (cid:254) ngh(cid:190)a v“t l(cid:254) cıa tham sŁ B. Tuy nhi¶n,

khi so s¡nh giœa t‰nh to¡n l(cid:254) thuy‚t v(cid:160) th(cid:252)c nghi»m, nhi•u nh(cid:160) khoa h(cid:229)c

(cid:31)¢ ch(cid:229)n gi¡ tr(cid:224) tham sŁ n(cid:160)y l(cid:238)n h(cid:236)n 1. (cid:30)i•u n(cid:160)y cho th§y v¤n cÆn mºt sŁ

y‚u tŁ kh¡c £nh h(cid:247)(cid:240)ng t(cid:238)i k‚t qu£ th(cid:252)c nghi»m nh(cid:247)ng ch(cid:247)a (cid:31)(cid:247)æc t‰nh (cid:31)‚n

trong m(cid:230) h…nh l(cid:254) thuy‚t. Tuy nhi¶n (cid:247)u th‚ cıa l(cid:254) thuy‚t Mie l(cid:160) (cid:31)(cid:236)n gi£n, d„

sß d(cid:246)ng v(cid:160) sß d(cid:246)ng ‰t c¡c tham sŁ fitting nh§t c(cid:226) th” nh(cid:247)ng v¤n gi£i th‰ch

(cid:31)(cid:247)æc ch‰nh x¡c hi»n t(cid:247)æng v“t l(cid:254). Tł (cid:31)(cid:226), ch(cid:243)ng ta c(cid:226) th” bi‚t (cid:31)(cid:247)æc nhœng

y‚u tŁ n(cid:160)o l(cid:160) y‚u tŁ ch‰nh quy‚t (cid:31)(cid:224)nh ch§t l(cid:247)æng cıa (cid:31)º h§p th(cid:246) v(cid:160) ph¡t x⁄

cıa v“t li»u.

H…nh v‡ 1.4 th” hi»n mºt v‰ d(cid:246) quang phŒ d“p t›t cıa dung d(cid:224)ch h⁄t

nano v(cid:160)ng v(cid:238)i k‰ch th(cid:247)(cid:238)c 50 nm (cid:31)(cid:247)æc t‰nh b‹ng l(cid:254) thuy‚t Mie v(cid:160) (cid:31)o (cid:31)⁄c th(cid:252)c

nghi»m. Rª r(cid:160)ng (cid:31)(cid:247)(cid:237)ng t‰nh to¡n l(cid:254) thuy‚t r§t gƒn v(cid:238)i th(cid:252)c nghi»m. Trong

h(cid:160)ng ch(cid:246)c th“p k¿ qua, l(cid:254) thuy‚t Mie c(cid:244)ng (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc ¡p d(cid:246)ng cho r§t nhi•u

v“t li»u v(cid:160) c§u tr(cid:243)c kh¡c nhau. (cid:30)i•u n(cid:160)y cho ch(cid:243)ng ta mºt s(cid:252) tin t(cid:247)(cid:240)ng r‹ng

sß d(cid:246)ng l(cid:254) thuy‚t Mie (cid:31)” d(cid:252) (cid:31)o¡n c¡c th‰ nghi»m m(cid:238)i nh‹m t…m ra c¡c c§u

tr(cid:243)c, v“t li»u m(cid:238)i v(cid:160) c¡c thi‚t k‚ tŁi (cid:247)u. H(cid:236)n nœa n‚u c¡c c§u tr(cid:243)c (cid:31)(cid:247)æc t⁄o

ra (cid:31)(cid:231)ng nh§t v(cid:160) c(cid:226) (cid:31)º ch‰nh x¡c cao v• k‰ch th(cid:247)(cid:238)c, kho£ng b(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng cho

th§y s(cid:252) tr(cid:242)ng kh‰t giœa th(cid:252)c nghi»m v(cid:160) l(cid:254) thuy‚t l(cid:160) kh¡ l(cid:238)n. Nh(cid:247) tr¶n h…nh

H…nh 1.4: Quang phŒ d“p t›t cıa h⁄t keo nano v(cid:160)ng 50 nm trong n(cid:247)(cid:238)c

((cid:31)(cid:247)(cid:237)ng m(cid:160)u (cid:31)(cid:228)) (cid:31)(cid:247)æc so s¡nh ph(cid:242) hæp nh§t v(cid:238)i l(cid:254) thuy‚t Mie [21]

1.2.2 L(cid:254) thuy‚t Mie cho h⁄t nano (cid:31)(cid:236)n v“t li»u kh(cid:230)ng

c(cid:226) d⁄ng cƒu

v‡ 1.4, hai (cid:31)(cid:247)(cid:237)ng t‰nh to¡n tr(cid:242)ng kh‰t tł 300 nm t(cid:238)i 800 nm.

(cid:30)º h§p th(cid:246) cıa v“t li»u hay t‰nh ch§t plasmon b• m(cid:176)t v“t li»u ph(cid:246) thuºc

r§t nhi•u y‚u tŁ. Nh(cid:247) (cid:31)¢ t…m hi”u (cid:240) tr¶n, t‰nh ch§t plasmonic ph(cid:246) thuºc r§t

m⁄nh v(cid:160)o k‰ch th(cid:247)(cid:238)c cıa v“t (cid:31)(cid:247)æc nghi¶n cøu. Ngo(cid:160)i ra, n(cid:226) cÆn ph(cid:246) thuºc

v(cid:160)o h…nh d⁄ng cıa v“t. Trong tr(cid:247)(cid:237)ng hæp v“t kh(cid:230)ng cÆn l(cid:160) d⁄ng cƒu nh(cid:247)ng

v¤n c(cid:226) th” mi¶u t£ (cid:31)(cid:247)æc b‹ng c(cid:230)ng thøc to¡n h(cid:229)c nh(cid:247) h…nh elip thon d(cid:160)i

hay h…nh oblate elip, c(cid:230)ng thøc t‰nh ti‚t di»n h§p th(cid:246) (cid:31)(cid:247)æc cho b(cid:240)i l(cid:254) thuy‚t

Mie-Gans m(cid:240) rºng [23]

(1.22) Qabs = Im[αa + αb + αc] 2πε1/2 m 3λ

(cid:240) (cid:31)¥y αj l(cid:160) (cid:31)º ph¥n c(cid:252)c cıa v“t li»u chi‚u theo tr(cid:246)c j, j = a, b, c l(cid:160) c¡c

b¡n tr(cid:246)c trong h…nh elip 3 chi•u. (cid:30)º ph¥n c(cid:252)c cıa v“t li»u (cid:31)(cid:247)æc t‰nh b(cid:240)i l(cid:254)

thuy‚t Mie m(cid:240) rºng [23] theo h» thøc

(1.23) αj = 4πabc 3 ε(ω) − εm εm + Lj[ε(ω) − εm]

trong (cid:31)(cid:226), Lj l(cid:160) thła sŁ khß c(cid:252)c theo tr(cid:246)c j. Gi£ sß r‹ng a v(cid:160) c l(cid:160) t(cid:247)(cid:236)ng øng

v(cid:238)i c¡c b¡n tr(cid:246)c l(cid:238)n v(cid:160) nh(cid:228) cıa h…nh elip. Trong tr(cid:247)(cid:237)ng hæp h…nh d⁄ng thon

H…nh 1.5: Minh h(cid:229)a elip thon d(cid:160)i (prolate spheroid) v(cid:160) elip d(cid:181)t (oblate

spheroid).

d(cid:160)i elip (a ≥ b = c),

(cid:21) ) − 1 , ln( La = 1 − e2 e2 1 + e 1 − e

(1.24) Lb = Lc =

(cid:20) 1 2e 1 − La 2 v(cid:238)i t¥m sai cıa elip l(cid:160) e = (cid:112)1 − c2/a2. H…nh d⁄ng thon d(cid:160)i elip trong mºt sŁ t‰nh to¡n cÆn (cid:31)(cid:247)æc ¡p d(cid:246)ng (cid:31)” mi¶u t£ t‰nh ch§t plasmon cıa que nano

(nanorods).

(cid:30)Łi v(cid:238)i tr(cid:247)(cid:237)ng hæp v“t c(cid:226) h…nh d⁄ng elip d(cid:181)t (oblate), a = b ≥ c

√ (cid:34) (cid:32)√ (cid:33)(cid:35)

− , − tan−1 La = Lb = 1 − e2 2e3 π 2 1 − e2 e 1 − e2 2e2

(1.25) Lc = 1 − 2La

H…nh 1.6: Quang phŒ d“p t›t (m(cid:160)u (cid:31)(cid:228)), phŒ t¡n x⁄ (m(cid:160)u xanh) v(cid:160) phŒ h§p

th(cid:246) (m(cid:160)u (cid:31)en) cıa que nano v(cid:160)ng (elip thon d(cid:160)i) v(cid:238)i c¡c t¿ l» t(cid:247)(cid:236)ng quan

giœa hai tr(cid:246)c cıa elip l(cid:160) 2.1 ((cid:31)(cid:247)(cid:237)ng li•n n†t) v(cid:160) 3.0 ((cid:31)(cid:247)(cid:237)ng ch§m) (cid:31)(cid:247)æc t‰nh

to¡n sß d(cid:246)ng l(cid:254) thuy‚t Gans v(cid:238)i h‹ng sŁ (cid:31)i»n m(cid:230)i cıa m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)(cid:247)æc ch(cid:229)n

l(cid:160) 2.25 [24].

(cid:30)¡p øng quang h(cid:229)c cıa mºt que nano cho th§y hai cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon

kh(cid:230)ng suy bi‚n, c¡c mode d(cid:229)c v(cid:160) c¡c mode ngang. Mode d(cid:229)c m⁄nh h(cid:236)n

nhi•u v(cid:160) n«ng l(cid:247)æng th§p h(cid:236)n, t(cid:247)(cid:236)ng øng v(cid:238)i dao (cid:31)ºng (cid:31)i»n tß d(cid:229)c theo

tr(cid:246)c d(cid:160)i cıa que nano, trong khi mode ngang n«ng l(cid:247)æng cao h(cid:236)n b(cid:224) ph¥n

c(cid:252)c theo h(cid:247)(cid:238)ng vu(cid:230)ng g(cid:226)c. H…nh 1.6 m(cid:230) t£ phŒ d“p t›t (m(cid:160)u (cid:31)(cid:228)), phŒ t¡n

x⁄ (m(cid:160)u xanh) v(cid:160) phŒ h§p th(cid:246) (m(cid:160)u (cid:31)en) cıa que nano v(cid:160)ng v(cid:238)i c¡c t¿

l» t(cid:247)(cid:236)ng quan giœa hai tr(cid:246)c cıa que kh¡c nhau (cid:31)(cid:247)æc t‰nh to¡n sß d(cid:246)ng l(cid:254)

thuy‚t Gans. Khi t¿ l» t(cid:247)(cid:236)ng quan giœa hai tr(cid:246)c t«ng l¶n, c¡c mode d(cid:229)c b(cid:224)

d(cid:224)ch v• ph‰a b(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng d(cid:160)i h(cid:236)n. Ngo(cid:160)i s(cid:252) ph(cid:246) thuºc m⁄nh v(cid:160)o t¿ l» t(cid:247)(cid:236)ng

quan giœa hai tr(cid:246)c, mode d(cid:229)c c(cid:244)ng r§t nh⁄y v(cid:238)i (cid:31)i»n m(cid:230)i cıa m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:15)m, t⁄o ra c¡c ch§t n•n que plasmon tŁt cho c£m bi‚n cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon

b• m(cid:176)t (cid:31)(cid:224)nh xø. C¡c ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p gi£i t‰ch nh(cid:247) l(cid:254) thuy‚t Mie v(cid:160) l(cid:254) thuy‚t

Gans ch¿ c(cid:226) th” ¡p d(cid:246)ng (cid:31)(cid:247)æc cho c¡c h…nh d⁄ng h⁄t nano (cid:31)Łi xøng cao. Tuy

nhi¶n, c¡c ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p ti‚p c“n l(cid:247)(cid:238)i c(cid:236) s(cid:240) nh(cid:247) gƒn (cid:31)(cid:243)ng l(cid:247)(cid:239)ng c(cid:252)c r(cid:237)i r⁄c

(DDA), mi•n th(cid:237)i gian kh¡c nhau hœu h⁄n (FDTD), v(cid:160) c¡c ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p

phƒn tß hœu h⁄n (FEM) c(cid:226) kh£ n«ng m(cid:230) ph(cid:228)ng (cid:31)¡p øng plasmonic cıa h⁄t

nano c(cid:226) h…nh d⁄ng b§t k(cid:253) b‹ng c¡ch chia h⁄t nano (cid:31)ang x†t th(cid:160)nh c¡c mi•n

t(cid:247)(cid:236)ng t¡c nh(cid:228) h(cid:236)n v(cid:160) gi£i sŁ h» ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh Maxwell trong mi•n th(cid:237)i gian

ho(cid:176)c tƒn sŁ. V… c¡c ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p n(cid:160)y c(cid:244)ng sß d(cid:246)ng c¡c h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i kim

lo⁄i (cid:31)(cid:247)æc l“p b£ng ph(cid:246) thuºc v(cid:160)o h», v(cid:160)o c£i ti‚n th‰ch hæp, v(cid:160)o c¡c nguy¶n

l(cid:254) c(cid:236) b£n cıa t(cid:247)(cid:236)ng t¡c giœa c¡c h⁄t nano plasmonic v(cid:238)i ¡nh s¡ng (cid:31)¢ (cid:31)⁄t

(cid:31)(cid:247)æc tŁt b(cid:240)i l(cid:254) thuy‚t Mie v(cid:160) l(cid:254) thuy‚t Gans, v(cid:160) v… v“y ch(cid:243)ng t(cid:230)i b(cid:228) qua

c¡c th£o lu“n chi ti‚t h(cid:236)n v• c¡c m(cid:230) ph(cid:228)ng sŁ. Ch(cid:243)ng ta l(cid:247)u (cid:254) r‹ng, m(cid:176)c

d(cid:242) trong th(cid:252)c t‚ v(cid:238)i s(cid:252) sﬁn c(cid:226) cıa c¡c t(cid:160)i nguy¶n m¡y t‰nh (cid:31)(cid:247)æc c£i thi»n

DDA, FDTD, v(cid:160) FEM (cid:31)¢ tr(cid:240) th(cid:160)nh ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p chu'n.

L(cid:254) thuy‚t Mie-Gans cho v“t d⁄ng h…nh elip d(cid:181)t c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc sß d(cid:246)ng (cid:31)”

mi¶u t£ c¡c ph¥n tß sinh h(cid:229)c nh(cid:247) porphyrin v(cid:160) (cid:31)¢ cho k‚t qu£ t(cid:247)(cid:236)ng (cid:31)Łi

ph(cid:242) hæp v(cid:238)i th(cid:252)c nghi»m [28]. H…nh 1.7 tr…nh b(cid:160)y phŒ h§p th(cid:246) quang h(cid:229)c

H…nh 1.7: PhŒ h§p th(cid:246) quang h(cid:229)c cıa porphyrin H2TPyP trong n(cid:247)(cid:238)c v(cid:238)i εwater = 1.77, CHCl3 v(cid:238)i εCHCl3 = 2.07 v(cid:160) mºt sŁ lo⁄i dung m(cid:230)i kh¡c nh(cid:247) l(cid:160) h(cid:160)m cıa b(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng ¡nh s¡ng t(cid:238)i, (cid:31)(cid:247)æc t‰nh theo l(cid:254) thuy‚t Mie [28].

cıa porphyrin H2TPyP trong c¡c dung d(cid:224)ch kh¡c nhau nh(cid:247) n(cid:247)(cid:238)c v(cid:160) CHCl3,

(cid:31)(cid:247)æc t‰nh theo l(cid:254) thuy‚t Mie cho h⁄t keo h…nh d⁄ng d(cid:224) h(cid:247)(cid:238)ng. S(cid:252) h§p th(cid:246)

m⁄nh nh§t v(cid:160)o kho£ng 414 nm (3 eV), t(cid:247)(cid:236)ng øng v(cid:238)i d£i Soret. BŁn (cid:31)¿nh

h§p th(cid:246) y‚u l(cid:160) do c¡c d£i Q. Nhœng (cid:31)¿nh c(cid:252)c (cid:31)⁄i n(cid:160)y ph(cid:242) hæp r§t tŁt v(cid:238)i c¡c

dœ li»u th(cid:252)c nghi»m trong c¡c nghi¶n cøu tr(cid:247)(cid:238)c (cid:31)(cid:226) [8]. V(cid:224) tr‰ c¡c (cid:31)¿nh quang

H…nh 1.8: Phƒn £o v(cid:160) phƒn th(cid:252)c cıa h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i ε(ω) cıa porphyrin l(cid:160) h(cid:160)m cıa ω [28].

h(cid:229)c v(cid:160) (cid:31)º l(cid:238)n cıa ch(cid:243)ng trong h…nh 1.7 li¶n quan ch(cid:176)t ch‡ (cid:31)‚n h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i

cıa porphyrin. Do (cid:31)(cid:226), kh£o s¡t phƒn £o v(cid:160) phƒn th(cid:252)c cıa h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i cıa

porphyrin cho ch(cid:243)ng ta mºt sŁ d(cid:252) (cid:31)o¡n v• v(cid:224) tr‰ cıa c¡c c(cid:252)c (cid:31)⁄i h§p th(cid:246)

quang h(cid:229)c. H…nh 1.8 bi”u di„n h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i cıa porphyrin nh(cid:247) mºt h(cid:160)m cıa b(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng. Nh(cid:247) th” hi»n trong h…nh 1.8, (cid:15)1(ω) gƒn nh(cid:247) kh(cid:230)ng thay (cid:31)Œi v(cid:160) l(cid:238)n h(cid:236)n nhi•u so v(cid:238)i (cid:15)2(ω) (cid:31)Łi v(cid:238)i ω < 2.5 eV. Cºng h(cid:247)(cid:240)ng v(cid:160) xu h(cid:247)(cid:238)ng (cid:31)(cid:247)(cid:237)ng cong cıa Qabs cho d£i tƒn sŁ n(cid:160)y l(cid:160) ph(cid:246) thuºc m⁄nh v(cid:160)o ω(cid:15)2(ω). C¡c

v(cid:224) tr‰ c(cid:252)c (cid:31)⁄i trong phŒ h§p th(cid:246) c(cid:244)ng giŁng h»t v(cid:238)i v(cid:224) tr‰ c(cid:252)c (cid:31)⁄i tr¶n (cid:31)(cid:247)(cid:237)ng

cong cıa phƒn £o cıa h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i porphyrin. D£i Soret t⁄o th(cid:160)nh do (cid:31)¿nh cao nh§t trong ω(cid:15)2(ω) v(cid:160) s(cid:252) gi£m (cid:31)¡ng k” cıa (cid:15)1(ω) (cid:240) v(cid:160)o kho£ng 2,95 eV.

Trong t‰nh to¡n l(cid:254) thuy‚t cıa Gans, (cid:230)ng (cid:31)¢ gi£ sß r‹ng qu¡ tr…nh h§p

th(cid:246) v(cid:160) t¡n x⁄ ¡nh s¡ng l(cid:160) do t(cid:247)(cid:236)ng t¡c l(cid:247)(cid:239)ng c(cid:252)c dipole g¥y ra. Khi a = c, Lj = 1/3, v(cid:160) t§t c£ c¡c t‰nh to¡n b¶n tr¶n tr(cid:240) v• (cid:31)(cid:243)ng nhœng g… t‰nh to¡n

cıa h⁄t cƒu c(cid:226) k‰ch th(cid:247)(cid:238)c nh(cid:228) r§t nhi•u so v(cid:238)i b(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng chi‚u t(cid:238)i. V(cid:238)i

nhœng v“t c(cid:226) h…nh d⁄ng phi cƒu nh(cid:247) d⁄ng trÆn d(cid:181)t hay d⁄ng elip thon d(cid:160)i,

v… k‰ch th(cid:247)(cid:238)c cıa v“t l(cid:160) kh¡c nhau theo c¡c chi•u kh¡c nhau, ph¥n c(cid:252)c v(cid:160)

cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon theo c¡c tr(cid:246)c (chi•u) kh¡c nhau s‡ kh(cid:230)ng cÆn t(cid:247)(cid:236)ng

(cid:31)(cid:247)(cid:236)ng. Hi»u øng giam cƒm electron ph(cid:246) thuºc r§t m⁄nh v(cid:160)o k‰ch th(cid:247)(cid:238)c cıa

v“t. T‰nh b§t (cid:31)Łi xøng cıa v“t li»u g¥y ra cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon theo tr(cid:246)c

ch‰nh v(cid:160) tr(cid:246)c ph(cid:246) cıa h…nh elip 3 chi•u. Nhœng (cid:31)¿nh plasmon n(cid:160)y cÆn (cid:31)(cid:247)æc

bi‚t (cid:31)‚n nh(cid:247) cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon ph¥n c(cid:252)c d(cid:229)c v(cid:160) ngang. MŁi li¶n h» giœa

v(cid:224) tr‰ cıa c¡c (cid:31)¿nh plasmon c(cid:244)ng li¶n quan ch(cid:176)t ch‡ (cid:31)‚n t¿ l» k‰ch th(cid:247)(cid:238)c giœa

c¡c chi•u trong v“t.

1.3 L(cid:254) thuy‚t c(cid:236) b£n cho vi»c l(cid:160)m n(cid:226)ng h»

theo c(cid:236) ch‚ plasmon

Qu¡ tr…nh l(cid:160)m n(cid:226)ng trong c¡c h» kh¡c nhau li¶n quan (cid:31)‚n r§t nhi•u c(cid:236)

ch‚ nh(cid:247) v“t l(cid:254), h(cid:226)a h(cid:229)c v(cid:160) sinh h(cid:229)c. Ng(cid:160)y nay, r§t nhi•u øng d(cid:246)ng (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)(cid:247)a

ra d(cid:252)a v(cid:160)o nhœng nghi¶n cøu plasmonic nhi»t tr¶n to(cid:160)n th‚ gi(cid:238)i. (cid:30)(cid:176)c bi»t

l(cid:160) c¡c nh(cid:160) khoa h(cid:229)c hi»n nay (cid:31)•u r§t quan t¥m t(cid:238)i c¡c øng d(cid:246)ng trong l(cid:190)nh

v(cid:252)c y sinh. Mºt sŁ øng d(cid:246)ng c(cid:226) th” k” (cid:31)‚n nh(cid:247) ch(cid:246)p £nh quang nhi»t, ch(cid:246)p

£nh quang ¥m, ti¶u di»t t‚ b(cid:160)o ung th(cid:247) b‹ng c¡ch l(cid:160)m n(cid:226)ng tr(cid:243)ng (cid:31)‰ch d(cid:247)(cid:238)i

t¡c d(cid:246)ng cıa ¡nh s¡ng chi‚u t(cid:238)i, v(cid:160) k(cid:255) thu“t in th⁄ch b£n d(cid:252)a tr¶n t¡c d(cid:246)ng

plasmonic nhi»t. Trong phƒn ti‚p theo, ch(cid:243)ng t(cid:230)i s‡ tr…nh b(cid:160)y c¡c m(cid:230) h…nh

l(cid:254) thuy‚t c(cid:236) b£n ¡p d(cid:246)ng cho s(cid:252) n(cid:226)ng l¶n cıa h» theo c(cid:236) ch‚ plasmon.

1.3.1 S(cid:252) n(cid:226)ng l¶n cıa (cid:31)(cid:236)n h⁄t nano d(cid:247)(cid:238)i t¡c d(cid:246)ng cıa

tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n tł

Khi tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n tł chi‚u t(cid:238)i h⁄t nano kim lo⁄i, c¡c electron tr¶n b• m(cid:176)t

cıa h⁄t (cid:31)(cid:247)æc k‰ch th‰ch t“p th” v(cid:160) v“t b›t (cid:31)ƒu h§p th(cid:246) n«ng l(cid:247)æng. V… v“y v“t

b›t (cid:31)ƒu (cid:31)(cid:247)æc n(cid:226)ng l¶n theo c(cid:236) ch‚ plasmon hay c(cid:236) ch‚ k‰ch th‰ch (cid:31)(cid:231)ng th(cid:237)i

c¡c dao (cid:31)ºng t“p th” cıa electron. Th(cid:230)ng th(cid:247)(cid:237)ng t‰nh ch§t plasmon (cid:31)(cid:247)æc

t…m th§y trong c¡c v“t li»u kim lo⁄i v… c(cid:226) nhi•u electron t(cid:252) do d„ b(cid:224) k‰ch

th‰ch b(cid:240)i tr(cid:247)(cid:237)ng ngo(cid:160)i. Nh(cid:247)ng ng(cid:160)y nay ng(cid:247)(cid:237)i ta c(cid:244)ng quan s¡t (cid:31)(cid:247)æc trong

c¡c v“t li»u nitride l(cid:160) v“t li»u gŁm sø chﬂng h⁄n nh(cid:247) TiN, WN, TaN, v.v. .

Tuy nhi¶n kh(cid:230)ng c(cid:226) v“t li»u n(cid:160)o l(cid:160) d¤n (cid:31)i»n tuy»t (cid:31)Łi, lu(cid:230)n c(cid:226) l(cid:252)c c£n hay

qu¡ tr…nh d“p t›t dao (cid:31)ºng (chﬂng h⁄n nh(cid:247) t(cid:247)(cid:236)ng t¡c electron v(cid:160) phonon).

Qu¡ tr…nh d“p t›t dao (cid:31)ºng ch¿ £nh h(cid:247)(cid:240)ng t(cid:238)i c¡c (cid:31)¡m m¥y electron dao

(cid:31)ºng b¶n trong c¡c h⁄t nano, tł (cid:31)(cid:226) s£n sinh ra nhi»t l(cid:247)æng. L(cid:247)æng nhi»t

n(cid:160)y l(cid:160)m t«ng nhi»t cıa h⁄t so v(cid:238)i m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng b¶n ngo(cid:160)i. Do (cid:31)(cid:226), h» r(cid:236)i v(cid:160)o

tr⁄ng th¡i kh(cid:230)ng c¥n b‹ng. Qu¡ tr…nh th£i nhi»t ra m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng xung quanh

gi(cid:243)p cho h» quay tr(cid:240) l⁄i tr⁄ng th¡i c¥n b‹ng ho(cid:176)c (cid:31)⁄t (cid:31)(cid:247)æc tr⁄ng th¡i c¥n

b‹ng m(cid:238)i.

Ch(cid:243)ng ta s‡ b›t (cid:31)ƒu b‹ng h» (cid:31)(cid:236)n gi£n nh§t l(cid:160) mºt h⁄t nano kim lo⁄i

(cid:31)(cid:247)æc (cid:31)(cid:176)t trong dung d(cid:224)ch v(cid:160) (cid:31)(cid:247)æc chi‚u b‹ng ¡nh s¡ng (cid:31)(cid:236)n s›c v(cid:238)i (cid:31)i»n tr(cid:247)(cid:237)ng E(r, t). Qu¡ tr…nh t(cid:247)(cid:236)ng t¡c giœa ¡nh s¡ng v(cid:160) h⁄t nano s‡ t⁄o ra dÆng m“t (cid:31)º (cid:31)i»n tß j(r) ch⁄y trong h⁄t. M“t (cid:31)º c(cid:230)ng su§t nhi»t l(cid:247)æng sinh

ra do dÆng (cid:31)i»n n(cid:160)y (cid:31)(cid:247)æc t‰nh d(cid:252)a tr¶n c(cid:230)ng thøc Joule

(1.26) ¯q(r) = (cid:104)q(r, t)(cid:105)t = (cid:104)j(r, t)E(r, t)(cid:105)t

(cid:240) (cid:31)¥y,

[E(r, ω)e−iωt + E(r, ω)∗eiωt] (1.27) E(r, t) = Re[E(r, ω)e−iωt] = 1 2

Tł (cid:31)(cid:226), m“t (cid:31)º c(cid:230)ng su§t dÆng nhi»t sinh ra trung b…nh (cid:31)(cid:247)æc t‰nh b‹ng

(cid:104)j(r, t)E(r, t)(cid:105) = (cid:104)j(r, ω)E(r, ω)∗ + j(r, ω)∗E(r, ω)(cid:105),

= Re[j(r, ω)E(r, ω)∗] (1.28) 1 4 1 2

V… j(r, ω) = −iωε0[ε(ω) − εm]E(r, ω), c(cid:230)ng thøc cıa m“t (cid:31)º c(cid:230)ng su§t dÆng

nhi»t c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)(cid:236)n gi£n h(cid:226)a v(cid:160) tr(cid:240) th(cid:160)nh

¯q(r) = Im(ε(ω))|E(r, ω)|2 (1.29) ω 2

C(cid:230)ng su§t nhi»t h§p th(cid:246) tŒng cºng tr¶n to(cid:160)n bº h⁄t nano kim lo⁄i (cid:31)(cid:247)æc t‰nh

b‹ng t‰ch ph¥n cıa m“t (cid:31)º c(cid:230)ng su§t dÆng nhi»t theo to(cid:160)n bº th” t‰ch cıa

h⁄t kim lo⁄i (cid:90) Q = |E(r, ω)|2 dV Im(ε(ω)) (1.30) ω 2

(cid:30)¥y l(cid:160) c(cid:230)ng thøc (cid:31)(cid:247)æc sß d(cid:246)ng (cid:31)” t‰nh nhi»t l(cid:247)æng sinh ra v(cid:160) ti¶u hao trong

r§t nhi•u nghi¶n cøu m(cid:230) ph(cid:228)ng h⁄t plasmonic. Trong tr(cid:247)(cid:237)ng hæp m(cid:160) k‰ch

th(cid:247)(cid:238)c h⁄t nh(cid:228) h(cid:236)n nhi•u so v(cid:238)i b(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng chi‚u t(cid:238)i, nhi»t l(cid:247)æng h§p th(cid:246) c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc bi”u di„n nh(cid:247) l(cid:160) h(cid:160)m cıa c(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)º chi‚u s¡ng I0 v(cid:160) ti‚t di»n h§p

th(cid:246)

(1.31) Q = I0 Qabs

(cid:30)Łi v(cid:238)i n«ng l(cid:247)æng gi£i ph(cid:226)ng g¥y ra b(cid:240)i s(cid:252) t£n cıa ¡nh s¡ng t(cid:238)i, trong

tr(cid:247)(cid:237)ng hæp (cid:31)ang x†t, gƒn (cid:31)(cid:243)ng tŁt (cid:31)(cid:247)æc sß d(cid:246)ng l(cid:160) m“t (cid:31)º th” t‰ch (cid:31)(cid:231)ng nh§t theo kh(cid:230)ng gian cıa ngu(cid:231)n, q = QabsI0/V , trong (cid:31)(cid:226) V = (4/3)πR3 l(cid:160) th” t‰ch cıa h⁄t nano. Tr(cid:247)(cid:237)ng nhi»t (cid:31)º trong v(cid:242)ng l¥n c“n h⁄t nano l(cid:160) gi£ t(cid:190)nh (sŁ h⁄ng (cid:31)⁄o h(cid:160)m theo th(cid:237)i gian cıa nhi»t (cid:31)º T trong b(cid:160)i to¡n d¤n

nhi»t c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc b(cid:228) qua so v(cid:238)i c¡c sŁ h⁄ng (cid:31)⁄o h(cid:160)m theo kh(cid:230)ng gian). V…

v“y, ch(cid:243)ng ta thu (cid:31)(cid:247)æc

(cid:19) + κ (1.32) 1 r2 ∂ ∂r (cid:19) (cid:18)

= 0 t⁄i r > R, (1.33) (cid:18) r2 ∂T ∂r 1 r2 ∂ ∂r 3QabsI0 4πR3 = 0 t⁄i r < R, r2 ∂T ∂r

(cid:240) (cid:31)¥y κ l(cid:160) (cid:31)º d¤n nhi»t cıa m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng. Gi£i ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (1.32) v(cid:160) (1.33),

v(cid:238)i c¡c (cid:31)i•u ki»n bi¶n nh(cid:247) sau

R+0

(1.34) (cid:19) (cid:19) = κ , (1.35) κp (cid:18)∂T ∂r

T (t, R − 0) = T (t, R + 0), (cid:18)∂T ∂r R−0 T → 0, (1.36) khi R → ∞,

S(cid:252) gia t«ng nhi»t (cid:31)º b• m(cid:176)t cıa h⁄t nano ∆T c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc x¡c (cid:31)(cid:224)nh d„ d(cid:160)ng tł (cid:31)i•u ki»n c¥n b‹ng n«ng l(cid:247)æng, c(cid:246) th” l(cid:160), QabsI0 = −4πR2κ∂T /∂r t⁄i r = R, k‚t qu£ thu (cid:31)(cid:247)æc trong bi”u thøc sau

∆T = (1.37) I0 Qabs 4πRκ

V… c¡c h⁄t nano v(cid:160)ng l(cid:160) c¡c tinh th” nano phŒ bi‚n nh§t cho c¡c øng d(cid:246)ng

nano v(cid:160) sinh h(cid:229)c, t‰nh to¡n s(cid:252) t«ng nhi»t (cid:31)º (cid:240) b• m(cid:176)t cıa c¡c h⁄t nano

v(cid:160)ng c(cid:226) k‰ch th(cid:247)(cid:238)c kh¡c nhau (cid:31)(cid:247)æc bi”u di„n tr¶n h…nh 1.10. Ch(cid:243)ng ta c(cid:226)

th” th§y r‹ng, s(cid:252) gia t«ng nhi»t (cid:31)º tr(cid:240) n¶n (cid:31)¡ng ch(cid:243) (cid:254) (mºt v(cid:160)i (cid:31)º) n‚u k‰ch

th(cid:247)(cid:238)c cıa h⁄t nano l(cid:160) (cid:31)ı l(cid:238)n. Mºt lƒn nœa, ch(cid:243)ng ta l(cid:247)u (cid:254) r‹ng (cid:31)Łi v(cid:238)i c¡c

h⁄t nano v(cid:160)ng c(cid:226) k‰ch th(cid:247)(cid:238)c x¡c (cid:31)(cid:224)nh, s(cid:252) gia t«ng nhi»t (cid:31)º c(cid:226) th” m⁄nh g§p

1.3.2 S(cid:252) n(cid:226)ng l¶n cıa dung d(cid:224)ch do t“p th” h⁄t nano

plasmonic d(cid:247)(cid:238)i t¡c d(cid:246)ng cıa tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n tł

10 lƒn.

— phƒn tr(cid:247)(cid:238)c, ch(cid:243)ng ta nghi¶n cøu c¡ch m(cid:160) laser l(cid:160)m n(cid:226)ng mºt (cid:31)(cid:236)n h⁄t

nano. Trong phƒn n(cid:160)y, ch(cid:243)ng ta s‡ nghi¶n cøu t¡c (cid:31)ºng cıa laser l¶n s(cid:252) t«ng

nhi»t cıa c£ h» dung d(cid:224)ch ho(cid:176)c mºt h» sinh h(cid:229)c c(cid:226) chøa c¡c h⁄t nano. Ch(cid:243)ng

ta s‡ th§y s(cid:252) kh¡c nhau c(cid:236) b£n giœa qu¡ tr…nh t«ng nhi»t cıa (cid:31)(cid:236)n h⁄t v(cid:160)

t«ng nhi»t t“p th”. (cid:129)nh s¡ng laser v(cid:238)i b(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng trong v(cid:242)ng c“n h(cid:231)ng ngo⁄i

(NIR) c(cid:226) th” xuy¶n qua n(cid:247)(cid:238)c v(cid:160) m(cid:230) sinh h(cid:229)c (cid:31)” k‰ch th‰ch cºng h(cid:247)(cid:240)ng b•

m(cid:176)t (cid:31)(cid:224)nh xø cıa c¡c c§u tr(cid:243)c nano kim lo⁄i. Trong c¡c t‰nh to¡n, sß d(cid:246)ng

H…nh 1.9: (a) S(cid:236) (cid:31)(cid:231) cıa mºt h⁄t nano cƒu h(cid:247)(cid:238)ng quang h(cid:229)c. (b) S(cid:252) gia t«ng

nhi»t (cid:31)º (cid:31)(cid:247)æc t‰nh cho (cid:31)(cid:236)n h⁄t nano v(cid:160)ng nh(cid:247) l(cid:160) h(cid:160)m cıa kho£ng c¡ch tł

t¥m cıa h⁄t nano v(cid:238)i m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng xung quanh l(cid:160) n(cid:247)(cid:238)c [29].

H…nh 1.10: S(cid:252) t«ng nhi»t (cid:31)º (cid:31)(cid:247)æc t‰nh (cid:240) b• m(cid:176)t cıa (cid:31)(cid:236)n h⁄t nano v(cid:160)ng trong

n(cid:247)(cid:238)c nh(cid:247) l(cid:160) h(cid:160)m cıa c(cid:230)ng su§t chi‚u (cid:240) cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon [29].

laser c(cid:226) b(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng 808 nm, t(cid:247)(cid:236)ng t(cid:252) nh(cid:247) hƒu h‚t c¡c th‰ nghi»m. C¡c c§u

tr(cid:243)c nano h§p th(cid:246) quang n«ng v(cid:160) ti¶u t¡n th(cid:160)nh nhi»t. Gi£ (cid:31)(cid:224)nh r‹ng hi»u

su§t chuy”n (cid:31)Œi quang th(cid:160)nh nhi»t l(cid:160) 100% v(cid:160) c¡c h⁄t nano (cid:31)(cid:247)æc ph¥n bŁ ng¤u nhi¶n trong mºt h…nh cƒu hi»u d(cid:246)ng c(cid:226) b¡n k‰nh R. B¡n k‰nh R (cid:31)(cid:247)æc

(cid:247)(cid:238)c t‰nh b‹ng b¡n k‰nh cıa mºt qu£ cƒu c(cid:226) th” t‰ch (cid:31)o (cid:31)(cid:247)æc cıa h». S(cid:252) gia

t«ng nhi»t (cid:31)º trong c¡c m¤u th(cid:252)c nghi»m d(cid:247)(cid:238)i s(cid:252) chi‚u s¡ng cıa laser (cid:31)(cid:247)æc

m(cid:230) t£ b(cid:240)i hai qu¡ tr…nh kh¡c bi»t nh(cid:247)ng t(cid:247)(cid:236)ng quan m⁄nh m‡: s(cid:252) ti¶u t¡n

nhi»t tł c¡c h⁄t v(cid:160) s(cid:252) truy•n nhi»t (cid:31)Łi l(cid:247)u trong m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng. S(cid:252) gia t«ng nhi»t (cid:31)º ph(cid:246) thuºc v(cid:160)o th(cid:237)i gian ∆T (r, t) (cid:31)(cid:247)æc m(cid:230) ph(cid:228)ng l(cid:254) thuy‚t b‹ng

(cid:19) (cid:18) − = + , (1.38) ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh truy•n nhi»t sinh h(cid:229)c Pennes [25(cid:21)27] trong h» t(cid:229)a (cid:31)º cƒu r2 ∂∆T ∂r ∂∆T ∂t ∆T κτ ∂ ∂r 1 r2 A k 1 κ

trong (cid:31)(cid:226) k v(cid:160) κ = k/(ρc) t(cid:247)(cid:236)ng øng l(cid:160) (cid:31)º d¤n nhi»t v(cid:160) (cid:31)º khu‚ch t¡n nhi»t cıa m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng, ρ l(cid:160) l(cid:160) m“t (cid:31)º khŁi l(cid:247)æng, c l(cid:160) nhi»t dung ri¶ng, τ l(cid:160) h‹ng sŁ th(cid:237)i gian truy•n d(cid:224)ch (perfusion), A = N QabsI0 l(cid:160) m“t (cid:31)º ngu(cid:231)n nhi»t do n«ng l(cid:247)æng (cid:31)(cid:247)æc h§p th(cid:246) tr¶n c¡c h⁄t nano kim lo⁄i, N l(cid:160) sŁ h⁄t tr¶n mºt

(cid:31)(cid:236)n v(cid:224) th” t‰ch trong c¡c m¤u, v(cid:160) I0 l(cid:160) c(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)º bøc x⁄. S(cid:252) t⁄o ra ngu(cid:231)n

nhi»t b(cid:224) h⁄n (cid:31)(cid:224)nh nhi»t trong v(cid:242)ng h…nh cƒu hi»u d(cid:246)ng. B¶n ngo(cid:160)i v(cid:242)ng (cid:31)(cid:226),

kh(cid:230)ng c(cid:226) s(cid:252) h§p th(cid:246) (cid:31)” sinh ra nhi»t. Nh(cid:247) v“y, ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (1.38) c(cid:226) th”

(cid:31)(cid:247)æc vi‚t l⁄i nh(cid:247) sau

(cid:19) = − + , 0 ≤ r ≤ R, A k (cid:19) = − , R ≤ r. (1.39) 1 κ 1 κ ∂∆T ∂t ∂∆T ∂t 1 r2 1 r2 ∂ ∂r ∂ ∂r (cid:18) r2 ∂∆T ∂r (cid:18) r2 ∂∆T ∂r ∆T κτ ∆T κτ

S(cid:252) bi‚n thi¶n nhi»t (cid:31)º v(cid:160) (cid:31)⁄o h(cid:160)m theo kh(cid:230)ng gian cıa n(cid:226) ph£i li¶n t(cid:246)c t⁄i r = R. L(cid:237)i gi£i tŒng qu¡t cıa ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (1.39) c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc gi£i gi£i t‰ch

v(cid:238)i c¡c (cid:31)i•u ki»n bi¶n n(cid:160)y (cid:31)” thu (cid:31)(cid:247)æc c¡c ph¥n bŁ nhi»t (cid:31)º theo kh(cid:230)ng gian

v(cid:160) th(cid:237)i gian trong mi•n h…nh cƒu. Nhi»t (cid:31)º t⁄i t¥m cıa mi•n h…nh cƒu h⁄n (cid:31)(cid:224)nh cıa c¡c h⁄t nano (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)o b‹ng (cid:31)ƒu dÆ nhi»t [25]. Nhi»t (cid:31)º t⁄i r = 0 l(cid:160)

(cid:48)

/τ erfc

(cid:19) (cid:90) t ∆T (r = 0, t) = [−κ dt e−t A k

(cid:48)

/τ

(cid:19) (cid:90) t (cid:114) κ dt − R e−t πt(cid:48) exp (cid:18) R √ κt(cid:48) 2 (cid:18)−R2 4κt(cid:48)

+ κτ (1 − e−t/τ )]. (1.40)

1.4 K‚t lu“n

Trong ch(cid:247)(cid:236)ng n(cid:160)y, ch(cid:243)ng t(cid:230)i (cid:31)¢ tr…nh b(cid:160)y tŒng quan l(cid:254) thuy‚t h(cid:160)m (cid:31)i»n

m(cid:230)i, c¡c t‰nh ch§t plasmonics cıa v“t li»u d(cid:247)(cid:238)i t¡c (cid:31)ºng cıa tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n tł.

Sau (cid:31)(cid:226) tr…nh b(cid:160)y l(cid:254) thuy‚t Mie to(cid:160)n phƒn (cid:31)” t‰nh c¡c phŒ quang h(cid:229)c cho

h⁄t nano cƒu (cid:31)(cid:236)n v“t li»u, cho c¡c v“t li»u phi cƒu nh(cid:247) (cid:31)(cid:190)a nano v(cid:160) thanh

nano. Tł (cid:31)¥y thi‚t l“p ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p t‰nh to¡n l(cid:254) thuy‚t cho vi»c t«ng nhi»t

(cid:31)º cıa (cid:31)(cid:236)n c§u tr(cid:243)c nano v(cid:160) cıa dung d(cid:224)ch hay m(cid:230) sinh h(cid:229)c chøa t“p hæp

c¡c h⁄t nano (cid:31)(cid:247)æc ph¥n bŁ (cid:31)(cid:231)ng nh§t tr¶n to(cid:160)n h» d(cid:247)(cid:238)i s(cid:252) chi‚u s¡ng cıa

laser.

Ch(cid:247)(cid:236)ng 2

L(cid:254) thuy‚t Mie v(cid:160) m(cid:230) h…nh quang nhi»t cho h» nano c§u tr(cid:243)c lªi-v(cid:228)

Trong ch(cid:247)(cid:236)ng 1, ch(cid:243)ng t(cid:230)i (cid:31)¢ tr…nh b(cid:160)y c(cid:236) s(cid:240) l(cid:254) thuy‚t cıa l(cid:254) thuy‚t Mie

(cid:31)Łi v(cid:238)i h⁄t nano (cid:31)(cid:236)n v“t li»u. Trong ch(cid:247)(cid:236)ng n(cid:160)y, ch(cid:243)ng t(cid:230)i s‡ nghi¶n cøu

c¡ch sß d(cid:246)ng l(cid:254) thuy‚t Mie trong c¡c h» nano c§u tr(cid:243)c lªi-v(cid:228) v(cid:160) h⁄n ch‚ cıa

n(cid:226) khi so s¡nh v(cid:238)i th(cid:252)c nghi»m. M(cid:229)i l(cid:254) thuy‚t c(cid:244)ng nh(cid:247) c¡ch l(cid:160)m trÆn, l§y

x§p x¿ cho h» cƒu lªi-v(cid:228) s‡ gi(cid:243)p (cid:31)(cid:236)n gi£n h(cid:226)a c¡c t‰nh to¡n, tł (cid:31)(cid:226) c(cid:226) th”

hi”u (cid:31)(cid:247)æc ¡p d(cid:246)ng l(cid:254) thuy‚t Mie cho c¡c h» phøc t⁄p h(cid:236)n. V‰ d(cid:246) nh(cid:247) h» y

sinh (cid:21) c¡c h⁄t nano (cid:31)(cid:247)æc b(cid:229)c b(cid:240)i c¡c ph¥n tß sinh h(cid:229)c [16], (cid:31)¥y c(cid:244)ng l(cid:160) (cid:31)i”n

h…nh ti¶u bi”u cho h» lªi-v(cid:228) m(cid:176)c d(cid:242) l(cid:238)p v(cid:228) sinh h(cid:229)c th(cid:252)c ch§t c(cid:226) th” r§t g(cid:231)

gh• v(cid:160) c(cid:226) (cid:31)º nh¡m cao. Tuy nhi¶n ch(cid:243)ng ta ho(cid:160)n to(cid:160)n c(cid:226) th” gi£ thi‚t l(cid:238)p

v(cid:228) c(cid:244)ng l(cid:160) h…nh cƒu tuy»t (cid:31)Łi bao g(cid:231)m c£ ph¥n tß sinh h(cid:229)c l¤n m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng

dung d(cid:224)ch. H(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i cıa l(cid:238)p v(cid:228) s‡ (cid:31)(cid:247)æc quy‚t (cid:31)(cid:224)nh b(cid:240)i t¿ l» th” t‰ch

cıa ph¥n tß sinh h(cid:229)c chi‚m trong l(cid:238)p v(cid:228) v(cid:160) (cid:31)(cid:247)æc t‰nh d(cid:252)a tr¶n l(cid:254) thuy‚t

x§p x¿ Maxwell-Garnett cho m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng hi»u d(cid:246)ng trung b…nh [16]. Ph(cid:247)(cid:236)ng

ph¡p t‰nh n(cid:160)y c(cid:244)ng (cid:31)(cid:247)æc ch(cid:243)ng t(cid:230)i ¡p d(cid:246)ng (cid:31)” nghi¶n cøu t‰nh ch§t quang

h(cid:229)c trong h» hoa nano g(cid:231)m c¡c c¡nh hoa l(cid:160)m b‹ng ch§t s›t tł Fe3O4 (cid:31)(cid:247)æc

c§y tr¶n lªi kim lo⁄i h…nh cƒu. Trong phƒn 2.1, ch(cid:243)ng t(cid:230)i s‡ tr…nh b(cid:160)y l(cid:254)

thuy‚t Mie to(cid:160)n phƒn cho h» nano lªi-v(cid:228) trÆn tuy»t (cid:31)Łi v(cid:160) hi»u øng quang

nhi»t cıa n(cid:226). Nºi dung 2.2 cıa ch(cid:247)(cid:236)ng n(cid:160)y s‡ tr…nh b(cid:160)y nghi¶n cøu t‰nh ch§t

plasmonic cıa h» hoa nano v(cid:160) øng su§t quang nhi»t cıa n(cid:226), (cid:31)¥y l(cid:160) c¡c k‚t

qu£ cıa ch(cid:243)ng t(cid:230)i (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc c(cid:230)ng bŁ tr¶n t⁄p ch‰ ISI uy t‰n [83].

2.1 H» nano cƒu hai l(cid:238)p

2.1.1

L(cid:254) thuy‚t Mie cho phŒ quang h(cid:229)c

L(cid:254) thuy‚t gŁc cıa Mie (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc ¡p d(cid:246)ng rºng r¢i v(cid:160) r§t th(cid:160)nh c(cid:230)ng khi

t‰nh phŒ h§p th(cid:246) v(cid:160) ph¡t x⁄ cıa h⁄t nano cƒu (cid:31)(cid:236)n v“t li»u (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)(cid:176)t trong

m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng li¶n t(cid:246)c v(cid:160) (cid:31)(cid:231)ng nh§t. C¡c k‚t qu£ t‰nh l(cid:254) thuy‚t c(cid:226) (cid:31)º tr(cid:242)ng

kh‰t r§t cao khi so s¡nh v(cid:238)i th(cid:252)c nghi»m. L(cid:254) thuy‚t Mie cho h» cƒu lªi-v(cid:228)

(nh(cid:247) mi¶u t£ tr¶n h…nh 2.1) c(cid:226) k‰ch th(cid:247)(cid:238)c l(cid:238)n (cid:31)ang (cid:31)(cid:247)æc ph¡t tri”n v(cid:160) ¡p

d(cid:246)ng (cid:31)” gi£i th‰ch th(cid:252)c nghi»m trong nhœng n«m gƒn (cid:31)¥y. L(cid:254) thuy‚t Mie

H…nh 2.1: S(cid:236) (cid:31)(cid:231) minh h(cid:229)a m(cid:230) h…nh h» cƒu lªi-v(cid:228) (cid:31)(cid:176)t trong m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng.

(cid:31)(cid:247)æc c£i ti‚n cho h» cƒu hai l(cid:238)p cho ta bi”u thøc cıa ti‚t di»n t¡n x⁄, h§p

∞ (cid:88)

th(cid:246) v(cid:160) d“p t›t l(cid:160) [30]

Qext = (2n + 1)Re (an + bn) , 2π k2 m

n=1 ∞ (cid:88)

n=1

(cid:16) (2n + 1) , Qscat = |an|2 + |bn|2(cid:17)

(2.1) 2π k2 m Qabs = Qext − Qscat,

trong (cid:31)(cid:226),

, , bn = − an = − U T M U T E

n =

, U T M jn(kcRc) Ψ(cid:48) n(kcRc) εc 0

0 U T M n n + iV T M jn(ksRc) Ψ(cid:48) n(ksRc) εs jn(ksRs) Ψ(cid:48) n(ksRs) εc yn(ksRc) Φ(cid:48) n(ksRc) εs yn(ksRs) Φ(cid:48) n(ksRs) εs

, (2.2) V T M n = jn(kcRc) Ψ(cid:48) n(kcRc) εc 0

0 (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) jn(ksRc) Ψ(cid:48) n(ksRc) εs jn(ksRs) Ψ(cid:48) n(ksRs) εc yn(ksRc) Φ(cid:48) n(ksRc) εs yn(ksRs) Φ(cid:48) n(ksRs) εs U T E n n + iV T E (cid:12) (cid:12) 0 (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) jn(kmRs) (cid:12) (cid:12) (cid:12) Ψ(cid:48) n(kmRs) (cid:12) (cid:12) εm (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12) yn(kmRs) (cid:12) (cid:12) (cid:12) Φ(cid:48) n(kmRs) (cid:12) (cid:12) εm (cid:12)

thu (cid:31)(cid:247)æc b‹ng c¡ch thay th‚ c¡c

trong (cid:31)(cid:226), Rc v(cid:160) Rs lƒn l(cid:247)æt t(cid:247)(cid:236)ng øng l(cid:160) b¡n k‰nh trong v(cid:160) b¡n k‰nh ngo(cid:160)i cıa c¡c c§u tr(cid:243)c nano lªi-v(cid:228), Vn v(cid:160) Un l(cid:160) c¡c (cid:31)(cid:224)nh thøc, jn(x) l(cid:160) c¡c h(cid:160)m Bessel cƒu lo⁄i 1, yn(x) l(cid:160) c¡c h(cid:160)m Neumann cƒu, Ψ(x) = xjn(x) v(cid:160) ξn(x) = xyn(x) l(cid:160) c¡c h(cid:160)m Riccati(cid:21)Bessel. U T E v(cid:160) V T E n h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i trong ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (2.2) th(cid:160)nh (cid:31)º tł th'm. C¡c h(cid:160)m (cid:31)i»n

√ m(cid:230)i cıa lªi, v(cid:228) v(cid:160) m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng xung quanh (n(cid:247)(cid:238)c) cıa h⁄t nano lªi v(cid:228) t(cid:247)(cid:236)ng εi/λ v(cid:238)i i = s, c, v(cid:160) m. λ l(cid:160) øng l(cid:160) εc, εs v(cid:160) εm = 1.77. SŁ s(cid:226)ng l(cid:160) ki = 2π

b(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng cıa ¡nh s¡ng t(cid:238)i trong ch¥n kh(cid:230)ng.

Trong phƒn n(cid:160)y, ch(cid:243)ng t(cid:230)i s‡ tr…nh b(cid:160)y k‚t qu£ quang phŒ h(cid:229)c thu (cid:31)(cid:247)æc cho

h⁄t nano cƒu lªi SiO2 (cid:31)(cid:247)æc b(cid:229)c b(cid:240)i l(cid:238)p v(cid:228) v(cid:160)ng (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc c(cid:230)ng bŁ b(cid:240)i Vu T. T. Duong et al. [17]. Trong c¡c t‰nh to¡n, h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i cıa SiO2(εc) (cid:31)(cid:247)æc l§y tł t(cid:160)i li»u [31], trong khi (cid:31)(cid:226) h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i cıa Au(εs) (cid:31)(cid:247)æc m(cid:230) t£ b(cid:240)i

5 (cid:88)

m(cid:230) h…nh Lorentz-Drude v(cid:238)i mºt v(cid:160)i dao (cid:31)ºng tß (cid:31)i•u hÆa [32]

j=1

+ (2.3) εs = 1 − f0ω2 P ω2 − iωΓ0 fjω2 P ω2 j − ω2 + iωΓj

(cid:240) (cid:31)¥y, f0 v(cid:160) fj l(cid:160) c¡c c(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)º dao (cid:31)ºng, ωP l(cid:160) tƒn sŁ plasma cıa v(cid:160)ng, Γ0 v(cid:160) Γj l(cid:160) c¡c h» sŁ t›t dƒn. T§t c£ c¡c tham sŁ trong m(cid:230) h…nh n(cid:160)y (cid:31)(cid:247)æc l§y tł

t(cid:160)i li»u [32]. Tuy nhi¶n, do (cid:31)º d(cid:160)y th(cid:252)c t‚ cıa l(cid:238)p v(cid:228) l(cid:160) 16 nm n¶n hi»u øng

k‰ch th(cid:247)(cid:238)c hœu h⁄n tr(cid:240) n¶n quan tr(cid:229)ng. Hi»u øng n(cid:160)y c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc th¶m v(cid:160)o m(cid:230) h…nh b‹ng c¡ch (cid:31)i•u ch¿nh tham sŁ Γ0 ≡ Γ0 + BvF /(Rs − Rc), trong (cid:31)(cid:226) vF l(cid:160) v“n tŁc Fermi cıa v(cid:160)ng, v(cid:160) B l(cid:160) tham sŁ (cid:31)(cid:176)c tr(cid:247)ng cho qu¡ tr…nh t¡n x⁄ trong l(cid:238)p v“t li»u kim lo⁄i. Gi¡ tr(cid:224) cıa B (cid:31)(cid:247)æc ch(cid:229)n tł 0.1 (cid:31)‚n 5 [33(cid:21)35]. (cid:30)i•u ch¿nh gi¡ tr(cid:224) cıa tham sŁ B (cid:31)” (cid:31)(cid:247)(cid:237)ng h§p th(cid:246) l(cid:254) thuy‚t c(cid:226) (cid:31)¿nh cºng h(cid:247)(cid:240)ng t⁄i 830 nm, h…nh d⁄ng cıa vai (cid:240) xung quanh 650 nm. B = 1.5 (cid:31)(cid:247)æc

ch(cid:229)n cho s(cid:252) ph(cid:242) hæp tŁt nh§t giœa c¡c t‰nh to¡n l(cid:254) thuy‚t v(cid:160) th(cid:252)c nghi»m.

H…nh 2.2 cho th§y phŒ h§p th(cid:246) d£i UV-Vis thu (cid:31)(cid:247)æc b(cid:240)i t‰nh to¡n l(cid:254)

thuy‚t v(cid:160) th(cid:252)c nghi»m cıa dung d(cid:224)ch h⁄t nano v(cid:228) v(cid:160)ng c(cid:226) (cid:31)¿nh cºng h(cid:247)(cid:240)ng

h§p th(cid:246) gƒn 836 nm. C(cid:226) s(cid:252) ph(cid:242) hæp tuy»t v(cid:237)i giœa phŒ h§p th(cid:246) (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)(cid:247)a ra

b(cid:240)i th(cid:252)c nghi»m v(cid:160) l(cid:254) thuy‚t Mie cho c§u tr(cid:243)c nano v(cid:238)i lªi silica 128 nm v(cid:160)

(cid:31)º d(cid:160)y v(cid:228) 16 nm. S(cid:252) kh¡c nhau giœa t‰nh to¡n l(cid:254) thuy‚t Mie v(cid:160) th(cid:252)c nghi»m

c(cid:226) th” l(cid:160) do s(cid:252) k‚t t(cid:246) h⁄t c(cid:246)c bº ho(cid:176)c do k‰ch th(cid:247)(cid:238)c c¡c h⁄t kh(cid:230)ng (cid:31)(cid:231)ng

(cid:31)•u. (cid:30)¥y l(cid:160) v§n (cid:31)• r§t th(cid:247)(cid:237)ng g(cid:176)p trong th(cid:252)c nghi»m. Trong khi c¡c t‰nh

to¡n l(cid:254) thuy‚t (cid:31)i k–m v(cid:238)i gi£ thi‚t r‹ng k‰ch th(cid:247)(cid:238)c v(cid:160) c§u tr(cid:243)c c¡c h⁄t l(cid:160) giŁng nhau. (cid:30)¿nh quang h(cid:229)c t⁄i λmax ≈ 836 nm l(cid:160) do cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon

b• m(cid:176)t l(cid:247)(cid:239)ng c(cid:252)c trong khi mode tø c(cid:252)c ch(cid:224)u tr¡ch nhi»m cho vai gƒn 640

nm. (cid:30)Łi v(cid:238)i c¡c c§u tr(cid:243)c lªi v(cid:228) l(cid:238)n h(cid:236)n, t‰nh ch§t h§p th(cid:246) cıa v“t li»u tr(cid:240)

n¶n l(cid:238)n h(cid:236)n. N«ng l(cid:247)æng ¡nh s¡ng h§p th(cid:246) g(cid:226)p phƒn v(cid:160)o qu¡ tr…nh truy•n

H…nh 2.2: PhŒ h§p th(cid:246) UV-Vis l(cid:254) thuy‚t v(cid:160) th(cid:252)c nghi»m thu (cid:31)(cid:247)æc tł th”

huy•n ph(cid:242) n(cid:247)(cid:238)c cıa c¡c h⁄t nano v(cid:228) Au v(cid:238)i b¡n k‰nh trong v(cid:160) ngo(cid:160)i t(cid:247)(cid:236)ng

øng l(cid:160) 64 v(cid:160) 80 nm [17].

2.1.2 Hi»u øng quang nhi»t trong h» nano lªi-v(cid:228) d(cid:247)(cid:238)i

t¡c d(cid:246)ng cıa laser h(cid:231)ng ngo⁄i

nhi»t ra m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng xung quanh, d¤n (cid:31)‚n s(cid:252) t«ng nhi»t (cid:31)º cıa c¡c m¤u.

Khoa h(cid:229)c th‚ gi(cid:238)i nhœng th“p k¿ qua (cid:31)¢ d(cid:160)nh r§t nhi•u nØ l(cid:252)c cho nghi¶n

cøu hi»u øng quang nhi»t do mºt lo⁄t c¡c øng d(cid:246)ng nh(cid:247) ph¡ hıy c(cid:226) ch(cid:229)n

l(cid:229)c t‚ b(cid:160)o ung th(cid:247), d(cid:224)ch chuy”n thuŁc (cid:31)‚n (cid:31)(cid:243)ng v(cid:224) tr‰ l(cid:252)a ch(cid:229)n v(cid:160) n¥ng cao

ch§t l(cid:247)æng h…nh £nh cºng h(cid:247)(cid:240)ng tł. Li»u ph¡p quang nhi»t ph(cid:246) thuºc v(cid:160)o

c¡c h(cid:160)nh vi l(cid:247)æng tß cıa v“t li»u nano, (cid:31)(cid:176)c bi»t l(cid:160) h⁄t nano kim lo⁄i, d(cid:247)(cid:238)i s(cid:252)

chi‚u s¡ng cıa laser c“n h(cid:231)ng ngo⁄i (NIR). T(cid:247)(cid:236)ng t¡c m⁄nh giœa h⁄t nano

v(cid:160) ¡nh s¡ng t(cid:238)i tł k‰ch th‰ch dao (cid:31)ºng t“p th” cıa cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon (cid:31)i»n

tß d¤n b• m(cid:176)t [36, 37]. Do k‰ch th‰ch cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon b• m(cid:176)t n(cid:160)y, c¡c m¤u h⁄t nano kim lo⁄i c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc l(cid:160)m n(cid:226)ng c(cid:246)c bº (cid:31)‚n mºt v(cid:160)i tr«m (cid:31)º oC khi chi‚u x⁄ b(cid:240)i ¡nh s¡ng c(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)º t(cid:247)(cid:236)ng (cid:31)Łi th§p [38]. C¡c nghi¶n cøu ch¿ ra r‹ng c¡c t‚ b(cid:160)o ung th(cid:247) c(cid:226) th” b(cid:224) ph¡ hıy (cid:240) nhi»t (cid:31)º tr¶n 43 oC [39, 40]

do (cid:31)(cid:176)c t‰nh ph(cid:246) thuºc kh(cid:230)ng thu“n ngh(cid:224)ch cıa protein theo nhi»t (cid:31)º. (cid:30)”

gi£m s(cid:252) t'y tr›ng quang (photobleaching) v(cid:160) ph¡ hıy quang cıa c¡c sinh

v“t, ngu(cid:231)n ¡nh s¡ng NIR l(cid:160) c(cid:252)c k(cid:253) hœu ‰ch nh(cid:247) c(cid:230)ng c(cid:246) cho li»u ph¡p quang

nhi»t. (cid:129)nh s¡ng NIR b(cid:224) h§p th(cid:246) ‰t v(cid:160) (cid:31)¥m xuy¶n qua c¡c m(cid:230) m(cid:160) kh(cid:230)ng ph¡

hıy nhi•u. K‚t qu£ l(cid:160) c¡c v(cid:242)ng b»nh c(cid:226) th” b(cid:224) ti¶u di»t khu tr(cid:243) m(cid:160) kh(cid:230)ng

£nh h(cid:247)(cid:240)ng (cid:31)‚n c¡c t‚ b(cid:160)o kh(cid:228)e m⁄nh. D£i b(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng laser (cid:31)(cid:247)æc sß d(cid:246)ng

trong li»u ph¡p quang nhi»t n‹m trong kho£ng tł 650 (cid:31)‚n 900 nm [38, 41].

D£i tƒn sŁ n(cid:160)y (cid:31)(cid:247)æc coi l(cid:160) cßa sŒ sinh h(cid:229)c trong suŁt v… kho£ng c¡ch xuy¶n s¥u qua m(cid:230) ≈10 cm [42, 43].

Ch‚ t⁄o ch‰nh x¡c k‰ch th(cid:247)(cid:238)c cıa c§u tr(cid:243)c nano c(cid:226) th” (cid:31)i•u ch¿nh b(cid:247)(cid:238)c

s(cid:226)ng plasmon cho v(cid:242)ng NIR (cid:31)” tŁi (cid:247)u h(cid:226)a s(cid:252) h§p thu n«ng l(cid:247)æng ¡nh s¡ng

cıa c¡c c§u tr(cid:243)c nano v(cid:160)ng m(cid:160) cÆn gi£i ph(cid:226)ng nhi»t mºt c¡ch hi»u qu£. S(cid:252)

ph¡t tri”n cıa c(cid:230)ng ngh» ch‚ t⁄o nano (cid:31)¢ cho ph†p thi‚t k‚ c¡c c§u tr(cid:243)c

nano v(cid:238)i h…nh d⁄ng v(cid:160) k‰ch th(cid:247)(cid:238)c mong muŁn. Trong sŁ (cid:31)(cid:226), v(cid:228) Au cıa h⁄t

nano (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc khai th¡c rºng r¢i nh(cid:247) t¡c nh¥n chuy”n (cid:31)Œi quang nhi»t NIR

hi»u qu£.

C¡c m(cid:230) h…nh l(cid:254) thuy‚t (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)(cid:247)a v(cid:160)o (cid:31)” m(cid:230) t£ chuy”n (cid:31)Œi quang nhi»t

plasmonic v(cid:160) (cid:31)(cid:247)a ra c¡ch m(cid:160) c¡c y‚u tŁ quan tr(cid:229)ng t¡c (cid:31)ºng l¶n m¤u nhi»t.

Trong c¡c t(cid:160)i li»u [44, 47], c¡c t¡c gi£ (cid:31)¢ ch¿ ra bi‚n thi¶n nhi»t (cid:31)º theo

kho£ng c¡ch b¶n ngo(cid:160)i c¡c h⁄t nano (cid:31)(cid:176)t trong mºt m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng sß d(cid:246)ng c¡c

(cid:31)i•u ki»n khu‚ch t¡n nhi»t (cid:240) m(cid:176)t ph¥n c¡ch. C¡ch ti‚p c“n n(cid:160)y gi£i th‰ch th(cid:160)nh c(cid:230)ng s(cid:252) ph(cid:246) thuºc (cid:31)(cid:224)nh t‰nh cıa nhi»t (cid:31)º tr⁄ng th¡i Œn (cid:31)(cid:224)nh Tmax v(cid:160)o

¡nh s¡ng laser k‰ch th‰ch v(cid:160) (cid:31)º h§p th(cid:246) cıa c¡c c§u tr(cid:243)c nano, nh(cid:247)ng kh(cid:230)ng

th” (cid:247)(cid:238)c t‰nh (cid:31)(cid:224)nh l(cid:247)æng (cid:31)(cid:247)æc nhi»t (cid:31)º cıa m¤u v… nhœng l(cid:254) thuy‚t n(cid:160)y ch¿

xem x†t ph¥n bŁ nhi»t (cid:31)º cıa (cid:31)(cid:236)n h⁄t nano. Trong bŁi c£nh n(cid:160)y, Govorov v(cid:160)

v(cid:160) c¡c cºng s(cid:252) [45] (cid:31)¢ m(cid:230) t£ bi¶n d⁄ng l(cid:160)m n(cid:226)ng b‹ng laser sß d(cid:246)ng ph(cid:247)(cid:236)ng

tr…nh truy•n nhi»t v(cid:160) l(cid:237)i gi£i t(cid:247)(cid:236)ng (cid:31)(cid:247)(cid:236)ng cıa ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh Poisson tł t(cid:190)nh

(cid:31)i»n h(cid:229)c. M(cid:230) h…nh cıa Govorov c(cid:226) t‰nh (cid:31)‚n hi»u øng truy•n nhi»t t“p th”

cıa c¡c h⁄t nano (cid:31)Łi v(cid:238)i s(cid:252) t«ng nhi»t (cid:31)º chø kh(cid:230)ng (cid:31)(cid:236)n thuƒn l(cid:160) m(cid:230) h…nh

nhi»t (cid:31)(cid:236)n h⁄t tr(cid:247)(cid:238)c (cid:31)(cid:226). Tuy nhi¶n, l(cid:254) thuy‚t cıa Govorov (cid:31)¢ b(cid:228) qua vai trÆ

truy•n nhi»t do h» thŁng mao m⁄ch trong c¡c m(cid:230) sinh h(cid:229)c t⁄o ra. Mºt m(cid:230)

h…nh kh¡c [45, 48] d(cid:252)a tr¶n ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh c¥n b‹ng n«ng l(cid:247)æng trong c¡c h» m(cid:240) v(cid:160) (cid:31)(cid:231)ng nh§t, cung c§p c¡c h(cid:160)m kh(cid:238)p gi£i t‰ch T (t) = T0 + A B (1−e−Bt) v(cid:160) T (t) = T0 + (Tmax − T0)e−Bt cho nhi»t (cid:31)º ph(cid:246) thuºc th(cid:237)i gian t(cid:247)(cid:236)ng øng khi m(cid:240) v(cid:160) t›t k‰ch th‰ch laser, trong (cid:31)(cid:226) T0 l(cid:160) nhi»t (cid:31)º m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng xung quanh, A v(cid:160) B l(cid:160) c¡c tham sŁ chøa (cid:31)(cid:252)ng c¡c t‰nh ch§t v“t l(cid:254) cıa h». Ph¥n t‰ch l(cid:254)

thuy‚t k‚t hæp v(cid:238)i dœ li»u th(cid:252)c nghi»m (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc sß d(cid:246)ng (cid:31)” x¡c (cid:31)(cid:224)nh hi»u

su§t quang nhi»t nh(cid:247)ng n(cid:226) kh(cid:226) d(cid:252) (cid:31)o¡n mºt c¡ch (cid:31)¡ng tin c“y c¡c h» th‰

nghi»m ch(cid:247)a bi‚t. Trong c(cid:230)ng tr…nh nghi¶n cøu [17], c¡c t¡c gi£ th¶m v(cid:160)o

c¡c t¡c (cid:31)ºng cıa m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng truy•n d(cid:224)ch (medium perfusion) l¶n qu¡ tr…nh

truy•n nhi»t trong m(cid:230) sinh h(cid:229)c trong ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh khu‚ch t¡n nhi»t chu'n

cıa m(cid:230) h…nh cıa Govorov (cid:31)” ph¡t tri”n mºt m(cid:230) h…nh (cid:31)(cid:236)n gi£n kh£o s¡t hi»u

øng quang nhi»t cıa c¡c h⁄t nano lªi-v(cid:228) silica-v(cid:160)ng (cid:31)(cid:247)æc ti¶m v(cid:160)o c¡c m(cid:230)

g(cid:160), (cid:240) (cid:31)(cid:226) £nh h(cid:247)(cid:240)ng cıa m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng truy•n d(cid:224)ch kh(cid:230)ng th” b(cid:228) qua. C¡c t‰nh

to¡n l(cid:254) thuy‚t ph(cid:242) hæp r§t tŁt v(cid:238)i c¡c (cid:31)o (cid:31)⁄c th(cid:252)c nghi»m cıa bi‚n thi¶n

nhi»t (cid:31)º t⁄i c¡c c(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)º laser kh¡c nhau. Ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p n(cid:160)y c(cid:226) th” cung

c§p d(cid:252) (cid:31)o¡n (cid:31)(cid:224)nh l(cid:247)æng tŁt cho nhi»t (cid:31)º ph(cid:246) thuºc th(cid:237)i gian cıa c¡c th‰

nghi»m ch(cid:247)a (cid:31)(cid:247)æc kh¡m ph¡.

Trong th(cid:252)c nghi»m (cid:31)(cid:247)æc ti‚n h(cid:160)nh b(cid:240)i nh(cid:226)m cıa PGS. TS. Trƒn H(cid:231)ng Nhung [17], sau khi ti¶m 2 µl dung d(cid:224)ch h⁄t nano v(cid:228) v(cid:160)ng (n(cid:231)ng (cid:31)º 1011

h⁄t/ml) v(cid:160)o m¤u m(cid:230) g(cid:160), c¡c m¤u (cid:31)(cid:247)æc chi‚u s¡ng b‹ng laser b(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng 808

nm trong v(cid:242)ng cßa sŒ tr(cid:224) li»u. Do (cid:31)(cid:226), ¡nh s¡ng laser c(cid:226) th” (cid:31)i qua, ch⁄m v(cid:160)o

c¡c h⁄t nano v(cid:160) k‰ch th‰ch cºng h(cid:247)(cid:240)ng b• m(cid:176)t (cid:31)(cid:224)nh xø. C¡c c§u tr(cid:243)c nano

(cid:31)(cid:247)æc l(cid:160)m n(cid:226)ng l¶n v(cid:160) (cid:31)(cid:247)æc chuy”n th(cid:160)nh n«ng l(cid:247)æng nhi»t. Gi£ sß r‹ng hi»u

su§t chuy”n (cid:31)Œi ¡nh s¡ng th(cid:160)nh nhi»t l(cid:160) 100% v(cid:160) c¡c h⁄t b(cid:224) ph¥n t¡n ng¤u nhi¶n trong mºt v(cid:242)ng h…nh cƒu b¡n k‰nh R, m“t (cid:31)º ngu(cid:231)n nhi»t do n«ng l(cid:247)æng (cid:31)(cid:247)æc h§p th(cid:246) tr¶n c¡c h⁄t nano l(cid:160) A = N QabsI0, trong (cid:31)(cid:226) N l(cid:160) sŁ h⁄t tr¶n mºt (cid:31)(cid:236)n v(cid:224) th” t‰ch trong m(cid:230) g(cid:160) v(cid:160) I0 l(cid:160) c(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)º chi‚u s¡ng. M“t (cid:31)º h⁄t N l(cid:160) sŁ h⁄t nano (cid:31)(cid:247)æc ti¶m chia cho th” t‰ch cıa m(cid:230) g(cid:160). — (cid:31)¥y, t¡c gi£

c(cid:244)ng gi£ (cid:31)(cid:224)nh r‹ng n(cid:231)ng (cid:31)º h⁄t l(cid:160) (cid:31)(cid:231)ng nh§t. Bi‚n thi¶n nhi»t (cid:31)º cıa c¡c

m¤u th‰ nghi»m ∆T (r, t) g¥y ra b(cid:240)i hi»u øng quang nhi»t cıa v“t li»u v(cid:160)ng

(cid:31)(cid:247)æc m(cid:230) t£ l(cid:254) thuy‚t b(cid:240)i ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh truy•n nhi»t sinh h(cid:229)c Pennes trong

h» t(cid:229)a (cid:31)º cƒu (1.38).

Sau khi ti¶m h⁄t nano v(cid:228) v(cid:160)ng, c¡c h⁄t nano (cid:31)(cid:247)æc gi£ (cid:31)(cid:224)nh l(cid:160) ph¥n bŁ (cid:31)•u trong m(cid:230). B¡n k‰nh gi£ (cid:31)(cid:224)nh R (cid:31)(cid:247)æc x†t nh(cid:247) l(cid:160) b¡n k‰nh hi»u d(cid:246)ng

c¡i m(cid:160) t(cid:247)(cid:236)ng (cid:31)(cid:247)(cid:236)ng giœa th” t‰ch cıa v(cid:242)ng h…nh cƒu v(cid:160) th” t‰ch cıa m(cid:230) g(cid:160).

Nhi»t (cid:31)º ph(cid:246) thuºc v(cid:160)o th(cid:237)i gian cıa c¡c m¤u m(cid:230) g(cid:160) c(cid:226) v(cid:160) kh(cid:230)ng c(cid:226) c¡c c§u

tr(cid:243)c nano lªi v(cid:228) (cid:31)(cid:247)æc th” hi»n trong h…nh 2.3. Trong (cid:31)o (cid:31)⁄c, c¡c th‰ nghi»m (cid:31)(cid:247)æc ti‚n h(cid:160)nh (cid:240) 22 oC. C£ khŁi m(cid:230) g(cid:160) (cid:31)(cid:247)æc n(cid:226)ng l¶n v(cid:160) (cid:31)⁄t (cid:31)‚n tr⁄ng th¡i Œn (cid:31)(cid:224)nh sau kho£ng 1 ph(cid:243)t k‰ch th‰ch, trong khi t›t ¡nh s¡ng laser d¤n

(cid:31)‚n gi£m nhi»t (cid:31)º r§t nhanh tł nhi»t (cid:31)º c(cid:252)c (cid:31)⁄i (cid:31)‚n nhi»t (cid:31)º phÆng. Trong

tr(cid:247)(cid:237)ng hæp kh(cid:230)ng c(cid:226) v“t li»u v(cid:160)ng, ph(cid:236)i nhi„m laser l(cid:160)m t«ng nhi»t (cid:31)º trong

c¡c m(cid:230) g(cid:160). K‚t qu£ c(cid:244)ng (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc b¡o c¡o trong nhi•u nghi¶n cøu tr(cid:247)(cid:238)c.

Nhi»t g¥y ra b(cid:240)i ngu(cid:231)n laser kh(cid:230)ng ch¿ l(cid:160)m t«ng nhi»t (cid:31)º m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng gƒn

th‰ nghi»m thi‚t l“p, m(cid:160) cÆn c£ c¡c m¤u th‰ nghi»m. Nhi„u lo⁄n l(cid:160) kh(cid:230)ng

th” gi£i quy‚t (cid:31)(cid:247)æc. (cid:30)i•u th(cid:243) v(cid:224) l(cid:160), bi‚n thi¶n nhi»t (cid:31)º cıa m(cid:230) g(cid:160) d(cid:247)(cid:238)i chi‚u x⁄ laser v(cid:238)i I0 = 2 Wcm−2 bi”u hi»n (cid:31)(cid:224)nh t‰nh v(cid:160) (cid:31)(cid:224)nh l(cid:247)æng theo c(cid:242)ng mºt c¡ch nh(cid:247) mºt b(cid:160)i b¡o tr(cid:247)(cid:238)c (cid:31)(cid:226) th(cid:252)c hi»n qu¡ tr…nh t(cid:247)(cid:236)ng t(cid:252) v(cid:238)i n(cid:247)(cid:238)c c§t.

H(cid:236)n nœa, n(cid:247)(cid:238)c chi‚m 90% c¡c m(cid:230) g(cid:160). Nhœng ph¡t hi»n n(cid:160)y cho th§y r‹ng c¡c (cid:31)⁄i l(cid:247)æng v“t l(cid:254) cıa c¡c m¤u m(cid:230) g(cid:160) l(cid:160) r§t giŁng v(cid:238)i n(cid:247)(cid:238)c k = 0.6 W / m / K, κ = 1.4310−7 m2s−1. S(cid:252) hi»n di»n cıa c¡c h⁄t nano v(cid:228) Au t⁄o ra nhi•u

nhi»t h(cid:236)n trong c¡c m¤u th‰ nghi»m do £nh h(cid:247)(cid:240)ng rª r»t cıa s(cid:252) l(cid:160)m n(cid:226)ng

plasmonic.

H…nh 2.4 tr…nh b(cid:160)y hi»u øng quang nhi»t cıa c¡c h⁄t nano v(cid:228) v(cid:160)ng v• s(cid:252) t«ng nhi»t (cid:31)º nh(cid:247) mºt h(cid:160)m cıa th(cid:237)i gian t⁄i I0 = 2, 4 v(cid:160) 6 Wcm−2. Gi£ sß r‹ng qu¡ tr…nh t«ng nhi»t (cid:31)º g¥y ra b(cid:240)i s(cid:252) h§p th(cid:246) cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon b•

m(cid:176)t cıa c§u tr(cid:243)c nano silica-v(cid:160)ng l(cid:160) ho(cid:160)n to(cid:160)n (cid:31)ºc l“p v(cid:238)i s(cid:252) n(cid:226)ng l¶n cıa c¡c m(cid:230) g(cid:160) kh(cid:230)ng c(cid:226) c¡c h⁄t nano v(cid:228) v(cid:160)ng. Do (cid:31)(cid:226), ∆T c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc (cid:247)(cid:238)c t‰nh

b‹ng c¡ch trł dœ li»u th(cid:252)c nghi»m trong h…nh 2.3. K‚t qu£ t‰nh sŁ ph(cid:242) hæp

tŁt v(cid:238)i c¡c ph†p (cid:31)o th(cid:252)c nghi»m.

H…nh 2.3: (cid:30)(cid:247)(cid:237)ng cong s(cid:252) n(cid:226)ng l¶n do quang nhi»t cıa c¡c m(cid:230) g(cid:160) trong s(cid:252)

thi‚u v›ng (a) v(cid:160) s(cid:252) hi»n di»n (b) c¡c h⁄t nano v(cid:228) Au d(cid:247)(cid:238)i ¡nh s¡ng NIR

v(cid:238)i c¡c c(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)º laser kh¡c nhau [17].

H…nh 2.4: S(cid:252) t«ng nhi»t (cid:31)º do n«ng l(cid:247)æng (cid:31)(cid:247)æc h§p th(cid:246) cıa c¡c h⁄t nano v(cid:228)

Au trong c¡c m¤u m(cid:230) g(cid:160) nh(cid:247) l(cid:160) h(cid:160)m cıa th(cid:237)i gian v(cid:238)i c¡c c(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)º laser

kh¡c nhau [17]. C¡c (cid:31)(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)øt n†t t(cid:247)(cid:236)ng øng v(cid:238)i c¡c t‰nh to¡n l(cid:254) thuy‚t trong c(cid:242)ng (cid:31)i•u ki»n v(cid:238)i c¡c ph†p (cid:31)o t(cid:247)(cid:236)ng (cid:31)(cid:247)(cid:236)ng v(cid:160) τ = 200 s [49, 50].

Theo t(cid:160)i li»u [45], s(cid:252) t«ng nhi»t (cid:31)º tr⁄ng th¡i Œn (cid:31)(cid:224)nh c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc (cid:247)(cid:238)c

t‰nh b‹ng c¡ch sß d(cid:246)ng

(cid:21) , ∆T = 2∆TmaxRsN Abeamln (cid:20) lopt Rbeam

, (2.4) ∆Tmax = QabsI0 4πkRs

trong (cid:31)(cid:226) ∆Tmax l(cid:160) nhi»t (cid:31)º c(cid:252)c (cid:31)⁄i (cid:240) b• m(cid:176)t cıa h⁄t nano, lopt l(cid:160) (cid:31)º d(cid:160)i quang tr…nh, Abeam ≈ 0.785 mm2 v(cid:160) Rbeam ≈ 0.5 mm t(cid:247)(cid:236)ng øng l(cid:160) di»n t‰ch v‚t s¡ng v(cid:160) b¡n k‰nh ch(cid:242)m. c¡c tham sŁ kh¡c l(cid:160) Qabs ≈ 47400 nm2 v(cid:160) Rs ≈ 72.5 nm. (cid:30)Łi v(cid:238)i c¡c th‰ nghi»m trong m(cid:230) g(cid:160), (cid:31)º h§p th(cid:246) l(cid:160) ≈ 0.015, h» sŁ d“p t›t mol l(cid:160) 7.53 1010 M−1cm−1, v(cid:160) (cid:31)º d(cid:160)i quang tr…nh l(cid:160) lopt ≈ 0.4 cm. Thay t§t c£ c¡c tham sŁ v(cid:160)o ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (2.4), nhi»t (cid:31)º thay (cid:31)Œi l(cid:160) ∆T ≈ 1.4, 2.8 v(cid:160) 4.2 oC t(cid:247)(cid:236)ng øng v(cid:238)i I0 = 2, 4 v(cid:160) 6 Wcm−2. Rª r(cid:160)ng l(cid:160), m(cid:230) h…nh n(cid:160)y m(cid:230) t£ c¡c dœ li»u th(cid:252)c nghi»m tŁt h(cid:236)n c¡c nghi¶n cøu tr(cid:247)(cid:238)c.

C(cid:226) ba (cid:31)i”m kh¡c nhau c(cid:236) b£n giœa ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p ti‚p c“n n(cid:160)y v(cid:160) m(cid:230)

h…nh cıa Govorov trong t(cid:160)i li»u [45]. (cid:30)ƒu ti¶n, m(cid:230) h…nh Govorov coi ngu(cid:231)n

nhi»t l(cid:160) c§u tr(cid:243)c nano trong v(cid:242)ng ch(cid:242)m laser t(cid:246) v(cid:160)o. Trong khi m(cid:230) h…nh

n(cid:160)y cho r‹ng t§t c£ c¡c h⁄t nano trong h» (cid:31)(cid:247)æc nghi¶n cøu (cid:31)•u (cid:31)(cid:226)ng vai

trÆ v(cid:160)o qu¡ tr…nh n(cid:226)ng l¶n. Do (cid:31)(cid:226), c¡c t‰nh to¡n n(cid:160)y b›t giœ (cid:31)(cid:247)æc nhi•u

t¡c d(cid:246)ng l(cid:160)m n(cid:226)ng t“p th” h(cid:236)n. Thø hai, ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh truy•n nhi»t (cid:31)(cid:247)æc

gi£i gi£i t‰ch theo nhi•u c¡ch kh¡c nhau: gi£i ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh khu‚ch t¡n nhi»t

k‚t hæp v(cid:238)i c¡c (cid:31)i•u ki»n li¶n t(cid:246)c cıa nhi»t (cid:31)º v(cid:160) dÆng nhi»t t⁄i m(cid:176)t ph¥n

c¡ch, v(cid:160) vi»c ¡p d(cid:246)ng l(cid:237)i gi£i cıa ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh Poisson trong nghi¶n cøu

tr(cid:247)(cid:238)c [45]. Thø ba l(cid:160), m(cid:230) h…nh n(cid:160)y t‰nh (cid:31)‚n £nh h(cid:247)(cid:240)ng cıa s(cid:252) truy•n d(cid:224)ch

trong qu¡ tr…nh l(cid:160)m n(cid:226)ng. Khi £nh h(cid:247)(cid:240)ng cıa d(cid:224)ch truy•n (cid:31)(cid:247)æc b(cid:228) qua, k‚t qu£ l(cid:160) ∆T ≈ 3.04, 6.08 v(cid:160) 9.12 oC t(cid:247)(cid:236)ng øng v(cid:238)i I0 = 2, 4 v(cid:160) 6 Wcm−2. T‰nh to¡n nhi»t n(cid:160)y cao h(cid:236)n so v(cid:238)i th(cid:252)c t‚ v… sŁ h⁄ng truy•n d(cid:224)ch m(cid:230) t£ vi»c n«ng

l(cid:247)æng ti¶u hao v(cid:160) truy•n (cid:31)i do h» mao m⁄ch. (cid:30)i•u n(cid:160)y cho th§y r‹ng t¡c

d(cid:246)ng truy•n d(cid:224)ch l¶n qu¡ tr…nh truy•n nhi»t (cid:31)(cid:226)ng mºt vai trÆ quan tr(cid:229)ng.

2.2 T‰nh ch§t plasmonic v(cid:160) øng su§t quang

nhi»t cıa h» hoa nano

Trong nhœng n«m gƒn (cid:31)¥y, t‰nh ch§t (cid:31)(cid:176)c bi»t cıa c¡c c§u tr(cid:243)c nano t‰ch

hæp (composite nanostructures) (cid:31)¢ tr(cid:240) th(cid:160)nh mŁi quan t¥m l(cid:238)n v… ch(cid:243)ng c(cid:226)

nhi•u øng d(cid:246)ng c(cid:230)ng ngh» v(cid:160) y sinh kh¡c nhau [22, 51(cid:21)55]. S(cid:252) ph¡t tri”n

cıa khoa h(cid:229)c nano cho ph†p tŒng hæp mºt lo⁄t c¡c h» gh†p v(cid:238)i k‰ch th(cid:247)(cid:238)c

v(cid:160) c§u tr(cid:243)c mong muŁn, c(cid:226) th” thi‚t k‚ v(cid:160) t⁄o ra c¡c h» (cid:31)a chøc n«ng v(cid:160)

c¡c h» phøc hæp. C¡c h⁄t nano tł c(cid:226) nhœng (cid:31)(cid:176)c (cid:31)i”m m(cid:238)i l⁄ nh(cid:247) (cid:31)º nh⁄y

m⁄nh v(cid:238)i tł tr(cid:247)(cid:237)ng [53], t‰nh t(cid:247)(cid:236)ng th‰ch sinh h(cid:229)c cao v(cid:160) (cid:31)ºc t‰nh t(cid:247)(cid:236)ng

(cid:31)Łi th§p (cid:31)Łi v(cid:238)i c(cid:236) th” ng(cid:247)(cid:237)i, c(cid:242)ng v(cid:238)i kh£ n«ng lo⁄i b(cid:228) c¡c ion kim lo⁄i

n(cid:176)ng [56]. Trong khi c¡c cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon b• m(cid:176)t (cid:31)(cid:224)nh xø cıa c¡c h⁄t

nano b⁄c t«ng c(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)¡ng k” (cid:31)i»n tr(cid:247)(cid:237)ng xung quanh c¡c c§u tr(cid:243)c nano

v(cid:160) t⁄o ra c¡c t‰nh n«ng h§p d¤n kh¡c trong d£i nh…n th§y (cid:31)(cid:247)æc. H⁄t nano

b⁄c cÆn (cid:31)(cid:247)æc bi‚t (cid:31)‚n l(cid:160) t¡c nh¥n kh¡ng khu'n hi»u qu£ nh(cid:247)ng l(cid:160) kim lo⁄i

(cid:31)ºc h⁄i [57]. S(cid:252) gia t«ng nhi»t c(cid:246)c bº cıa hoa nano Ag@Fe3O4 sß d(cid:246)ng c£

hi»u øng quang nhi»t v(cid:160) hi»u øng t«ng nhi»t tł (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc chøng minh l(cid:160) l(cid:160)m

t«ng (cid:31)¡ng k” s(cid:252) t«ng nhanh nhi»t (cid:31)º so v(cid:238)i vi»c ch¿ sß d(cid:246)ng mºt ph(cid:247)(cid:236)ng

ph¡p [53], v(cid:160) c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc sß d(cid:246)ng (cid:31)” (cid:31)i•u tr(cid:224) ung th(cid:247). H(cid:236)n nœa, nhi»t c(cid:246)c

bº t⁄o ra s(cid:252) ph¥n bŁ nhi»t (cid:31)º kh(cid:230)ng (cid:31)(cid:231)ng nh§t theo kh(cid:230)ng th(cid:237)i gian v(cid:160) c(cid:226)

th” c£i thi»n h…nh £nh si¶u ¥m [58, 59]. Do (cid:31)(cid:226), k‚t hæp Ag v(cid:160) Fe3O4 (cid:31)¢ m(cid:240)

rºng (cid:31)¡ng k” c¡c hi»u øng cºng h(cid:247)(cid:240)ng v(cid:160) bŒ træ c¡c t¡c d(cid:246)ng mong muŁn.

Trong phƒn n(cid:160)y, ch(cid:243)ng t(cid:230)i tr…nh b(cid:160)y k‚t qu£ nghi¶n cøu l(cid:254) thuy‚t t‰nh ch§t

plasmonic v(cid:160) øng su§t quang nhi»t cıa h» hoa nano lªi-v(cid:228) Ag@Fe3O4 (h…nh

2.5) (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc ch‚ t⁄o trong mºt th‰ nghi»m gƒn (cid:31)¥y [53] trong v(cid:242)ng ¡nh s¡ng

nh…n th§y.

2.2.1 L(cid:254) thuy‚t Mie cho phŒ quang h(cid:229)c cıa h⁄t hoa

nano Ag@Fe3O4

H…nh 2.5: S(cid:236) (cid:31)(cid:231) minh h(cid:229)a hoa nano Ag@Fe3O4.

Trong c¡c hoa nano (cid:31)(cid:247)æc tŒng hæp trong t(cid:160)i li»u [53], c¡c c¡nh hoa (cid:230)xit

s›t (cid:31)(cid:247)æc c§y tr¶n b• m(cid:176)t h⁄t nano b⁄c, v… v“y l(cid:238)p v(cid:228) bao g(cid:231)m Fe3O4 v(cid:160) m(cid:230)i

tr(cid:247)(cid:237)ng (xem trong h…nh 2.5). V… t§t c£ c¡c v“t li»u c(cid:226) (cid:31)º tł th'm µ = 1 trong

v(cid:242)ng ¡nh s¡ng nh…n th§y, do (cid:31)(cid:226) £nh h(cid:247)(cid:240)ng cıa c¡c t‰nh ch§t tł cıa Fe3O4

(cid:31)‚n phŒ quang h(cid:229)c l(cid:160) c(cid:226) th” b(cid:228) qua (cid:31)(cid:247)æc. Ch(cid:243)ng t(cid:230)i sß d(cid:246)ng l(cid:254) thuy‚t Mie

cho h» cƒu lªi v(cid:228) nh(cid:247) tr…nh b(cid:160)y (cid:240) phƒn 2.1 (cid:31)” nghi¶n cøu phŒ quang h(cid:229)c cıa

h» hoa nano. C¡c bi”u thøc cıa ti‚t di»n t¡n x⁄, h§p th(cid:246) v(cid:160) d“p t›t t¡n x⁄

cıa h» hoa nano (cid:31)(cid:247)æc x¡c (cid:31)(cid:224)nh b(cid:240)i h» thøc (2.1) v(cid:160) (2.2). Nh(cid:247)ng v… phƒn v(cid:228)

cıa c§u tr(cid:243)c hoa nano c(cid:226) chøa c£ Fe3O4 v(cid:160) n(cid:247)(cid:238)c n¶n (cid:31)” (cid:31)(cid:236)n gi£n h(cid:226)a t‰nh

to¡n, ch(cid:243)ng t(cid:230)i sß d(cid:246)ng ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p hi»u d(cid:246)ng h(cid:226)a h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i cıa m(cid:230)i

tr(cid:247)(cid:237)ng. H(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i hi»u d(cid:246)ng cıa l(cid:238)p v(cid:228) c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc m(cid:230) h…nh h(cid:226)a b(cid:240)i

m(cid:230) h…nh Lichtenecker [61(cid:21)63] εs(ω) = f εF e3O4 + (1 − f )εm, trong (cid:31)(cid:226) f l(cid:160) t¿ l» (cid:230)xit s›t tł Fe3O4 c(cid:226) trong v(cid:228). Trong khi εc(ω) = εAg(ω). Rc = 24 nm l(cid:160) b¡n k‰nh cıa lªi b⁄c v(cid:160) Rs = 60

nm l(cid:160) b¡n k‰nh ngo(cid:160)i cıa h⁄t hoa nano.

H(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i cıa Ag thu (cid:31)(cid:247)æc b‹ng vi»c l(cid:160)m kh(cid:238)p dœ li»u th(cid:252)c nghi»m

trong [64] v(cid:238)i m(cid:230) h…nh Lorentz-Drude

+ (2.5) εc(ω) = 2 − ) f1ω2 p 1 − iωγ1 − ω2 , ω2 f0ω2 p ω2 + iω(γ0 + AvF Rc

trong (cid:31)(cid:226) vF l(cid:160) v“n tŁc Fermi cıa Ag, A = 0.6 l(cid:160) tham sŁ (cid:31)(cid:176)c tr(cid:247)ng cho hi»u øng k‰ch th(cid:247)(cid:238)c (cid:31)Łi v(cid:238)i thuºc t‰nh plasmonic, f0 = 1.04 v(cid:160) f1 = 1.13 l(cid:160) c¡c c(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)º dao (cid:31)ºng, ωp = 9.01 eV l(cid:160) tƒn sŁ plasma cıa Ag, ω1 = 5.98 eV

l(cid:160) tƒn sŁ Lorentz t(cid:247)(cid:236)ng øng v(cid:238)i cºng h(cid:247)(cid:240)ng (cid:31)ƒu ti¶n, c¡c tham sŁ t›t dƒn γ0 = 0.0165 eV v(cid:160) γ1 = 0.43 eV. H(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i cıa Fe3O4 v(cid:160) c¡c tham sŁ

cıa n(cid:226) (cid:31)(cid:247)æc l§y tł t(cid:160)i li»u [65].

H…nh 2.6 cho th§y c¡c t‰nh to¡n l(cid:254) thuy‚t sß d(cid:246)ng l(cid:254) thuy‚t Mie cho phŒ

h§p th(cid:246) cıa c¡c hoa nano Ag@Fe3O4, c¡c h⁄t nano cƒu nguy¶n ch§t Ag v(cid:160)

Fe3O4 ph¥n t¡n trong n(cid:247)(cid:238)c. B(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng (cid:31)¿nh cºng h(cid:247)(cid:240)ng cıa c¡c h⁄t nano

b⁄c v(cid:238)i b¡n k‰nh 24 nm l(cid:160) v(cid:160)o kho£ng 415 nm. Cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon b• m(cid:176)t

cıa b⁄c v(cid:160) s(cid:252) chuy”n ti‚p (cid:31)i»n tß cıa magnetite (cid:240) 400 nm [66(cid:21)68] chı y‚u

ch(cid:224)u tr¡ch nhi»m cho d£i (cid:31)ƒu ti¶n cıa c¡c h⁄t nano Ag@Fe3O4. Trong khi

H…nh 2.6: Ti‚t di»n h§p th(cid:246) cıa c¡c h⁄t nano Ag, Fe3O4 v(cid:160) hoa nano Ag@Fe3O4 trong n(cid:247)(cid:238)c (εm = 1.77) (cid:31)(cid:247)æc t‰nh b(cid:240)i l(cid:254) thuy‚t Mie tŒng qu¡t.

khe n«ng l(cid:247)æng 2.2 eV (∼ 565 nm) cıa c§u tr(cid:243)c nano magnetite gi£m (cid:31)¡ng

k” £nh h(cid:247)(cid:240)ng cıa c¡c k‰ch th‰ch n«ng l(cid:247)æng th§p h(cid:236)n tr¶n phŒ h§p th(cid:246) [69],

n(cid:226) d¤n (cid:31)‚n vi»c kh(cid:230)ng t(cid:231)n t⁄i cıa mºt c(cid:252)c (cid:31)⁄i quang h(cid:229)c cıa c¡c h⁄t nano

Fe3O4 (cid:31)(cid:247)æc quan s¡t th(cid:252)c nghi»m v(cid:160) (cid:31)(cid:247)æc t‰nh to¡n l(cid:254) thuy‚t trong d£i ¡nh

s¡ng nh…n th§y [66, 68]. Khi magnetite (cid:31)(cid:247)æc phı tr¶n b• m(cid:176)t cıa c¡c h⁄t

nano b⁄c, c¡c khuy‚t t“t b• m(cid:176)t c(cid:226) th” thu h(cid:181)p khe n«ng l(cid:247)æng cıa c¡nh

hoa magnetite [69] v(cid:160) d¤n (cid:31)‚n s(cid:252) xu§t hi»n cıa (cid:31)¿nh thø hai trong phŒ h§p

th(cid:246) cıa c¡c v“t li»u hoa nano Ag@Fe3O4. Trong khu(cid:230)n khŒ cıa l(cid:254) thuy‚t Mie, h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i cıa Fe3O4 (cid:31)(cid:247)æc t‰ch hæp trong Qabs th(cid:230)ng qua trung b…nh

h(cid:226)a kh(cid:230)ng gian. Do (cid:31)(cid:226), b«ng tƒn thø hai c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc gi£i th‰ch khi hi»u øng

h…nh h(cid:229)c v(cid:160) t(cid:247)(cid:236)ng t¡c giao thoa (cid:31)(cid:226)ng vai trÆ nh(cid:228) trong phŒ h§p th(cid:246). (cid:30)” c(cid:226)

s(cid:252) ph(cid:242) hæp tŁt nh§t giœa c¡c t‰nh to¡n l(cid:254) thuy‚t cıa ch(cid:243)ng t(cid:230)i v(cid:160) th‰ nghi»m tr(cid:247)(cid:238)c (cid:31)(cid:226) [53], mºt tham sŁ c(cid:226) th” (cid:31)i•u ch¿nh f (cid:31)(cid:247)æc thay (cid:31)Œi (cid:31)” (cid:31)⁄t (cid:31)(cid:247)æc

(cid:31)¿nh thø hai (cid:240) 620 nm (gƒn 615 nm trong t(cid:160)i li»u [53]) v(cid:160) (cid:31)º h§p th(cid:246) 620

nm cao h(cid:236)n cºng h(cid:247)(cid:240)ng 400 nm v(cid:238)i h» sŁ 1,5. D(cid:252)a tr¶n c¡c ti¶u chu'n n(cid:160)y,

magnetite (cid:31)(cid:247)æc t…m th§y bao phı 40 % th” t‰ch cıa l(cid:238)p v(cid:228) (f ≈ 0.4).

H…nh 2.7: Ti‚t di»n h§p th(cid:246) cıa c¡c h⁄t hoa nano Ag@Fe3O4 (cid:31)(cid:247)æc t‰nh to¡n b(cid:240)i l(cid:254) thuy‚t Mie tŒng qu¡t trong SiO2 (εm = 2.25) v(cid:238)i c¡c k‰ch th(cid:247)(cid:238)c v(cid:228) kh¡c nhau.

H…nh 2.7 bi”u di„n c¡ch m(cid:160) phŒ h§p th(cid:246) cıa c¡c h⁄t hoa nano trong silica b(cid:224) thay (cid:31)Œi khi k‰ch th(cid:247)(cid:238)c Fe3O4 thay (cid:31)Œi (Rc = 24 nm). Khi thay th‚

m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng n(cid:247)(cid:238)c b‹ng silica, s(cid:252) sai kh¡c h‹ng sŁ (cid:31)i»n m(cid:230)i nh(cid:228) d¤n (cid:31)‚n s(cid:252)

d(cid:224)ch chuy”n (cid:31)(cid:228) cıa (cid:31)¿nh cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon thø hai v• ph‰a v(cid:242)ng c“n h(cid:231)ng

ngo⁄i v(cid:160) mºt d(cid:224)ch chuy”n xanh t(cid:247)(cid:236)ng (cid:31)Łi nh(cid:228) (cid:240) (cid:31)¿nh h§p th(cid:246) (cid:31)ƒu ti¶n. S(cid:252)

gia t«ng (cid:31)º d(cid:160)y cıa l(cid:238)p Fe3O4 l(cid:160)m t«ng (cid:31)¡ng k” c(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)º h§p th(cid:246) gƒn b(cid:247)(cid:238)c

s(cid:226)ng 400 nm do s(cid:252) li¶n k‚t giœa c¡c chuy”n ti‚p (cid:31)i»n tß cıa magnetite v(cid:160)

d£i plasmon cıa b⁄c. Ngo(cid:160)i ra, mºt m(cid:230) h…nh th(cid:230) c(cid:226) th” gi£i th‰ch s(cid:252) t«ng

c(cid:247)(cid:237)ng h§p th(cid:246) khi k‰ch th(cid:247)(cid:238)c hoa nano t«ng l¶n b‹ng c¡ch coi c¡c h⁄t hoa

nano nh(cid:247) c¡c h⁄t nano cƒu mºt th(cid:160)nh phƒn hi»u d(cid:246)ng. M(cid:176)c d(cid:242) th(cid:252)c t‚ r‹ng h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i cıa c¡c h⁄t nano hi»u d(cid:246)ng ph(cid:246) thuºc ho(cid:160)n to(cid:160)n v(cid:160)o Rs, n(cid:226) c(cid:244)ng (cid:31)(cid:247)æc bi‚t (cid:31)‚n trong l(cid:254) thuy‚t Mie Qabs ∼ 4πR3 s [22]. Do (cid:31)(cid:226), n‚u ch(cid:243)ng ta gi£ sß r‹ng £nh h(cid:247)(cid:240)ng cıa Rs (cid:31)Łi v(cid:238)i h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i hi»u d(cid:246)ng l(cid:160) nh(cid:228) th…

ti‚t di»n h§p th(cid:246) t«ng l¶n theo (cid:31)º d(cid:160)y l(cid:238)p v(cid:228).

2.2.2 Søc c«ng nhi»t cıa c¡c h⁄t hoa nano Ag@Fe3O4

Khi (cid:31)(cid:236)n h⁄t hoa nano Ag@Fe3O4 (cid:31)(cid:247)æc chi‚u b(cid:240)i ¡nh s¡ng laser b(cid:247)(cid:238)c

s(cid:226)ng 400 nm, c¡c h⁄t nano h§p th(cid:246) quang n«ng (cid:240) b(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng cºng h(cid:247)(cid:240)ng

plasmon v(cid:160) t⁄o ra nhi»t hi»u qu£. (cid:30)Łi v(cid:238)i tr⁄ng th¡i Œn (cid:31)(cid:224)nh, s(cid:252) ph¥n bŁ nhi»t (cid:31)º (cid:31)Łi xøng xuy¶n t¥m t«ng l¶n b¶n ngo(cid:160)i hoa nano (r ≥ Rs) (cid:31)(cid:247)æc

cho b(cid:240)i [70]

, T (r) = (2.6) = Ts Rs r QabsI0 4πκm

1 r (cid:240) (cid:31)(cid:226), κm = 0.6 W m−1K −1 l(cid:160) (cid:31)º d¤n nhi»t cıa n(cid:247)(cid:238)c, Ts l(cid:160) s(cid:252) gia t«ng nhi»t (cid:31)º tr¶n b• m(cid:176)t cıa h» hoa nano, v(cid:160) I0 l(cid:160) c(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)º cıa ¡nh s¡ng laser. Nhi»t

(cid:31)º b¶n trong h» hoa nano c(cid:226) th” thu (cid:31)(cid:247)æc b‹ng c¡ch sß d(cid:246)ng c¡c (cid:31)i•u ki»n

khu‚ch t¡n nhi»t (cid:240) m(cid:176)t ph¥n c¡ch

cκm(κc − κs) sκsκc

   R2 − + −Ts   trong lªi 2R2 2κs + κm 2κs κmr2 2κcR2 s T (r) = (2.7)  

+ trong v(cid:228) Ts −  2κs + κm 2κs κmr2 2κsR2 s  

trong (cid:31)(cid:226), κs = f κF e3O4 + (1 − f )κm ≈ 2.76 W m−1K −1, κc = 430 W m−1K −1 t(cid:247)(cid:236)ng øng l(cid:160) (cid:31)º d¤n nhi»t cıa v(cid:228) v(cid:160) lªi, v(cid:160) κF e3O4 ≈ 6 W m−1K −1 l(cid:160) (cid:31)º d¤n nhi»t cıa magnetite nguy¶n ch§t [71, 72]. V… κc (cid:29) κm, sŁ h⁄ng (cid:31)ƒu ti¶n cıa nhi»t (cid:31)º lªi trong ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (2.7) c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc b(cid:228) qua, v… v“y T (r) trong

lªi v(cid:160) v(cid:228) l(cid:160) t(cid:247)(cid:236)ng (cid:31)Łi kh¡c nhau nh(cid:247)ng gƒn nh(cid:247) kh(cid:230)ng (cid:31)Œi.

V… h» hoa nano (cid:31)(cid:247)æc m(cid:230) h…nh h(cid:226)a l(cid:160) d⁄ng h…nh cƒu gh(cid:231) gh• v(cid:160) ph(cid:246)

thuºc v(cid:160)o gradient nhi»t, ch(cid:243)ng t(cid:230)i gi£ (cid:31)(cid:224)nh bi‚n d⁄ng g¥y ra b(cid:240)i c¡c hi»u

øng nhi»t (cid:31)(cid:160)n h(cid:231)i l(cid:160) (cid:31)Łi xøng cƒu v(cid:160) ho(cid:160)n to(cid:160)n xuy¶n t¥m. Mºt gi£ (cid:31)(cid:224)nh

kh¡c l(cid:160) c§u tr(cid:243)c lªi-v(cid:228) c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc coi l(cid:160) mºt h…nh cƒu nano (cid:31)(cid:231)ng nh§t v(cid:238)i b¡n k‰nh Rs. Ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh c¥n b‹ng cho v“t li»u (cid:31)ﬂng h(cid:247)(cid:238)ng v(cid:160) (cid:31)(cid:231)ng nh§t

khi kh(cid:230)ng c(cid:226) c¡c l(cid:252)c khŁi t¡c d(cid:246)ng [73]

(cid:18) (cid:19)

(2.8) Gj (cid:53)2 uj + Kj + (cid:53) ((cid:53)uj) − αjKj (cid:53) T = 0, Gj 3

trong (cid:31)(cid:226), α l(cid:160) h» sŁ gi¢n n(cid:240) nhi»t, u ≡ u(r) l(cid:160) tr(cid:247)(cid:237)ng bi‚n d⁄ng, Kj = Ej/3(1 − 2νj) v(cid:160) Gj = Ej/2(1 + νj) t(cid:247)(cid:236)ng øng l(cid:160) c¡c m(cid:230) (cid:31)un khŁi v(cid:160) m(cid:230) (cid:31)un c›t (shear modulus) cıa m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng j (j = c, s, m), νj = (3Kj − 2Gj)/2(3Kj +Gj) l(cid:160) t(cid:27) sŁ Poisson v(cid:160) Ej l(cid:160) m(cid:230) (cid:31)un Young. C¡c t‰nh to¡n cıa ch(cid:243)ng t(cid:230)i sß d(cid:246)ng c¡c tham sŁ νc = 0.37, Kc = 84 GPa, Gc = 24 GPa [74], νF e3O4 = 0.37, KF e3O4 = 227 GPa, v(cid:160) GF e3O4 = 63 GPa [75]. V… l(cid:238)p v(cid:228) g(cid:231)m c(cid:226) m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng v(cid:160) Fe3O4 (l(cid:160)m trÆn f = 0.4), m(cid:230) (cid:31)un khŁi v(cid:160) m(cid:230) (cid:31)un c›t (cid:31)(cid:247)æc t‰nh mºt c¡ch t(cid:247)(cid:236)ng øng b‹ng Ks = f KF e3O4 + (1 − f )Km ≈ 112.8 GPa v(cid:160) Gs = f GF e3O4 + (1 − f )Gm ≈ 43.9 GPa. S(cid:252) gi¢n n(cid:240) nhi»t cıa v(cid:228) (cid:31)(cid:247)æc bi”u di„n b(cid:240)i αs = f αF e3O4 + (1 − f )αm. Ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh c¥n b‹ng k‚t hæp v(cid:238)i (cid:53) × uj = 0 (kh(cid:230)ng quay) c(cid:226) th” r(cid:243)t g(cid:229)n th(cid:160)nh [73]

(cid:53) T (r). (2.9) (cid:53)2uj = αj 1 + νj 3(1 − νj)

Tr(cid:247)(cid:237)ng bi‚n d⁄ng trong lªi uc(r), trong v(cid:228) us(r), v(cid:160) b¶n ngo(cid:160)i hoa nano [um(r)] c(cid:226) th” thu (cid:31)(cid:247)æc b‹ng c¡ch gi£i ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (2.9), sß d(cid:246)ng t‰nh hœu h⁄n cıa c¡c tr(cid:247)(cid:237)ng bi‚n d⁄ng t⁄i r = 0 v(cid:160) r = ∞

uc(r) = Acr,

us(r) = −αs + Asr + Bs r2 , κmTs 2κsR2 s

+ (2.10) um(r) = r3 5 Bm r2 , TsRs 2 1 + νs 3(1 − νs) αm(1 + νm) 3(1 − νm)

trong (cid:31)(cid:226), c¡c h» sŁ Ac, As, Bs v(cid:160) Bm c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc t…m th§y b‹ng c¡ch ¡p

d(cid:246)ng t‰nh li¶n t(cid:246)c cıa søc k†o v(cid:160) c¡c tr(cid:247)(cid:237)ng qua m(cid:176)t ph¥n c¡ch. C¡c k‚t

qu£ ch¿ ra r‹ng (cid:31)º d(cid:224)ch chuy”n bi‚n d⁄ng b¶n ngo(cid:160)i h» hoa nano suy gi£m

(cid:240) v(cid:230) c(cid:252)c v(cid:160) nhi»t (cid:31)º c(cid:246)c bº (cid:31)⁄t l⁄i (cid:31)(cid:247)æc nhi»t (cid:31)º phÆng. Tuy nhi¶n, tr(cid:247)(cid:237)ng

bi‚n d⁄ng trong lªi b⁄c t«ng tuy‚n t‰nh theo kho£ng c¡ch tł t¥m cıa lªi.

C¡c ph¥n t‰ch cıa ch(cid:243)ng t(cid:230)i ph(cid:242) hæp v(cid:238)i c¡c nghi¶n cøu th(cid:252)c nghi»m tr(cid:247)(cid:238)c

(cid:31)(cid:226) [76].

Thay th‚ (cid:31)º d(cid:224)ch chuy”n bi‚n d⁄ng trong c¡c h» thøc øng su§t-bi‚n d⁄ng

cho c¡c øng su§t xuy¶n t¥m trong c¡c v(cid:242)ng nh(cid:247) sau

σc,rr(r) = 3KcAc,

, σs,rr(r) = −Ksαs + 3KsAs − 4GsBs r3 3 − νs 1 − νs

− . (2.11) σm,rr(r) = αm TsRs r r2 κmTs 2κsR2 5 s 4GmBm r3 νmKm 1 − νm

Ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (2.11) bi”u th(cid:224) ph¥n bŁ kh(cid:230)ng gian v(cid:160) s(cid:252) ph(cid:246) thuºc m⁄nh v(cid:160)o

k‰ch th(cid:247)(cid:238)c cıa c¡c øng su§t (cid:31)(cid:160)n h(cid:231)i. Trong khi ¡p l(cid:252)c xuy¶n t¥m (radial

pressure) b¶n trong lªi v¤n kh(cid:230)ng thay (cid:31)Œi, c¡c øng su§t trong v(cid:228) hoa nano v(cid:160) trong m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng ph(cid:246) thuºc m⁄nh v(cid:160)o r. D(cid:247)(cid:238)i bøc x⁄ laser, hoa nano v(cid:238)i

(cid:31)(cid:247)(cid:237)ng k‰nh l(cid:238)n h(cid:236)n mang l⁄i s(cid:252) chuy”n (cid:31)Œi ¡nh s¡ng th(cid:160)nh nhi»t tŁt h(cid:236)n

so v(cid:238)i c¡c b£n sao nh(cid:228) h(cid:236)n [52]. S(cid:252) gia t«ng nhi»t (cid:31)º trong ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh

(2.6) hi»n (cid:31)ang d(cid:252)a tr¶n c¡c hi»u øng quang nhi»t cıa (cid:31)(cid:236)n h⁄t nano. C¡c

nghi¶n cøu tr(cid:247)(cid:238)c (cid:31)¥y [53] cho th§y r‹ng c(cid:226) th” thu (cid:31)(cid:247)æc s(cid:252) gia t«ng nhi»t

(cid:31)¡ng k” b‹ng c¡ch ti‚p c“n quang nhi»t k‚t nŁi v(cid:238)i c¡c hi»u øng t«ng th¥n

nhi»t sß d(cid:246)ng c¡c tł tr(cid:247)(cid:237)ng AC b¶n ngo(cid:160)i. Do (cid:31)(cid:226), c¡c øng su§t (cid:31)(cid:160)n h(cid:231)i

c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc t«ng c(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)¡ng k” b‹ng c¡ch sß d(cid:246)ng c£ tł tr(cid:247)(cid:237)ng ngo(cid:160)i v(cid:160)

ph(cid:236)i s¡ng laser. C¡c tr(cid:247)(cid:237)ng bi‚n d⁄ng c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)o b‹ng k(cid:255) thu“t nhi„u

x⁄ bºt n(cid:236)tron [77], ph¥n t‰ch pha h…nh h(cid:229)c [76, 78] v(cid:160) ph¥n t‰ch t(cid:247)(cid:236)ng quan

sŁ cıa h…nh £nh k‰nh hi”n vi (cid:31)i»n tß qu†t (Scanning Electron Microscopy,

SEM) [79].

(cid:30)Łi v(cid:238)i m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng n(cid:247)(cid:238)c, m(cid:230) (cid:31)un Young Em (cid:31)(cid:247)æc cho l(cid:160) b‹ng kh(cid:230)ng,

ch(cid:243)ng ta c(cid:226) th” (cid:31)o (cid:31)º d(cid:224)ch chuy”n kh(cid:230)ng gian c£ hai øng su§t (cid:31)(cid:160)n h(cid:231)i b¶n ngo(cid:160)i h» hoa nano. V… Gm = 0, νm = 1/2, v(cid:160) Ts thay (cid:31)Œi nh(cid:228) h(cid:236)n 100 oC, σm,rr(r) = αmKmTsRs/r l(cid:160) t(cid:247)(cid:236)ng (cid:31)Łi nh(cid:228) so v(cid:238)i Km. (cid:217)ng su§t xuy¶n t¥m l(cid:160) tƒm xa v(cid:160) ch¿ (cid:31)(cid:236)n gi£n l(cid:160) t(cid:27) l» ngh(cid:224)ch v(cid:238)i kho£ng c¡ch r. D⁄ng ch›c

ch›n thay (cid:31)Œi khi m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng xung quanh l(cid:160) ch§t l(cid:228)ng si¶u l⁄nh ho(cid:176)c ch§t

r›n. (cid:217)ng su§t nhi»t do ¡nh s¡ng laser g¥y ra tr¶n h⁄t nano r(cid:237)i kh(cid:228)i m(cid:160)ng

m(cid:228)ng [80] v(cid:160) do c¡c h⁄t nano kim lo⁄i trong ma tr“n silica [81] l(cid:160) b‹ng chøng

thuy‚t ph(cid:246)c.

H…nh 2.8: (cid:217)ng su§t xuy¶n t¥m b¶n ngo(cid:160)i theo kho£ng c¡ch tł t¥m cıa hoa

nano Ag@Fe3O4 v(cid:238)i c¡c (cid:31)(cid:247)(cid:237)ng k‰nh kh¡c nhau.

Khi m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng xung quanh l(cid:160) thıy tinh silica, νm = 0.17, Em = 73.1 GPa, κm = 1.38 W m−1K −1, v(cid:160) αm = 0.55 × 10−6 K −1 [82], øng su§t trong silica sß d(cid:246)ng chi‚u x⁄ laser 400 nm (cid:240) m“t (cid:31)º c(cid:230)ng su§t 104 W/cm2 cho

c¡c k‰ch th(cid:247)(cid:238)c kh¡c nhau cıa hoa nano (cid:31)(cid:247)æc bi”u di„n trong h…nh 2.8. C¡c

th(cid:160)nh phƒn øng su§t trong silica gƒn nh(cid:247) suy gi£m theo ngh(cid:224)ch (cid:31)£o l(cid:244)y thła ba cıa kho£ng c¡ch gƒn b• m(cid:176)t b¶n ngo(cid:160)i nh(cid:247)ng t(cid:27) l» thu“n v(cid:238)i 1/r (cid:240)

kho£ng c¡ch xa. S(cid:252) thay (cid:31)Œi n(cid:160)y giŁng v(cid:238)i k‚t qu£ t…m th§y tr(cid:247)(cid:238)c (cid:31)(cid:226) trong

t(cid:160)i li»u [81]. N‚u øng su§t kh(cid:230)ng tu¥n theo (cid:31)(cid:224)nh lu“t ngh(cid:224)ch (cid:31)£o l(cid:244)y thła

ba, h» c(cid:226) th” c(cid:226) t⁄p ch§t, tr(cid:240) l(cid:252)c ho(cid:176)c c¡c y‚u tŁ gi¡n (cid:31)o⁄n kh(cid:230)ng (cid:31)Łi xøng.

K‚t qu£ l(cid:160), c¡c hi»u øng nhi»t (cid:31)(cid:160)n h(cid:231)i do laser t⁄o ra c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc khai th¡c

(cid:31)” ph¡t hi»n khuy‚t t“t trong c¡c ch§t v(cid:160) thi‚t b(cid:224).

2.3 K‚t lu“n

Trong ch(cid:247)(cid:236)ng n(cid:160)y, ch(cid:243)ng t(cid:230)i (cid:31)¢ tr…nh b(cid:160)y l(cid:254) thuy‚t Mie v(cid:160) m(cid:230) h…nh quang

nhi»t cho h» nano c§u tr(cid:243)c lªi-v(cid:228) d(cid:247)(cid:238)i t¡c d(cid:246)ng cıa laser h(cid:231)ng ngo⁄i. C¡c

k‚t qu£ nghi¶n cøu cıa ch(cid:243)ng t(cid:230)i v• t‰nh ch§t quang h(cid:229)c v(cid:160) øng su§t c£m

øng nhi»t trong m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng xung quanh cıa c¡c b(cid:230)ng hoa nano Ag@Fe3O4

trong c¡c m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng kh¡c nhau, sß d(cid:246)ng Mie l(cid:254) thuy‚t v(cid:160) l(cid:254) thuy‚t c(cid:236) h(cid:229)c

li¶n t(cid:246)c (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)(cid:247)a ra. T‰nh to¡n cıa ch(cid:243)ng t(cid:230)i ch¿ ra r‹ng b(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng cºng

h(cid:247)(cid:240)ng v(cid:160)o kho£ng 400 nm trong phŒ h§p th(cid:246) (cid:31)(cid:247)æc quy cho s(cid:252) cºng h(cid:247)(cid:240)ng

plasmon b• m(cid:176)t cıa b⁄c v(cid:160) s(cid:252) chuy”n d(cid:224)ch (cid:31)i»n tß cıa oxit s›t. (cid:30)¿nh quang

h(cid:229)c thø hai (cid:240) 620 nm l(cid:160) do hi»u øng h…nh h(cid:229)c. S(cid:252) t¡c (cid:31)ºng qua l⁄i tinh vi

giœa lªi v(cid:160) v(cid:228) (cid:31)(cid:247)æc cho l(cid:160) c(cid:226) £nh h(cid:247)(cid:240)ng kh(cid:230)ng (cid:31)¡ng k” (cid:31)‚n phŒ h§p th(cid:246). S(cid:252)

d(cid:224)ch (cid:31)¿nh quang h(cid:229)c ph(cid:246) thuºc m⁄nh v(cid:160)o k‰ch th(cid:247)(cid:238)c hœu h⁄n cıa c§u tr(cid:243)c

nano v(cid:160) c¡ch c§y Fe3O4 tr¶n b• m(cid:176)t b⁄c. Sß d(cid:246)ng chi‚u x⁄ laser ho(cid:176)c tł

tr(cid:247)(cid:237)ng AC d¤n (cid:31)‚n s(cid:252) t«ng nhi»t (cid:31)º, n(cid:226) t⁄o ra tr(cid:247)(cid:237)ng bi‚n d⁄ng b¶n trong

c¡c hoa nano v(cid:160) m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng xung quanh ch(cid:243)ng. C¡c bi‚n (cid:31)Œi øng su§t nhi»t

(cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc t…m th§y b‹ng t‰nh to¡n gi£i t‰ch. (cid:217)ng su§t tƒm xa suy gi£m theo

ngh(cid:224)ch (cid:31)£o cıa kho£ng c¡ch v(cid:160) ph¡t hi»n n(cid:160)y l(cid:160) ph(cid:242) hæp tŁt v(cid:238)i nghi¶n cøu

tr(cid:247)(cid:238)c (cid:31)(cid:226).

Ch(cid:247)(cid:236)ng 3

T‰nh ch§t plasmonic cıa c§u tr(cid:243)c nano d(cid:252)a tr¶n graphene trong d£i tƒn sŁ terahertz

Graphene ng(cid:160)y c(cid:160)ng tr(cid:240) n¶n h§p d¤n do t‰nh ch§t (cid:31)i»n tß, quang h(cid:229)c v(cid:160)

c(cid:236) h(cid:229)c (cid:31)ºc (cid:31)¡o cıa n(cid:226), c(cid:244)ng nh(cid:247) c¡c øng d(cid:246)ng c(cid:230)ng ngh» kh¡c nhau cıa n(cid:226)

trong mºt lo⁄t c¡c l(cid:190)nh v(cid:252)c [84(cid:21)86]. Mºt trong nhœng øng d(cid:246)ng (cid:31)¡ng ch(cid:243)

(cid:254) nh§t, (cid:31)¢ thu h(cid:243)t (cid:31)(cid:247)æc nhi•u s(cid:252) quan t¥m, l(cid:160) c¡c thi‚t b(cid:224) quang (cid:31)i»n c(cid:226)

chøa graphene [87]. T‰nh ch§t plasmonic cıa graphene c(cid:226) th” d„ d(cid:160)ng (cid:31)(cid:247)æc

(cid:31)i•u ch¿nh th(cid:230)ng qua doping, (cid:31)(cid:176)t v(cid:160)o mºt tr(cid:247)(cid:237)ng ngo(cid:160)i, ho(cid:176)c thay (cid:31)Œi nhi»t (cid:31)º. Graphene t(cid:252) do trong ch¥n kh(cid:230)ng kh¡ trong suŁt, c(cid:226) møc h§p th(cid:246) 2.3 %

trong v(cid:242)ng nh…n th§y (cid:31)(cid:247)æc. S(cid:252) k‚t hæp cıa c¡c v“t li»u kh¡c nhau nh(cid:247) h⁄t

nano ho(cid:176)c ph¥n tß sinh h(cid:229)c v(cid:238)i graphene (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc chøng minh l(cid:160) mºt c¡ch

ti‚p c“n (cid:31)ƒy høa h(cid:181)n v(cid:160) (cid:31)¡ng tin c“y (cid:31)” t«ng c(cid:247)(cid:237)ng s(cid:252) h§p th(cid:246) ¡nh s¡ng kh£

ki‚n trong c¡c detector quang h(cid:229)c d(cid:252)a tr¶n graphene [88, 89]. (cid:30)º h§p th(cid:246)

t«ng (cid:31)¡ng k” trong mi•n tƒn sŁ GHz-THz [90]. Do (cid:31)(cid:226), c¡c thi‚t b(cid:224) plasmonic

d(cid:252)a tr¶n graphene khai th¡c c¡c tƒn sŁ cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon b• m(cid:176)t trong

c£ hai v(cid:242)ng nh…n th§y v(cid:160) terahertz. Ch(cid:243)ng c(cid:226) nhi•u (cid:247)u (cid:31)i”m so v(cid:238)i c¡c thi‚t

b(cid:224) plasmonic th(cid:230)ng th(cid:247)(cid:237)ng sß d(cid:246)ng b(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng thang nano. D£i tƒn sŁ GHz

v(cid:160) THz c(cid:226) mºt lo⁄t c¡c øng d(cid:246)ng (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc sß d(cid:246)ng rºng r¢i trong cuºc sŁng

h(cid:160)ng ng(cid:160)y v(cid:160) kinh doanh c(cid:230)ng nghi»p. V‰ d(cid:246), t‰n hi»u wifi phŒ bi‚n hi»n

(cid:31)(cid:247)æc truy•n (cid:240) tƒn sŁ GHz. Tuy nhi¶n, trong th(cid:237)i (cid:31)⁄i c(cid:230)ng ngh» th(cid:230)ng tin

n(cid:160)y, dœ li»u (cid:31)(cid:247)æc t⁄o ra t«ng l¶n mØi ng(cid:160)y g¥y ra s(cid:252) t›c ngh‡n cho truy•n

th(cid:230)ng kh(cid:230)ng d¥y hi»n t⁄i. D£i tƒn THz c(cid:226) th” tr(cid:240) th(cid:160)nh mºt t(cid:247)(cid:236)ng lai høa

h(cid:181)n cho c(cid:230)ng ngh» kh(cid:230)ng d¥y, d£i tƒn n(cid:160)y hØ træ c¡c li¶n k‚t kh(cid:230)ng d¥y

terabit/s [91,92]. Khi s(cid:226)ng GHz v(cid:160) THz bao quanh ch(cid:243)ng ta b§t cø n(cid:236)i n(cid:160)o,

vi»c thi‚t k‚ c¡c thi‚t b(cid:224) plasmonic (cid:31)” t“n d(cid:246)ng c¡c s(cid:226)ng c(cid:226) trong kh(cid:230)ng kh‰

n(cid:160)y gi(cid:243)p tr¡nh l¢ng ph‰ n«ng l(cid:247)æng. Trong ch(cid:247)(cid:236)ng n(cid:160)y, ch(cid:243)ng t(cid:230)i s‡ tr…nh

b(cid:160)y c¡c nghi¶n cøu l(cid:254) thuy‚t t‰nh ch§t plasmonic cıa graphene tr¶n (cid:31)‚ khŁi

v(cid:160) h⁄t nano (cid:31)(cid:247)æc b(cid:229)c graphene trong d£i tƒn sŁ GHz v(cid:160) THz. Plasmon b•

m(cid:176)t cıa c¡c h» nh(cid:247) v“y ph(cid:246) thuºc m⁄nh v(cid:160)o khe n«ng l(cid:247)æng v(cid:160) møc Fermi

cıa graphene. Møc Fermi c(cid:226) th” (cid:31)i•u ch¿nh (cid:31)(cid:247)æc b‹ng c¡ch (cid:31)(cid:176)t c¡c tr(cid:247)(cid:237)ng

ngo(cid:160)i v(cid:160)o ho(cid:176)c pha t⁄p. (cid:30)º rºng v(cid:242)ng c§m cıa graphene t«ng l¶n ng«n c£n

cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon b• m(cid:176)t cho mi•n tƒn sŁ tł GHz t(cid:238)i THz. Trong khi

(cid:31)(cid:226), s(cid:252) t«ng møc Fermi l⁄i l(cid:160)m t«ng c(cid:247)(cid:237)ng h§p th(cid:246) cıa c¡c c§u tr(cid:243)c nano

d(cid:252)a tr¶n graphene trong d£i tƒn sŁ n(cid:160)y cıa s(cid:226)ng wifi. Ph¡t hi»n cıa ch(cid:243)ng

t(cid:230)i (cid:31)(cid:247)æc sß d(cid:246)ng (cid:31)” (cid:31)• xu§t mºt m(cid:230) h…nh l(cid:254) thuy‚t cho c¡c linh ki»n nano

chuy”n (cid:31)Œi n«ng l(cid:247)æng wifi th(cid:160)nh n«ng l(cid:247)æng (cid:31)i»n d(cid:252)a tr¶n s(cid:252) hi”u bi‚t v•

phŒ h§p th(cid:246) cıa graphene (cid:31)(cid:236)n l(cid:238)p tr¶n c¡c ch§t n•n. K‚t qu£ thu (cid:31)(cid:247)æc cıa

ch(cid:243)ng t(cid:230)i [106] ph(cid:242) hæp tŁt v(cid:238)i c¡c nghi¶n cøu th(cid:252)c nghi»m v(cid:160) c(cid:226) th” m(cid:240)

(cid:31)(cid:247)(cid:237)ng cho vi»c thi‚t k‚ c¡c thi‚t b(cid:224) nano (cid:31)i»n tß ti¶n ti‚n t‰ch hæp graphene

ho⁄t (cid:31)ºng trong mi•n bøc x⁄ GHz-THz.

3.1 C(cid:236) s(cid:240) l(cid:254) thuy‚t

3.1.1 C¡ch ti‚p c“n li¶n k‚t ch(cid:176)t cho graphene

√

√ 3/2) [86]. Hamiltonian li¶n k‚t ch(cid:176)t cıa electron trong Graphene l(cid:160) mºt v“t li»u 2 chi•u m(cid:160) (cid:240) (cid:31)(cid:226) c¡c nguy¶n tß cacbon (cid:31)(cid:247)æc s›p x‚p trong mºt m⁄ng tŒ ong. (cid:30)(cid:176)t a = 0.142 nm l(cid:160) (cid:31)º d(cid:160)i cıa c¡c li¶n k‚t l¥n 3/2) c“n gƒn nh§t. Hai vect(cid:236) m⁄ng c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc bi”u di„n b(cid:240)i a1 = a(3/2, v(cid:160) a2 = a(3/2, −

H…nh 3.1: (a) C§u tr(cid:243)c (cid:230) c(cid:236) s(cid:240) cıa m⁄ng Bravais trong graphene. (b) C¡c

vect(cid:236) (cid:230) c(cid:236) s(cid:240) cıa m⁄ng (cid:31)£o v(cid:160) v(cid:242)ng Brillouin thø nh§t cıa graphene [86].

graphene (cid:31)(cid:247)æc cho b(cid:240)i

(cid:88) (cid:88) (cid:88) (cid:88) (3.1) H = Ea a+ i ai + Eb b+ i bi − t a+ i bj − t b+ i aj,

√ √ 3)a/2, δ2 = (1, − trong (cid:31)(cid:226) < i, j > ch¿ c¡c l¥n c“n gƒn nh§t, ai v(cid:160) a+ l(cid:160) c¡c to¡n tß hıy v(cid:160) i sinh. (cid:30)Łi v(cid:238)i graphene thuƒn, Ea = Eb = 0. Ba vect(cid:236) l¥n c“n gƒn nh§t l(cid:160) 3)a/2, v(cid:160) δ3 = (−1, 0)a. Hamiltonian c(cid:226) th” δ1 = (1,

(cid:31)(cid:247)æc vi‚t l⁄i nh(cid:247) sau

(cid:88) (cid:88) (cid:88) H = −t bri+δ1 − t bri+δ2 − t bri+δ3 a+ ri a+ ri a+ ri

i (cid:88) b+ ri

− t (3.2) ari+δ1 − t ari+δ2 − t ari+δ3,

k a+

i a+ ri

bri+δ1 = (cid:80) trong (cid:31)(cid:226) t = 2.7 eV l(cid:160) th‚ n«ng t(cid:247)(cid:236)ng t¡c giœa 2 nguy¶n tß cacbon gƒn nh§t. Ch(cid:243) (cid:254) r‹ng (cid:80) k bke−ikδ1.

L(cid:160)m t(cid:247)(cid:236)ng t(cid:252) v(cid:238)i c¡c sŁ h⁄ng kh¡c, Hamiltonian c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc vi‚t l⁄i nh(cid:247)

(cid:32) (cid:33) (cid:32) (cid:33) 0 (cid:17) (cid:16) (cid:88) H = , (3.3) b+ k a+ k H12(k) 0 ak bk

H21(k) (cid:240) (cid:31)(cid:226), H12(k) = −t (cid:0)e−ikδ1 + e−ikδ2 + e−ikδ3(cid:1) v(cid:160) H21(k) = −t (cid:0)eikδ1 + eikδ2 + eikδ3(cid:1).

Hamiltonian cho c¡c v(cid:242)ng n«ng l(cid:247)æng cıa graphene

(3.4) E±(k) = ±t(cid:112)3 + f (k),

trong (cid:31)(cid:226),

(cid:32)√ (cid:33) (cid:19) √ cos . f (k) = 2 cos (3.5) 3kya + 4 cos kya 3 2 (cid:18)3kxa 2

√ √ √ √ 3, −2π)/3 3, 2π)/3 T⁄i c¡c (cid:31)i”m K = (2π 3a v(cid:160) K(cid:48) = (2π

3a, E± = 0. Gƒn (cid:31)i”m K, k = K + q v(cid:238)i q t(cid:247)(cid:236)ng (cid:31)Łi nh(cid:228), n«ng l(cid:247)æng cıa electron c(cid:226)

th” (cid:31)(cid:247)æc t‰nh b(cid:240)i

qa. (3.6) E± = ± 3t 2

Hamiltonian quanh (cid:31)i”m K c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc vi‚t l⁄i b(cid:240)i

(cid:32) (cid:33) 0 H(q) = (3.7) = vF (cid:126)σq, 3ta 2 qx − iqy 0 qx + iqy

3.1.2 (cid:30)º d¤n quang cıa graphene

trong (cid:31)(cid:226), vF = 3t a/2(cid:126) = 106 m/s l(cid:160) v“n tŁc Fermi, σ l(cid:160) c¡c ma tr“n Pauli, v(cid:160) (cid:126) l(cid:160) h‹ng sŁ Planck r(cid:243)t g(cid:229)n.

M“t (cid:31)º electron cıa tr⁄ng th¡i |Ψn(cid:105) (cid:31)(cid:247)æc cho b(cid:240)i

(3.8) ρ = |Ψn(cid:105) (cid:104)Ψn| ,

v(cid:160) th(cid:228)a m¢n

= (3.9) i (cid:126)[ρ, H]. dρ dt

Tł ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (3.9), th«ng gi¡ng m“t (cid:31)º electron g¥y ra b(cid:240)i mºt tr(cid:247)(cid:237)ng

ngo(cid:160)i c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc x¡c (cid:31)(cid:224)nh b(cid:240)i

−i(cid:126)δ ˙ρ = [δρ, H] + [ρ, δH]. (3.10)

Gi£ sß r‹ng ρ ∼ e−iωt, ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh tr¶n c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc vi‚t l⁄i nh(cid:247) sau

(cid:126)ωδρ = [δρ, H] + [ρ, δH]. Tł (cid:31)¥y,

−(cid:126)ω (cid:104)k| δρ |k + q(cid:105) = (cid:104)k| [δρ, H] |k + q(cid:105) + (cid:104)k| [ρ, δH] |k + q(cid:105)

= (Ek+q − Ek) (cid:104)k| δρ |k + q(cid:105)

(3.11) + (f (Ek) − f (Ek+q)) (cid:104)k| δH |k + q(cid:105) ,

trong (cid:31)(cid:226), f (E) l(cid:160) h(cid:160)m ph¥n bŁ Fermi. K‚t qu£ thu (cid:31)(cid:247)æc

(cid:104)k| δρ |k + q(cid:105) = (cid:104)k| δH |k + q(cid:105) , (3.12) f (Ek) − f (Ek+q) Ek − Ek+q − (cid:126)ω

Do tr(cid:247)(cid:237)ng ngo(cid:160)i, m“t (cid:31)º electron b(cid:224) th«ng gi¡ng v(cid:160) c¡c electron chuy”n

(cid:31)ºng d(cid:229)c theo chi•u cıa tr(cid:247)(cid:237)ng. DÆng (cid:31)i»n c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc t‰nh b(cid:240)i

k,q

(cid:88) (cid:104)δj(cid:105) = T r(δρj) = (cid:104)k| δρ |k + q(cid:105) (cid:104)k + q| j |k(cid:105) . (3.13)

Kh(cid:230)ng m§t t‰nh tŒng qu¡t, gi£ sß r‹ng tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n d(cid:229)c theo tr(cid:246)c x. K‚t

hæp ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (3.13) v(cid:238)i ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (3.12), dÆng (cid:31)i»n (cid:31)(cid:247)æc vi‚t l⁄i nh(cid:247)

k,q

(cid:88) (3.14) (cid:104)δjx(cid:105) = (cid:104)k| δH |k + q(cid:105) (cid:104)k + q| jx |k(cid:105) , f (Ek) − f (Ek+q) Ek − Ek+q − (cid:126)ω

trong (cid:31)(cid:226), δH = −eEx, e l(cid:160) (cid:31)i»n t‰ch cıa electron, E l(cid:160) (cid:31)i»n tr(cid:247)(cid:237)ng, v(cid:160) dÆng (cid:31)i»n jx = −evx = −(e/(cid:126))∂H/∂kx = −evF σx. V(cid:238)i vx = [H, x]/(i(cid:126)).

(cid:104)k| x |k + q(cid:105) , (3.15) (cid:104)k| vx |k + q(cid:105) =

Ek − Ek+q i(cid:126) 58

Th‚ ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (3.15) v(cid:160)o ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (3.14), (cid:31)º d¤n cıa graphene

tr(cid:240) th(cid:160)nh

k,q

(cid:88) σ(ω) = |(cid:104)k| vx |k + q(cid:105)|2 f (Ek) − f (Ek+q) Ek − Ek+q − (cid:126)ω ie2(cid:126) Ek − Ek+q

(3.16) = σintra(ω) + σinter(ω).

V(cid:238)i c¡c chuy”n d(cid:224)ch trong c(cid:242)ng v(cid:242)ng (intraband transition), c¡c electron di chuy”n trong mºt d£i. V… v“y, |Ek − Ek+q| (cid:28) kBT . (cid:30)º d¤n do c¡c electron

d(cid:224)ch chuy”n trong c(cid:242)ng mºt v(cid:242)ng c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc cho b(cid:240)i

k,q

(cid:88) (3.17) |(cid:104)k| vx |k + q(cid:105)|2 , σintra(ω) = − 2ie2(cid:126) (cid:126)ω ∂f (Ek) ∂Ek

trong (cid:31)(cid:226), thła sŁ 2 (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)(cid:247)a v(cid:160)o nh(cid:247) l(cid:160) (cid:31)º suy bi‚n cıa n«ng l(cid:247)æng do spin up v(cid:160) down. Ch(cid:243) (cid:254) r‹ng vx = vF σx.

(cid:32) (cid:33) eiφk |k(cid:105) = , 1

(3.18) 1 √ 2 vF (cid:0)e−iφk + eiφk+q(cid:1) , (cid:104)k| vx |k + q(cid:105) = 2 |(cid:104)k| vx |k + q(cid:105)|2 = v2 F .

(cid:30)” thu (cid:31)(cid:247)æc ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (3.18), hai d£i n«ng l(cid:247)æng Ek v(cid:160) Ek+q (cid:31)(cid:247)æc cho r‹ng l(cid:160) (cid:31)ı gƒn (cid:31)” c(cid:226) c¡c pha t(cid:247)(cid:236)ng t(cid:252) giœa hai d£i (φk+q − φk ≈ 0). Ch(cid:243)ng

ta c(cid:244)ng c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)a v(cid:160)o tham sŁ t›t dƒn trong (cid:31)º d¤n graphene (cid:31)” xem x†t

qu¡ tr…nh t›t dƒn cıa chuy”n (cid:31)ºng electron trong graphene. (cid:30)º d¤n quang

trong c(cid:242)ng mºt v(cid:242)ng (cid:31)(cid:247)æc bi”u di„n b(cid:240)i [93, 94]

(cid:20) (cid:19)(cid:21) ln 2 cosh , (3.19) σintra(ω) = 2ie2kBT π(cid:126)2(ω + iΓ) (cid:18) EF kBT

(cid:240) (cid:31)(cid:226), EF l(cid:160) th‚ h(cid:226)a h(cid:229)c cıa graphene v(cid:160) kB l(cid:160) h‹ng sŁ Boltzmann. (cid:30)Łi v(cid:238)i graphene thuƒn, EF = 0. Tuy nhi¶n, khi c(cid:226) s(cid:252) xu§t hi»n cıa tr(cid:247)(cid:237)ng ngo(cid:160)i ho(cid:176)c pha t⁄p (doping), EF l(cid:160) kh¡c kh(cid:230)ng v(cid:160) c(cid:226) th” d(cid:247)(cid:236)ng ho(cid:176)c ¥m [95].

(cid:30)º d¤n li¶n v(cid:242)ng (interband conductivity) (cid:31)(cid:247)æc g¥y ra b(cid:240)i chuy”n d(cid:224)ch electron giœa hai v(cid:242)ng. V… v“y, |Ek − Ek+q| (cid:29) kBT . (cid:30)” t‰nh (cid:31)º d¤n li¶n v(cid:242)ng

ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (3.16) (cid:31)(cid:247)æc m(cid:240) rºng

k,q (cid:90) ∞

(cid:88) σinter(ω) = |(cid:104)k| vx |k + q(cid:105)|2 ie2(cid:126) Ek − Ek+q

= f (Ek) − f (Ek+q) Ek − Ek+q − (cid:126)ω v2 F kdkdφk π2 f (E) − f (−E) 4E2 − ((cid:126)ω)2 ie2(cid:126)2ω E

(3.20) × |(cid:104)k| σx |k + q(cid:105)|2 ,

trong (cid:31)(cid:226), thła sŁ 4 l(cid:160) do s(cid:252) suy bi‚n cıa hai tr⁄ng th¡i spin v(cid:160) hai thung

l(cid:244)ng (two valleys).

(cid:32) (cid:33) (cid:32) (cid:33) eiφk −eiφk |k(cid:105) = , |k + q(cid:105) = , 1 √ 2 1 √ 2 1 1

(cid:0)e−iφk − eiφk(cid:1) , (cid:104)k| σx |k + q(cid:105) =

. (3.21) | (cid:104)k| σx |k + q(cid:105) |2 = 1 2 1 − cos φk 2

| (cid:104)k| σx |k + q(cid:105) |2dφk = π.

B¥y gi(cid:237), ch(cid:243)ng ta d„ d(cid:160)ng th§y r‹ng (cid:82) 2π K‚t hæp hai ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (3.20) v(cid:160) (3.21), ch(cid:243)ng ta thu (cid:31)(cid:247)æc bi”u thøc

(cid:31)º d¤n li¶n v(cid:242)ng (cid:31)(cid:247)æc vi‚t d(cid:247)(cid:238)i d⁄ng

(cid:90) ∞ dE (3.22) σinter(ω) = ie2ω π f (E) − f (−E) 4E2 − ((cid:126)ω)2 .

N‚u £nh h(cid:247)(cid:240)ng cıa qu¡ tr…nh t›t dƒn (cid:31)(cid:247)æc x†t (cid:31)‚n trong c¡c t‰nh to¡n,

ω → ω + iΓ, khi (cid:31)(cid:226) (cid:31)º d¤n li¶n v(cid:242)ng c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc vi‚t l⁄i b(cid:240)i

(cid:90) ∞ dE σinter(ω) = ie2(ω + iΓ) π f (E) − f (−E) 4E2 − (cid:126)2(ω + iΓ)2 .

(3.23)

Sß d(cid:246)ng (cid:31)(cid:224)nh ngh(cid:190)a h(cid:160)m Delta Dirac v(cid:160) (cid:240) gi(cid:238)i h⁄n Γ → 0 ho(cid:176)c E r§t

l(cid:238)n, phƒn th(cid:252)c cıa (cid:31)º d¤n li¶n v(cid:242)ng tr(cid:240) th(cid:160)nh

(cid:90) ∞ dE[f (E) − f (−E)] Re σinter(ω) = − e2 2(cid:126)

= , (3.24) e2 4(cid:126) × (δ(2E − (cid:126)ω) + δ(2E + (cid:126)ω)) , sinh((cid:126)ω/2kBT ) cosh((cid:126)ω/2kBT ) + cosh(EF /2kBT )

— gi(cid:238)i h⁄n E (cid:29) kBT ho(cid:176)c gi(cid:238)i h⁄n nhi»t (cid:31)º c(cid:252)c th§p, tanh((cid:126)ω/4kBT ) ≈ 1. Khi (cid:31)(cid:226), Re σinter(ω) = σ0 = e2/4(cid:126) l(cid:160) (cid:31)º d¤n tŒng qu¡t cıa graphene (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)o trong t(cid:160)i li»u [93]. K‚t qu£ th(cid:252)c nghi»m trong t(cid:160)i li»u [93] v(cid:160) c¡c t‰nh

to¡n l(cid:254) thuy‚t cıa ch(cid:243)ng t(cid:230)i (cid:31)• xu§t r‹ng phƒn £o cıa (cid:31)º d¤n li¶n v(cid:242)ng c(cid:226)

th” (cid:31)(cid:247)æc b(cid:228) qua trong gi(cid:238)i h⁄n (cid:31)ang x†t.

(cid:30)Łi v(cid:238)i nghi¶n cøu c¡c t‰nh ch§t quang h(cid:229)c cıa graphene c(cid:226) khe n«ng

l(cid:247)æng, Hamiltonian Dirac (cid:31)(cid:247)æc bi”u di„n b(cid:240)i

(cid:33) (cid:32)

, H(k) = (3.25) vF (cid:126)(kx − iky) −∆ ∆ vF (cid:126)(kx + iky)

(cid:240) (cid:31)(cid:226), 2∆ l(cid:160) khe n«ng l(cid:247)æng giœa hai d£i. C¡c tr(cid:224) ri¶ng cıa Hamiltonian n(cid:160)y cho ta c¡c gi¡ tr(cid:224) n«ng l(cid:247)æng cıa graphene c(cid:226) khe n«ng l(cid:247)æng E± = ±(cid:112)∆2 + v2 (cid:126)2k2.

(cid:33)

|k(cid:105) = , 1 √ 2

(cid:32) (cid:33)

|k + q(cid:105) = . (3.26) 1 √ 2 (cid:32) (cid:112)(E + ∆)/E (cid:112)(E − ∆)/Eeiφk −(cid:112)(E − ∆)/Eeiφk (cid:112)(E + ∆)/E

Sß d(cid:246)ng c(cid:242)ng c¡ch ti‚p c“n cho t‰nh to¡n (cid:31)º d¤n quang cıa graphene

thuƒn, (cid:31)º d¤n li¶n v(cid:242)ng v(cid:160) trong c(cid:242)ng mºt v(cid:242)ng cıa graphene c(cid:226) v(cid:242)ng c§m

(gapped graphene) c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc thu (cid:31)(cid:247)æc [95]

∆

(cid:19) (cid:18) (cid:90) ∞ [f (E) + 1 − f (−E)] dE 1 + σintra =

∆

(cid:18) ∆2 E2 (cid:19) f (E) − f (−E) dE 1 + (3.27) σinter = ie2/π(cid:126)2 ω + iτ −1 (cid:90) ∞ ie2ω π 4E2 − (cid:126)2(ω + iΓ)2 . ∆2 E2

Trong t§t c£ c¡c t‰nh to¡n cho (cid:31)º d¤n graphene, ch(cid:243)ng t(cid:230)i sß d(cid:246)ng bº tham sŁ τ = 20 × 10−14 s v(cid:160) Γ = 0.01 eV. Th‚ h(cid:226)a h(cid:229)c cıa graphene c(cid:226) th” (cid:31)i•u khi”n (cid:31)(cid:247)æc b‹ng c¡ch (cid:31)(cid:176)t v(cid:160)o mºt (cid:31)i»n tr(cid:247)(cid:237)ng Ed [96]

(cid:90) ∞ (3.28) Ed = E[f (E) − f (E + 2Ec)]dE, πε0(cid:126)2v2 F e

trong (cid:31)(cid:226), ε0 l(cid:160) h‹ng sŁ (cid:31)i»n m(cid:230)i ch¥n kh(cid:230)ng. Ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (3.28) cho mºt c¡ch t(cid:247)(cid:236)ng øng th‚ h(cid:226)a h(cid:229)c EF = 0.2, 0.5 v(cid:160) 1 eV øng v(cid:238)i (cid:31)i»n tr(cid:247)(cid:237)ng Ed = 0.33, 1.918 v(cid:160) 7.25 V/nm. Nhœng bi¶n (cid:31)º cıa (cid:31)i»n tr(cid:247)(cid:237)ng l(cid:238)n h(cid:236)n 5

kV/cm (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc chøng minh l(cid:160) g¥y ra c¡c hi»u øng quang phi tuy‚n trong

graphene [97]. (cid:30)¡p øng phi tuy‚n (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc t…m th§y c(cid:226) vai trÆ quan tr(cid:229)ng

h(cid:236)n sŁ h⁄ng tuy‚n t‰nh trong (cid:31)º d¤n quang. Trong t‰nh to¡n cıa ch(cid:243)ng t(cid:230)i v(cid:160) c¡c nghi¶n cøu tr(cid:247)(cid:238)c (cid:31)¥y [96], ch(cid:243)ng t(cid:230)i gi£ sß r‹ng s(cid:252) bi‚n (cid:31)Œi cıa EF

chı y‚u l(cid:160) do pha t⁄p h(cid:226)a h(cid:229)c v(cid:160) do (cid:31)(cid:226) c¡c t‰nh to¡n sß d(cid:246)ng (cid:31)¡p øng quang

tuy‚n t‰nh v¤n cÆn hi»u l(cid:252)c.

3.2 H§p th(cid:246) quang h(cid:229)c cıa graphene

(cid:30)” (cid:31)¡nh gi¡ s(cid:252) h§p th(cid:246) cıa graphene, ch(cid:243)ng ta ph£i bi‚t h» sŁ ph£n x⁄

v(cid:160) truy•n qua cıa graphene tr¶n b• m(cid:176)t n•n b¡n v(cid:230) h⁄n. C¡c h» sŁ n(cid:160)y (cid:31)(cid:247)æc

cho [98, 99]

, rT E =

, tT E =

, rT M =

, (3.29) tT M = k1 − k2 − µ0σ(ω)ω k1 + k2 + µ0σ(ω)ω 2k1 k1 + k2 + µ0σ(ω)ω ε2k1 − ε1k2 + σ(ω)k1k2/ε0ω ε2k1 + ε1k2 + σ(ω)k1k2/ε0ω 2ε1k2 ε2k1 + ε1k2 + σ(ω)k1k2/ε0ω

(cid:113) εmω2/c2 − k2 trong (cid:31)(cid:226), T M v(cid:160) T E k‰ hi»u t(cid:247)(cid:236)ng øng cho c¡c mode tł v(cid:160) (cid:31)i»n ngang, µ0 (cid:107), k(cid:107) l(cid:160) th(cid:160)nh phƒn cıa vecto l(cid:160) (cid:31)º tł th'm ch¥n kh(cid:230)ng. km =

s(cid:226)ng song song v(cid:238)i b• m(cid:176)t, εm l(cid:160) h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i cıa m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng m. (cid:129)nh s¡ng

, (cid:31)‚n tł m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng 1, mºt phƒn truy•n qua m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng 2 v(cid:160) mºt phƒn ph£n x⁄ quay tr(cid:240) l⁄i m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng 1. Khi ¡nh s¡ng t(cid:238)i vu(cid:230)ng g(cid:226)c v(cid:238)i b• m(cid:176)t, k(cid:107) = 0 √ √ rT E = −rT M = r =

ε2 − παg(ω) ε2 + παg(ω) ε1 , √ (3.30) tT E = tT M = t = √ ε1 − √ ε1 + √ 2 √ ε2 + παg(ω) ε1 +

(cid:240) (cid:31)(cid:226), α = 1/137 l(cid:160) h‹ng sŁ vi c§u tr(cid:243)c v(cid:160) g(ω) = σ(ω)/σ0. C(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)º cıa ¡nh s¡ng t(cid:238)i v(cid:160) truy•n qua t(cid:247)(cid:236)ng øng l(cid:160) I0 = 1 |E0|2Re(ε1) v(cid:160) 2 (cid:113) ε0 µ0

|Et|2Re(ε2). E0 v(cid:160) Et l(cid:160) bi¶n (cid:31)º cıa tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n t(cid:238)i v(cid:160) truy•n It = 1 2 (cid:113) ε0 µ0

qua. Khi (cid:31)(cid:226), (cid:31)º h§p th(cid:246) cıa graphene c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc t‰nh b(cid:240)i

(cid:19) |t|2. (cid:18)√ √ (3.31) A = 1 − |r|2 − Re ε2 ε1

(cid:30)Łi v(cid:238)i ch§t n•n (substrate) l(cid:160) v(cid:160)ng, h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i (cid:31)(cid:247)æc l§y m¤u b(cid:240)i m(cid:230)

h…nh Drude [96, 99]

, (3.32) εAu(ω) = 1 − ω2 p ω(ω + iγ)

trong (cid:31)(cid:226), ωp = 9.01 eV l(cid:160) tƒn sŁ plasma cıa v(cid:160)ng, v(cid:160) γ = 0.035 eV l(cid:160) h» sŁ

t›t dƒn.

(cid:30)Łi v(cid:238)i (cid:31)‚ b‹ng silica, h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i (cid:31)(cid:247)æc cho b(cid:240)i [100]

LO − ω2 − iγ0 ω2 ω2 T O − ω2 − iγ0

, (3.33) εSiO2(ω) = ε∞

(cid:240) (cid:31)(cid:226), ε∞ = 1.843, ωLO = 0.154 eV, ωT O = 0.132 eV, v(cid:160) γ0 = 7.64 meV.

3.3 K‚t qu£ t‰nh sŁ v(cid:160) th£o lu“n

3.3.1 PhŒ h§p th(cid:246) cıa graphene t(cid:252) do

H…nh 3.2 bi”u di„n phŒ h§p th(cid:246) cıa graphene t(cid:252) do (graphene kh(cid:230)ng b(cid:224)

ch(cid:224)u £nh h(cid:247)(cid:240)ng cıa ch§t n•n) v(cid:238)i c¡c gi¡ tr(cid:224) cıa th‚ h(cid:226)a h(cid:229)c v(cid:160) n«ng l(cid:247)æng

H…nh 3.2: PhŒ h§p th(cid:246) vu(cid:230)ng g(cid:226)c cıa graphene t(cid:252) do v(cid:238)i (a) c¡c n«ng l(cid:247)æng Fermi kh¡c nhau khi ∆ = 0, v(cid:160) (b) c¡c gi¡ tr(cid:224) n«ng l(cid:247)æng v(cid:242)ng c§m kh¡c nhau (cid:240) EF = 0.

v(cid:242)ng c§m kh¡c nhau. Bi”u thøc gi£i t‰ch trong c¡c phƒn tr(cid:247)(cid:238)c (cid:31)(cid:226) ch¿ ra s(cid:252)

ph(cid:246) thuºc m⁄nh cıa s(cid:252) h§p th(cid:246) v(cid:160)o (cid:31)º d¤n quang cıa graphene. Do (cid:31)(cid:226), s(cid:252)

chuy”n ti‚p trong c(cid:242)ng v(cid:242)ng v(cid:160) giœa c¡c v(cid:242)ng t(cid:247)(cid:236)ng øng v(cid:238)i s(cid:252) h§p th(cid:246) cıa

graphene (cid:240) ch‚ (cid:31)º n«ng l(cid:247)æng th§p v(cid:160) cao. Trong v(cid:242)ng ¡nh s¡ng nh…n th§y,

c¡c k‚t qu£ cıa ch(cid:243)ng t(cid:230)i ph(cid:242) hæp tŁt v(cid:238)i c¡c k‚t qu£ thu (cid:31)(cid:247)æc b(cid:240)i [93] v(cid:238)i σ(ω) = σ0, A ≈ πα ≈ 2.3 % v(cid:160) T ≈ 97.7%. Graphene l(cid:160) trong suŁt gƒn nh(cid:247) tuy»t (cid:31)Łi trong kh(cid:230)ng kh‰. Trong d£i tƒn sŁ GHz-THz ω (cid:28) Γ, khi (cid:31)(cid:226) ω trong m¤u sŁ cıa ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (3.19) c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc b(cid:228) qua. (cid:30)i•u n(cid:160)y cho th§y r‹ng σ(ω) v(cid:160) s(cid:252) h§p th(cid:246) v¤n kh(cid:230)ng (cid:31)Œi v(cid:160) c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc t«ng c(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)¡ng k” b‹ng c¡ch t«ng EF . (cid:30)i•u th(cid:243) v(cid:224) l(cid:160), kho£ng 50% quang n«ng cıa ¡nh s¡ng t(cid:238)i c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc h§p th(cid:246) b(cid:240)i graphene khi EF = 1 eV.

S(cid:252) c(cid:226) m(cid:176)t cıa khe n«ng l(cid:247)æng m(cid:240) ra mºt v(cid:242)ng c§m chuy”n d(cid:224)ch electron (cid:240) n«ng l(cid:247)æng 0 ≤ (cid:126)ω ≤ 2∆. Do (cid:31)(cid:226), khe n«ng l(cid:247)æng l(cid:238)n ng«n c£n chuy”n d(cid:224)ch trong c(cid:242)ng d£i n«ng l(cid:247)æng. Nh(cid:247) c(cid:226) th” th§y trong h…nh 3.2b, s(cid:252) h§p

th(cid:246) cıa graphene trong v(cid:242)ng THz gƒn b‹ng 0 v(cid:160) ch¿ (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)(cid:226)ng g(cid:226)p b(cid:240)i (cid:31)º

3.3.2 PhŒ h§p th(cid:246) cıa graphene tr¶n (cid:31)‚ khŁi

d¤n li¶n v(cid:242)ng.

Trong th(cid:252)c t‚, graphene (cid:31)(cid:247)æc t‰ch hæp tr¶n mºt ch§t n•n. V… v“y, nghi¶n

cøu £nh h(cid:247)(cid:240)ng cıa ch§t n•n l¶n t‰nh ch§t quang h(cid:229)c cıa graphene l(cid:160) mºt

ch…a kh(cid:226)a quan tr(cid:229)ng (cid:31)” thi‚t k‚ c¡c thi‚t b(cid:224) quang h(cid:229)c th‚ h» ti‚p theo d(cid:252)a

tr¶n graphene. C(cid:226) th” th§y, trong h…nh 3.3, s(cid:252) h§p th(cid:246) graphene tr¶n n•n

v(cid:160)ng b¡n v(cid:230) h⁄n trong kh(cid:230)ng kh‰, c¡c electron t(cid:252) do tr¶n b• m(cid:176)t v(cid:160)ng h§p

th(cid:246) v(cid:160) t¡i ph¡t ra c¡c photon t(cid:238)i. K‚t qu£ n(cid:160)y cho th§y graphene thuƒn c(cid:226) (cid:31)º h§p th(cid:246) cao h(cid:236)n graphene tr¶n (cid:31)‚ v(cid:160)ng. |r| ≈ 1 (cid:240) tƒn sŁ th§p v… ε2(ω) → ∞, trong khi ε1(ω) = 1 v(cid:160) g(ω) l(cid:160) c¡c gi¡ tr(cid:224) hœu h⁄n. N«ng l(cid:247)æng quang to(cid:160)n

phƒn (cid:31)(cid:247)æc ph£n x⁄ do s(cid:252) hi»n di»n cıa v(cid:160)ng. C¡c (cid:31)(cid:176)c t‰nh v¤n giœ nguy¶n

b§t k” s(cid:252) bi‚n thi¶n cıa n«ng l(cid:247)æng v(cid:242)ng c§m v(cid:160) møc n«ng l(cid:247)æng Fermi.

Ph¡t hi»n n(cid:160)y c(cid:244)ng gi£i th‰ch t⁄i sao t(cid:247)(cid:236)ng t¡c van der Waals/Casimir giœa

H…nh 3.3: PhŒ h§p th(cid:246) vu(cid:230)ng g(cid:226)c cıa graphene (cid:31)(cid:236)n l(cid:238)p tr¶n n•n v(cid:160)ng v(cid:238)i (a) c¡c n«ng l(cid:247)æng Fermi kh¡c nhau khi ∆ = 0, v(cid:160) (b) c¡c gi¡ tr(cid:224) n«ng l(cid:247)æng v(cid:242)ng c§m kh¡c nhau (cid:240) EF = 0.

hai v“t li»u kim lo⁄i phﬂng c(cid:226) v(cid:160) kh(cid:230)ng c(cid:226) graphene phı l¶n tr¶n (cid:31)•u giŁng

nhau [99]. Ch(cid:243) (cid:254) r‹ng l(cid:252)c t(cid:247)(cid:236)ng t¡c n(cid:160)y d(cid:252)a tr¶n s(cid:252) ph£n x⁄ cıa tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n

tł trong kh(cid:230)ng gian ph¥n c¡ch hai v“t th”. K‚t qu£ l(cid:160), c¡c (cid:31)(cid:176)c t‰nh plasmon

cıa graphene kh(cid:230)ng th” (cid:31)(cid:247)æc khai th¡c khi c¡c ch§t n•n l(cid:160) kim lo⁄i.

H…nh 3.4: PhŒ h§p th(cid:246) vu(cid:230)ng g(cid:226)c cıa graphene (cid:31)(cid:236)n l(cid:238)p tr¶n n•n SiO2 v(cid:238)i (a) c¡c n«ng l(cid:247)æng Fermi kh¡c nhau khi ∆ = 0, v(cid:160) (b) c¡c gi¡ tr(cid:224) n«ng l(cid:247)æng v(cid:242)ng c§m kh¡c nhau (cid:240) EF = 0.

H…nh 3.4 tr…nh b(cid:160)y ti‚t di»n h§p th(cid:246) cıa mºt t§m graphene tr¶n n•n

silica. Ch§t n•n silica (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc sß d(cid:246)ng rºng r¢i (cid:31)” hØ træ c¡c t§m graphene

trong nhi•u th‰ nghi»m v(cid:160) thi‚t b(cid:224). Graphene tr¶n n•n SiO2 h§p th(cid:246) n«ng l(cid:247)æng (cid:31)i»n tł ‰t h(cid:236)n nh(cid:247)ng kho£ng h§p th(cid:246) dao (cid:31)ºng tł 15 % (cid:31)‚n 37 % khi EF v(cid:160) ∆ ti»m c“n 0. Mºt l(cid:247)u (cid:254) r‹ng n«ng l(cid:247)æng v(cid:242)ng c§m kh¡c kh(cid:230)ng g¥y ra s(cid:252) gi£m h§p th(cid:246) (cid:31)¡ng k” (cid:240) n«ng l(cid:247)æng th§p. Gi£m ∆ nhi•u nh§t c(cid:226) th”

3.3.3 PhŒ h§p th(cid:246) cıa h⁄t nano SiO2 (cid:31)(cid:247)æc b(cid:229)c graphene

(cid:31)” tŁi (cid:31)a h(cid:226)a (cid:31)(cid:176)c t‰nh cıa plasmon trong graphene.

C¡c c§u tr(cid:243)c nano c(cid:226) (cid:31)(cid:176)c t‰nh plasmonic m⁄nh h(cid:236)n so v(cid:238)i b£n sao khŁi

cıa ch(cid:243)ng do hi»u øng giam cƒm l(cid:247)æng tß. C¡c t‰nh to¡n l(cid:254) thuy‚t tr¶n cho

th§y c¡c (cid:31)(cid:176)c t‰nh plasmon cıa c¡c linh ki»n nano silica t‰ch hæp graphene

c(cid:226) th” mang t(cid:238)i c¡c t‰nh ch§t th(cid:243) v(cid:224) h(cid:236)n. Gƒn (cid:31)¥y, c¡c h⁄t nano (cid:31)i»n m(cid:230)i

(cid:31)(cid:247)æc b(cid:229)c graphene v(cid:238)i k‰ch th(cid:247)(cid:238)c h⁄t nano tł 16 nm (cid:31)‚n 100 nm (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc

tŒng hæp v(cid:160) nghi¶n cøu chuy¶n s¥u [101, 102] cho nhi•u øng d(cid:246)ng. Ti‚t di»n h§p th(cid:246) Aabs cıa h⁄t nano SiO2 (cid:31)(cid:247)æc b(cid:229)c graphene v(cid:238)i b¡n k‰nh R, (cid:31)(cid:247)æc

cho b(cid:240)i l(cid:254) thuy‚t Mie [103]

l(xm)Ψl(xp) − iσ

l(xm)Ψ(cid:48)

l(xp)

Ψ(cid:48) Ψ(cid:48) Ψl(xm)Ψ(cid:48) , al = ξl(xm)Ψ(cid:48) ξl(xm)Ψl(xp) ξ(cid:48) l(xm)Ψl(xp) − iσ

l(xp) − np nm l(xp) − np nm l(xp) − Ψ(cid:48)

l(xm)Ψl(xp) − iσ

l(xm)Ψ(cid:48)

l(xp

l(xp) − ξ(cid:48)

np nm

Ψ(cid:48) Ψl(xm)Ψ(cid:48) , bl = np nm ξl(xm)Ψl(xp) (cid:113) µ0 ε0εm (cid:113) µ0 ε0εm (cid:113) µ0 ε0εm (cid:113) µ0 ε0εm

l(xm)Ψl(xp) − iσ Re(al + bl) − |al|2 − |bl|2(cid:17) (cid:16)

l=1

ξl(xm)Ψ(cid:48) ∞ (cid:88) (2l + 1) , (3.34) Aabs = λ2 2πεm

√ √ εSiO2 l(cid:160) h» sŁ kh(cid:243)c x⁄ phøc cıa h⁄t nano, nm =

, xp = 2πnpR

εm = 1 trong (cid:31)(cid:226), np = l(cid:160) chi‚t su§t cıa ch¥n kh(cid:230)ng, xm = 2πnmR , Ψl(x) = xjl(x) v(cid:160) ξl(x) = xh(1) l (x) t(cid:247)(cid:236)ng øng l(cid:160) c¡c h(cid:160)m Riccati-Bessel v(cid:160) Riccati-Hankel, jl(x) l(cid:160) h(cid:160)m Bessel cƒu lo⁄i 1 v(cid:160) h(1) l (x) l(cid:160) h(cid:160)m cƒu Hankel lo⁄i 1. H…nh 3.5 bi”u di„n ti‚t di»n h§p th(cid:246) cıa mºt h⁄t nano SiO2 b¡n k‰nh 50nm (cid:31)(cid:247)æc

phı graphene. L(cid:254) thuy‚t Mie (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc sß d(cid:246)ng (cid:31)” thu (cid:31)(cid:247)æc c¡c ph(cid:228)ng (cid:31)o¡n

v• t‰nh to¡n l(cid:254) thuy‚t ph(cid:242) hæp tŁt v(cid:238)i c¡c k‚t qu£ th(cid:252)c nghi»m [103, 104].

Nhœng t‰nh to¡n (cid:31)ƒy (cid:31)ı cıa ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (3.34) (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc hæp thøc h(cid:226)a cho m(cid:229)i k‰ch th(cid:247)(cid:238)c cıa h⁄t nano v(cid:160) d£i b(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng. Khi λ (cid:29) R v(cid:160) σ = 0, ti‚t

di»n h§p th(cid:246) c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc t‰nh to¡n sß d(cid:246)ng gƒn (cid:31)(cid:243)ng gi£ t(cid:190)nh, trong t‰nh to¡n (cid:31)(cid:226) ch¿ sŁ h⁄ng l = 1 l(cid:160) quan tr(cid:229)ng. D„ d(cid:160)ng nh“n th§y r‹ng hai cºng

h(cid:247)(cid:240)ng plasmon cıa h⁄t nano SiO2 b(cid:229)c graphene n‹m trong mi•n tin c“y

cıa l(cid:254) thuy‚t nh(cid:247)ng (cid:31)º d¤n quang h(cid:229)c kh¡c kh(cid:230)ng cıa l(cid:238)p graphene tr¶n b•

m(cid:176)t h⁄t nano d¤n (cid:31)‚n s(cid:252) th§t b⁄i cıa gƒn (cid:31)(cid:243)ng. Hai (cid:31)¿nh trong phŒ (cid:31)(cid:247)æc

quy cho s(cid:252) chuy”n d(cid:224)ch cıa c¡c electron trong graphene v(cid:160) tƒn sŁ cıa c¡c

phonon quang d(cid:229)c v(cid:160) ngang cıa SiO2. V(cid:224) tr‰ cıa cºng h(cid:247)(cid:240)ng (cid:31)ƒu ti¶n r§t nh⁄y v(cid:238)i EF v(cid:160) k‰ch th(cid:247)(cid:238)c cıa h⁄t nano. S(cid:252) t«ng th‚ h(cid:226)a h(cid:229)c l(cid:160)m suy y‚u

s(cid:252) (cid:31)(cid:226)ng g(cid:226)p cıa graphene (cid:31)Łi v(cid:238)i phŒ h§p th(cid:246). Nhœng ti‚n bº c(cid:230)ng ngh»

(cid:31)¢ cho ph†p (cid:31)o ch‰nh x¡c k‰ch th(cid:247)(cid:238)c cıa h⁄t nano. (cid:30)i•u th(cid:243) v(cid:224) l(cid:160) s(cid:252) ch¶nh

l»ch (cid:31)º h§p th(cid:246) giœa hai c(cid:252)c (cid:31)⁄i quang h(cid:229)c l(cid:160) v(cid:160)o kho£ng 1-2 b“c cıa (cid:31)º

l(cid:238)n. Hi»n t(cid:247)æng n(cid:160)y b(cid:224) (cid:31)£o ng(cid:247)æc trong c¡c c§u tr(cid:243)c khŁi.

H…nh 3.5: PhŒ h§p th(cid:246) cıa h⁄t nano SiO2 (cid:31)(cid:247)æc b(cid:229)c graphene c(cid:226) b¡n k‰nh h⁄t R = 50 nm t(cid:247)(cid:236)ng øng v(cid:238)i c¡c møc Fermi kh¡c nhau.

S(cid:252) ph(cid:246) thuºc m⁄nh cıa phŒ quang h(cid:229)c v(cid:160)o k‰ch th(cid:247)(cid:238)c h⁄t nano (cid:31)(cid:247)æc

H…nh 3.6: PhŒ h§p th(cid:246) cıa h⁄t nano SiO2 (cid:31)(cid:247)æc b(cid:229)c graphene c(cid:226) b¡n k‰nh h⁄t lƒn l(cid:247)æt l(cid:160) R = 30 ((cid:31)(cid:228)), 50 (cam) v(cid:160) 80 nm (xanh l¡ c¥y) v(cid:238)i c¡c th‚

h(cid:226)a h(cid:229)c kh¡c nhau. C¡c (cid:31)(cid:247)(cid:237)ng li•n n†t v(cid:160) (cid:31)(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)øt n†t lƒn l(cid:247)æt t(cid:247)(cid:236)ng øng v(cid:238)i EF = 0 v(cid:160) 0.5 eV.

th” hi»n trong h…nh 3.6. V(cid:224) tr‰ cıa (cid:31)¿nh cºng h(cid:247)(cid:240)ng (cid:31)ƒu ti¶n b(cid:224) chuy”n d(cid:224)ch

xanh khi k‰ch th(cid:247)(cid:238)c h⁄t t«ng l¶n. (cid:30)º l(cid:238)n cıa c¡c (cid:31)¿nh cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon

gi£m mºt c¡ch (cid:31)¡ng k” khi b¡n k‰nh gi£m. V(cid:224) tr‰ cıa (cid:31)¿nh cºng h(cid:247)(cid:240)ng thø 2 giœ kh(cid:230)ng (cid:31)Œi khi thay (cid:31)Œi b¡n k‰nh cıa h⁄t nano v(cid:160) EF cıa graphene v…

n(cid:226) ch¿ ph(cid:246) thuºc v(cid:160)o t‰nh ch§t phonon cıa silica. M(cid:176)c d(cid:242) h…nh 3.4 cho th§y (cid:31)º h§p th(cid:246) cıa ch§t n•n SiO2 phı graphene (cid:240) tƒn sŁ th§p (≤ 103 GHz) l(cid:160) l(cid:238)n h(cid:236)n (cid:31)¡ng k” so v(cid:238)i n(cid:226) (cid:240) tƒn sŁ cao h(cid:236)n, k‚t qu£ t‰nh sŁ trong h…nh 3.6

ch¿ ra r‹ng c¡c hi»u øng h…nh h(cid:229)c l(cid:160)m gi£m b(cid:238)t s(cid:252) h§p th(cid:246) m⁄nh (cid:240) tƒn sŁ

th§p. Do (cid:31)(cid:226), c¡c h⁄t nano Silica @ graphene khai th¡c nhi•u h(cid:236)n (cid:240) bøc x⁄

tƒn sŁ cao h(cid:236)n so v(cid:238)i (cid:240) bøc x⁄ tƒn sŁ th§p h(cid:236)n.

Mºt sŁ (cid:31)i”m (cid:31)(cid:176)c bi»t cıa phŒ h§p th(cid:246) trong h…nh 3.5 c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc khai

th¡c (cid:31)” thi‚t k‚ c¡c thi‚t b(cid:224) chuy”n (cid:31)Œi n«ng l(cid:247)æng cıa bøc x⁄ GHz-THz

th(cid:160)nh n«ng l(cid:247)æng (cid:31)i»n. K‚t nŁi s(cid:226)ng GHz-THz v(cid:238)i c¡c c§u tr(cid:243)c graphene d¤n

(cid:31)‚n vi»c l(cid:160)m n(cid:226)ng c(cid:246)c bº. D¢y c¡c h⁄t nano graphene n(cid:160)y c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc thi‚t

k‚ (cid:31)” (cid:31)(cid:247)æc chi‚u s¡ng b(cid:240)i d£i THz. Nhi»t (cid:31)º cıa c¡c h⁄t n(cid:160)y t«ng l¶n v(cid:160) d¤n

(cid:31)‚n s(cid:252) truy•n electron n‚u ch(cid:243)ng (cid:31)(cid:247)æc nŁi v(cid:238)i (cid:31)§t. Mºt (cid:254) t(cid:247)(cid:240)ng t(cid:247)(cid:236)ng t(cid:252) (cid:31)¢

(cid:31)(cid:247)æc ti‚n h(cid:160)nh th(cid:252)c nghi»m trong mºt nghi¶n cøu tr(cid:247)(cid:238)c (cid:31)(cid:226) [105]. Sheldon

v(cid:160) c¡c cºng s(cid:252) (cid:31)¢ ch¿ ra r‹ng c¡c c§u tr(cid:243)c nano kim lo⁄i c(cid:226) th” chuy”n (cid:31)Œi

n«ng l(cid:247)æng ¡nh s¡ng nh…n th§y th(cid:160)nh mºt (cid:31)i»n th‚. (cid:30)i»n th‚ (cid:31)i»n-plasmon

n‹m trong kho£ng tł 10 (cid:31)‚n 100 mV. Do (cid:31)(cid:226), c¡c h» (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)• xu§t cıa ch(cid:243)ng

t(cid:230)i c(cid:226) th” c(cid:226) kh£ n«ng thu (cid:31)(cid:247)æc c¡c hi»u øng (cid:31)i»n-plasmon l(cid:238)n, c(cid:226) øng d(cid:246)ng

rºng r¢i trong nhi•u l(cid:190)nh v(cid:252)c kh¡c nhau.

3.4 K‚t lu“n

Trong ch(cid:247)(cid:236)ng n(cid:160)y, ch(cid:243)ng t(cid:230)i (cid:31)¢ nghi¶n cøu phŒ h§p th(cid:246) cıa c¡c h» c(cid:226)

chøa graphene. Graphene l(cid:160) kh¡ trong suŁt khi n(cid:226) (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)(cid:176)t tr¶n n•n v(cid:160)ng

v… ch§t n•n kim lo⁄i ph£n x⁄ hƒu h‚t n«ng l(cid:247)æng s(cid:226)ng (cid:31)i»n tł. Ch§t n•n silica cho ph†p kho£ng 15 % (cid:31)‚n 37 % n«ng l(cid:247)æng s(cid:226)ng t(cid:238)i b(cid:224) h§p th(cid:246) tr¶n

graphene. S(cid:252) thay (cid:31)Œi cıa n«ng l(cid:247)æng b(cid:224) h§p th(cid:246) ph(cid:246) thuºc v(cid:160)o n«ng l(cid:247)æng

Fermi v(cid:160) n«ng l(cid:247)æng v(cid:242)ng c§m cıa graphene. S(cid:252) h§p th(cid:246) m⁄nh cıa graphene

trong d£i tƒn sŁ GHz-THz c(cid:226) th” b(cid:224) tri»t ti¶u b‹ng c¡ch t«ng (cid:31)º rºng khe

n«ng l(cid:247)æng. C¡c t‰nh ch§t plasmonic trong c§u tr(cid:243)c nano (cid:31)(cid:247)æc chøng minh

l(cid:160) l(cid:238)n h(cid:236)n nhi•u so v(cid:238)i c¡c c§u tr(cid:243)c khŁi c(cid:242)ng lo⁄i. Hai (cid:31)¿nh trong phŒ h§p

th(cid:246) cıa h⁄t nano SiO2 b(cid:229)c graphene c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc sß d(cid:246)ng (cid:31)” t⁄o ra c¡c bº

chuy”n (cid:31)Œi n«ng l(cid:247)æng sß d(cid:246)ng hi»u øng plasmon-(cid:31)i»n.

Ch(cid:247)(cid:236)ng 4

Qu¡ tr…nh t«ng nhi»t cıa h» phøc hæp graphene d(cid:252)a tr¶n t‰nh ch§t plasmonic

Trong ch(cid:247)(cid:236)ng 3 ch(cid:243)ng t(cid:230)i (cid:31)¢ tr…nh b(cid:160)y v(cid:160) (cid:31)(cid:247)a ra c¡c k‚t qu£ nghi¶n

cøu cho t‰nh ch§t plasmonic cıa mºt sŁ c§u tr(cid:243)c nano phøc hæp d(cid:252)a tr¶n

graphene. Tuy nhi¶n, hi»u øng quang nhi»t cıa c¡c c§u tr(cid:243)c nano phøc hæp

chøa graphene v¤n ch(cid:247)a (cid:31)(cid:247)æc nghi¶n cøu. (cid:30)” nghi¶n cøu v§n (cid:31)• n(cid:160)y, ch(cid:243)ng

t(cid:230)i s‡ tr…nh b(cid:160)y ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p t‰nh to¡n l(cid:254) thuy‚t cho qu¡ tr…nh t«ng nhi»t

plasmonic cıa h» phøc hæp graphene (cid:31)a l(cid:238)p bao g(cid:231)m mºt m⁄ng (cid:230) vu(cid:230)ng

cıa c¡c (cid:31)(cid:190)a graphene (cid:31)(cid:176)t tr¶n l(cid:238)p (cid:31)i»n m(cid:230)i m(cid:228)ng n‹m tr¶n (cid:31)‚ silicon d(cid:247)(cid:238)i

t¡c d(cid:246)ng cıa laser h(cid:231)ng ngo⁄i. PhŒ quang h(cid:229)c v(cid:160) c¡c (cid:31)¿nh cºng h(cid:247)(cid:240)ng ph(cid:246)

thuºc r§t m⁄nh v(cid:160)o c§u tr(cid:243)c cıa h» c(cid:244)ng nh(cid:247) sŁ l(cid:238)p graphene tr¶n mºt (cid:230)

m⁄ng. D(cid:247)(cid:238)i t¡c d(cid:246)ng cıa laser h(cid:231)ng ngo⁄i, c¡c (cid:31)(cid:190)a graphene h§p th(cid:246) quang

n«ng v(cid:160) giam cƒm s(cid:226)ng (cid:31)i»n tł, v… v“y m(cid:160) nhi»t (cid:31)º trong h» t«ng l¶n r§t

nhi•u so v(cid:238)i tr(cid:247)(cid:237)ng hæp kh(cid:230)ng c(cid:226) graphene. M(cid:230) h…nh cıa ch(cid:243)ng t(cid:230)i t‰nh to¡n

(cid:31)(cid:247)æc ph¥n bŁ nhi»t cıa h» (cid:240) tr⁄ng th¡i Œn (cid:31)(cid:224)nh. Ngo(cid:160)i ra, c¡c c(cid:230)ng thøc

gi£i t‰ch m(cid:160) ch(cid:243)ng t(cid:230)i (cid:31)(cid:247)a ra cho th§y mŁi t(cid:247)(cid:236)ng quan ch(cid:176)t ch‡ giœa c(cid:247)(cid:237)ng

(cid:31)º chi‚u s¡ng, (cid:31)º rºng v(cid:242)ng chi‚u, v(cid:160) (cid:31)º d¤n nhi»t cıa l(cid:238)p (cid:31)i»n m(cid:230)i. (cid:30)”

minh chøng cho t‰nh øng d(cid:246)ng cıa m(cid:230) h…nh l(cid:254) thuy‚t cıa m…nh, ch(cid:243)ng t(cid:230)i

c(cid:226) so s¡nh c¡c k‚t qu£ t‰nh to¡n thu (cid:31)(cid:247)æc b(cid:240)i m(cid:230) h…nh n(cid:160)y v(cid:160) cho nhœng d(cid:252)

(cid:31)o¡n kh¡ tr(cid:242)ng kh(cid:238)p. K‚t qu£ nghi¶n cøu tr…nh b(cid:160)y trong ch(cid:247)(cid:236)ng n(cid:160)y (cid:31)¢

(cid:31)(cid:247)æc (cid:31)«ng tr¶n t⁄p ch‰ Physica Status Solidi-Rapid Research Letters l(cid:160) t⁄p

ch‰ ISI c(cid:226) uy t‰n h⁄ng Q1.

4.1 Gi(cid:238)i thi»u

Nh(cid:247) (cid:31)¢ th£o lu“n (cid:240) c¡c ch(cid:247)(cid:236)ng tr(cid:247)(cid:238)c, hi»u øng quang nhi»t (cid:31)(cid:247)æc quan

t¥m r§t nhi•u do c¡c øng d(cid:246)ng trong vi»c t«ng c(cid:247)(cid:237)ng qu¡ tr…nh bay h(cid:236)i d(cid:247)(cid:238)i

t¡c d(cid:246)ng ¡nh s¡ng m(cid:176)t tr(cid:237)i [107], l(cid:247)u trœ dœ li»u quang h(cid:229)c [108], (cid:31)i•u tr(cid:224)

ung th(cid:247) [109, 110], ti¶u di»t vi khu'n [111], v(cid:160) l(cid:160)m l⁄nh c¡c thi‚t b(cid:224) [112].

(cid:129)nh s¡ng t(cid:238)i s‡ k‰ch th‰ch plasmon b• m(cid:176)t cıa c¡c v“t li»u c(cid:226) t‰nh kim

lo⁄i trong c¡c h» quang nhi»t v(cid:160) b(cid:224) giam cƒm l⁄i b¶n trong nhœng c§u tr(cid:243)c

n(cid:160)y. S(cid:252) giam cƒm s(cid:226)ng (cid:31)i»n tł n(cid:160)y ch‰nh l(cid:160) qu¡ tr…nh h§p th(cid:246) ¡nh s¡ng.

Phƒn quang n«ng b(cid:224) h§p th(cid:246) s‡ chuy”n h(cid:226)a th(cid:160)nh nhi»t. Do (cid:31)(cid:226), (cid:31)i•u khi”n

(cid:31)(cid:247)æc m“t (cid:31)º electron hay c¡c c§u tr(cid:243)c plasmonic trong h» s‡ t⁄o ra h§p

th(cid:246) nhi»t c(cid:246)c bº v(cid:160) ki”m so¡t dÆng nhi»t (cid:31)º theo (cid:254) muŁn. Th(cid:230)ng th(cid:247)(cid:237)ng,

c¡c øng d(cid:246)ng quang nhi»t sß d(cid:246)ng kim lo⁄i nh(cid:247) v(cid:160)ng hay b⁄c v… ch(cid:243)ng c(cid:226)

m“t (cid:31)º electron t(cid:252) do kh¡ cao v(cid:160) chuy”n h(cid:226)a quang n«ng sang nhi»t n«ng

tŁt [113, 114]. Tuy nhi¶n, th(cid:237)i gian sŁng cıa plasmon trong nhœng kim lo⁄i

n(cid:160)y l⁄i c(cid:226) gi(cid:238)i h⁄n v… v“y m(cid:160) tuŒi th(cid:229) thi‚t b(cid:224) c(cid:244)ng nh(cid:247) giam cƒm quang

h(cid:229)c b(cid:224) r(cid:243)t ng›n (cid:31)i r§t nhi•u. Trong khi (cid:31)(cid:226), graphene (cid:31)(cid:247)æc bi‚t (cid:31)‚n nh(cid:247) l(cid:160)

v“t li»u plasmonic ti•m n«ng [115(cid:21)117], c(cid:226) th” giam cƒm r§t m⁄nh tr(cid:247)(cid:237)ng

(cid:31)i»n tł nh(cid:247)ng l⁄i l(cid:160)m th§t tho¡t r§t ‰t n«ng l(cid:247)æng [118]. T‰nh ch§t quang v(cid:160)

(cid:31)i»n cıa graphene c(cid:226) th” thay (cid:31)Œi d„ d(cid:160)ng b‹ng vi»c doping, (cid:31)(cid:176)t v(cid:160)o tr(cid:247)(cid:237)ng

ngo(cid:160)i, v(cid:160) ti¶m v(cid:160)o c¡c dÆng (cid:31)i»n [117]. V… sŁ electron t(cid:252) do trong graphene

l(cid:160) kh¡ nh(cid:228) n¶n c¡c cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon (cid:31)(cid:247)æc ghi nh“n nhi•u nh§t trong

v(cid:242)ng h(cid:231)ng ngo⁄i (nh(cid:247) (cid:31)¢ tr…nh b(cid:160)y trong ch(cid:247)(cid:236)ng 3) v(cid:160) (cid:31)i•u n(cid:160)y l(cid:160)m gi£m

(cid:31)i nhœng th§t tho¡t nhi»t so v(cid:238)i c¡c kim lo⁄i th(cid:230)ng th(cid:247)(cid:237)ng. Do (cid:31)(cid:226), c¡c h»

phøc hæp c(cid:226) chøa graphene (cid:31)ang thu h(cid:243)t (cid:31)(cid:247)æc s(cid:252) quan t¥m cıa nhi•u nh(cid:160)

khoa h(cid:229)c tr¶n th‚ gi(cid:238)i v(cid:160) n(cid:226) c(cid:244)ng th” hi»n (cid:31)(cid:247)æc r§t nhi•u t‰nh ch§t r§t l(cid:254)

th(cid:243).

C(cid:226) mºt sŁ ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p hay d(cid:242)ng trong nghi¶n cøu t‰nh ch§t cıa c¡c

thi‚t b(cid:224) graphene. Trong khi ti‚n h(cid:160)nh c¡c th(cid:252)c nghi»m th… r§t (cid:31)›t (cid:31)(cid:228) v(cid:160) m(cid:230)

ph(cid:228)ng th… tŁn r§t nhi•u th(cid:237)i gian m(cid:160) t‰nh ch‰nh x¡c c(cid:244)ng ch(cid:247)a th“t s(cid:252) rª

r(cid:160)ng, th… c¡c ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p l(cid:254) thuy‚t c(cid:226) th” t‰nh hi»u qu£ v(cid:160) nhanh. Ngo(cid:160)i

ra ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p t‰nh l(cid:254) thuy‚t gi(cid:243)p ch(cid:243)ng ta hi”u (cid:31)(cid:247)æc c¡c c(cid:236) ch‚ v“t l(cid:254) 'n

chøa (cid:31)‹ng sau nhœng thi‚t k‚ phøc t⁄p cıa c¡c thi‚t b(cid:224). C¡c k‚t qu£ t‰nh

l(cid:254) thuy‚t n(cid:160)y c(cid:244)ng c(cid:226) th” t⁄o ra mºt l(cid:247)æng c(cid:236) s(cid:240) dœ li»u r§t l(cid:238)n (cid:31)” ph(cid:246)c

v(cid:246) cho nghi¶n cøu Machine Learning v(cid:160) Deep Learning. V… v“y, vi»c t⁄o ra

nhœng m(cid:230) h…nh l(cid:254) thuy‚t hi»u qu£ cho ch‚ t⁄o thi‚t b(cid:224) trong th(cid:252)c t‚ c£ v•

m(cid:176)t k‰ch th(cid:247)(cid:238)c v(cid:160) c§u h…nh l(cid:160) (cid:31)i•u v(cid:230) c(cid:242)ng cƒn thi‚t.

4.2 T‰nh ch§t plasmonic v(cid:160) ph¥n bŁ nhi»t

trong c§u tr(cid:243)c nano phøc hæp chøa graphene

Trong phƒn n(cid:160)y, ch(cid:243)ng t(cid:230)i s‡ (cid:31)(cid:247)a ra c¡c t‰nh to¡n l(cid:254) thuy‚t cho t‰nh

ch§t plasmonic cıa c§u tr(cid:243)c nano chøa graphene v(cid:160) ph¥n bŁ nhi»t (cid:31)º trong

h» khi (cid:31)(cid:247)æc chi‚u s¡ng b(cid:240)i (cid:31)–n laser h(cid:231)ng ngo⁄i. H» phøc hæp m(cid:160) ch(cid:243)ng t(cid:230)i

nghi¶n cøu (cid:240) (cid:31)¥y (nh(cid:247) mi¶u t£ tr¶n h…nh 4.1) (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc ch‚ t⁄o v(cid:160) c(cid:230)ng bŁ

trong mºt b(cid:160)i b¡o tr¶n t⁄p ch‰ Nature Materials [115] n«m 2018. Trong b(cid:160)i

b¡o (cid:31)(cid:226) [115], c¡c t¡c gi£ ch‚ t⁄o h» graphene phøc hæp n(cid:160)y (cid:31)” d(cid:242)ng cho øng

d(cid:246)ng c£m bi‚n h(cid:231)ng ngo⁄i. Nhœng t‰nh to¡n trong m(cid:230) h…nh l(cid:254) thuy‚t cıa

ch(cid:243)ng t(cid:230)i cho ph†p (cid:31)¡nh gi¡ vai trÆ cıa graphene plasmon trong vi»c giam

cƒm quang n«ng v(cid:160) t⁄o ra ph¥n bŁ nhi»t. Ngo(cid:160)i ra, ch(cid:243)ng t(cid:230)i c(cid:244)ng (cid:31)(cid:247)a ra

nhœng t‰nh to¡n v(cid:160) ph¥n t‰ch cho £nh h(cid:247)(cid:240)ng cıa l(cid:238)p (cid:31)i»n m(cid:230)i l¶n nhœng

ph¥n bŁ nhi»t n(cid:160)y.

Nh(cid:247) ta c(cid:226) th” nh…n tr¶n h…nh 4.1, h» phøc hæp graphene cıa ch(cid:243)ng t(cid:230)i

g(cid:231)m c(cid:226) mºt (cid:230) m⁄ng h…nh vu(cid:230)ng cıa c¡c (cid:31)(cid:190)a nano (cid:31)(cid:176)t tr¶n l(cid:238)p (cid:31)i»n m(cid:230)i m(cid:228)ng

l(cid:160)m b‹ng v“t li»u carbon gƒn v(cid:238)i kim c(cid:247)(cid:236)ng. T§t c£ l⁄i (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)(cid:176)t tr¶n (cid:31)‚ b‹ng silicon. ˘ m⁄ng vu(cid:230)ng (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)(cid:176)c tr(cid:247)ng b(cid:240)i h‹ng sŁ m⁄ng a = 270 nm, k‰ch th(cid:247)(cid:238)c cıa (cid:31)(cid:190)a graphene D = 210 nm, v(cid:160) sŁ l(cid:238)p cıa graphene tr¶n mºt (cid:31)(cid:190)a N . (cid:30)º dƒy cıa l(cid:238)p (cid:31)i»n m(cid:230)i l(cid:160) h = 60 nm theo (cid:31)(cid:243)ng thi‚t k‚ cıa b(cid:160)i

b¡o Nature Materials [115]. Khi k‰ch th(cid:247)(cid:238)c cıa c¡c (cid:31)(cid:190)a graphene r§t nh(cid:228) so

H…nh 4.1: (a) H» graphene nh…n tł tr¶n xuŁng v(cid:160) (b) nh…n theo m(cid:176)t c›t

ngang v(cid:238)i c¡c th(cid:230)ng sŁ c§u tr(cid:243)c.

v(cid:238)i b(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng cıa ¡nh s¡ng chi‚u t(cid:238)i, ch(cid:243)ng t(cid:230)i sß d(cid:246)ng gƒn (cid:31)(cid:243)ng gi£ t(cid:190)nh

k‚t hæp v(cid:238)i m(cid:230) h…nh l(cid:247)(cid:239)ng c(cid:252)c (cid:31)” (cid:31)(cid:247)a ra bi”u thøc gi£i t‰ch cho (cid:31)º ph¥n c(cid:252)c

cıa (cid:31)(cid:190)a graphene [117, 119(cid:21)121] nh(cid:247) sau

ζ 2 α(ω) = D3 , (4.1) ε1 + ε2 2 1 − −iωD ε1 + ε2 2σ(ω) η

(cid:240) (cid:31)¥y, ε1 = 1, ε2 = 6.25, ε3 = 11.56, ω l(cid:160) tƒn sŁ, ζ v(cid:160) η l(cid:160) c¡c tham sŁ h…nh

h(cid:229)c (cid:31)(cid:247)æc t‰nh tł gƒn (cid:31)(cid:243)ng b“c th§p nh§t cıa m(cid:230) h…nh l(cid:247)(cid:239)ng c(cid:252)c plasmon.

Bi”u thøc gi£i t‰ch cıa ζ v(cid:160) η ph(cid:246) thuºc v(cid:160) c§u tr(cid:243)c h…nh h(cid:229)c v(cid:160) (cid:31)º dƒy cıa

l(cid:238)p graphene (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)(cid:247)a ra (cid:240) mºt nghi¶n cøu gƒn (cid:31)¥y [120]. Trong gƒn

(cid:31)(cid:243)ng pha ng¤u nhi¶n v(cid:238)i vect(cid:236) s(cid:226)ng song song b‹ng kh(cid:230)ng, (cid:240) v(cid:242)ng tƒn sŁ h(cid:231)ng ngo⁄i, (cid:31)º d¤n quang h(cid:229)c cıa l(cid:238)p graphene N l(cid:238)p (cid:31)(cid:247)æc t‰nh b‹ng [117]

, σ(ω) = (4.2) N e2i|EF | π(cid:126)2 (ω + iτ −1)

trong (cid:31)(cid:226), e l(cid:160) (cid:31)i»n t‰ch cıa electron, (cid:126) l(cid:160) h‹ng sŁ Planck r(cid:243)t g(cid:229)n, τ l(cid:160) th(cid:237)i gian suy tho¡i cıa (cid:31)i»n t‰ch, v(cid:160) EF l(cid:160) th‚ h(cid:226)a h(cid:229)c. — (cid:31)¥y, ch(cid:243)ng t(cid:230)i (cid:31)¢ gi£

sß r‹ng £nh h(cid:247)(cid:240)ng cıa (cid:31)º d¤n quang h(cid:229)c theo ph(cid:247)(cid:236)ng thﬂng (cid:31)øng l(cid:160) r§t

nh(cid:228) v(cid:160) c(cid:226) th” b(cid:228) qua, (cid:31)º d¤n theo m(cid:176)t ngang (cid:31)(cid:236)n gi£n l(cid:160) s(cid:252) ch(cid:231)ng ch“p (cid:31)º d¤n cıa tłng l(cid:238)p. Th(cid:230)ng th(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)º d¤n quang h(cid:229)c σ(ω) chøa hai th(cid:160)nh

phƒn t(cid:247)(cid:236)ng øng v(cid:238)i chuy”n d(cid:224)ch cıa electron trong nºi v(cid:242)ng (interband)

ho(cid:176)c li¶n v(cid:242)ng (intraband). Tuy nhi¶n, trong v(cid:242)ng h(cid:231)ng ngo⁄i, (cid:31)º d¤n do

electron d(cid:224)ch chuy”n trong c(cid:242)ng mºt v(cid:242)ng chi‚m (cid:247)u th‚ ho(cid:160)n to(cid:160)n. (cid:30)i•u

n(cid:160)y (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc th” hi»n v(cid:160) tr…nh b(cid:160)y rª r(cid:160)ng trong Ch(cid:247)(cid:236)ng 3.

H» sŁ ph£n x⁄ v(cid:160) truy•n qua cıa c§u tr(cid:243)c nano d(cid:252)a tr¶n graphene l(cid:160)

√

[117, 121]

ε2h) √

ε2h)

c √

ε2h) √

, t13 =

ε2h)

(4.3) r13 = t12t23ei( ω 1 + r12r23e2i( ω r12 + r23e2i( ω 1 + r12r23e2i( ω

trong (cid:31)(cid:226),

√

, , √ √ √ √ √ ε1 √ t0 = r0 = ε2 − ε2 + 2 ε2 + ε1

, , r12 = r0 − ist0 α−1 − γ t12 = t0 + √

, , √ √ √ ε2 √ r23 = t23 = ε3 − ε3 + ε2

, s = γ ≈ + is, √ √ (4.4) 4π a2 ε1 ε1 is(1 − r0) α−1 − γ √ ε22 √ ε2 ω/c ε2 + ε1 2 ε3 + 2 g a3 ε1 + ε2

(cid:240) (cid:31)¥y, c l(cid:160) tŁc (cid:31)º cıa ¡nh s¡ng, g ≈ 4.52 l(cid:160) t(cid:247)(cid:236)ng t¡c l(cid:247)(cid:239)ng c(cid:252)c tŒng cºng tr¶n to(cid:160)n m⁄ng (cid:230) vu(cid:230)ng, rpq v(cid:160) tpq l(cid:160) c¡c h» sŁ ph£n x⁄ v(cid:160) truy•n qua cıa c¡c v“t li»u 3D t⁄i b• m(cid:176)t ph¥n c¡ch khi tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n tł (cid:31)i tł m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng p sang q. Tł (cid:31)(cid:226), ta c(cid:226) th” t‰nh (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)º truy•n qua |t13|2 ≡ |t13(N )|2 cho N > 0 v(cid:160) N = 0 t(cid:247)(cid:236)ng øng v(cid:238)i h» c(cid:226) v(cid:160) kh(cid:230)ng c(cid:226) c¡c (cid:31)(cid:190)a graphene tr¶n b• m(cid:176)t. (cid:30)Łi

v(cid:238)i th(cid:252)c nghi»m, ng(cid:247)(cid:237)i ta (cid:31)o phŒ quang h(cid:229)c d“p t›t cıa h» graphene n(cid:160)y b‹ng (cid:31)º l»ch t(cid:247)(cid:236)ng (cid:31)Łi cıa (cid:31)º truy•n qua 1-|t13(N )|2/t13(N = 0)|2. C¡ch t‰nh n(cid:160)y cho ph†p ch(cid:243)ng ta (cid:31)¡nh gi¡ (cid:31)(cid:247)æc kh£ n«ng giam cƒm tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n

tł cıa graphene plasmons.

H…nh 4.2: K‚t qu£ t‰nh to¡n l(cid:254) thuy‚t cıa phŒ d“p t›t cho c¡c h» phøc hæp

graphene g(cid:231)m mºt m⁄ng (cid:230) vu(cid:230)ng cıa c¡c (cid:31)(cid:190)a graphene (cid:31)a l(cid:238)p (cid:31)(cid:176)t tr¶n l(cid:238)p (cid:31)i»n m(cid:230)i m(cid:228)ng v(cid:238)i EF = 0.45 eV v(cid:160) (cid:126)τ −1 = 0.03 eV, v(cid:238)i sŁ l(cid:238)p graphene N kh¡c nhau tr¶n mºt (cid:31)(cid:190)a.

H…nh 4.2 bi”u di„n phŒ quang h(cid:229)c d“p t›t cıa h» phøc hæp graphene v(cid:238)i

sŁ l(cid:238)p graphene kh¡c nhau tr¶n mºt (cid:31)(cid:190)a sß d(cid:246)ng ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (4.3) v(cid:160) (4.4).

K‚t qu£ t‰nh sŁ cıa ch(cid:243)ng t(cid:230)i (cid:31)¢ cho th§y r‹ng (cid:31)¿nh quang h(cid:229)c cıa m⁄ng

(cid:230) vu(cid:230)ng c¡c (cid:31)(cid:190)a graphene 3 l(cid:238)p (cid:240) kho£ng 0.1 eV. K‚t qu£ n(cid:160)y ho(cid:160)n to(cid:160)n

tr(cid:242)ng kh(cid:238)p v(cid:238)i k‚t qu£ th(cid:252)c nghi»m [115]. S(cid:252) t(cid:231)n t⁄i cıa graphene plasmon

tr¶n b• m(cid:176)t l(cid:238)p (cid:31)i»n m(cid:230)i l(cid:160)m gi£m (cid:31)º truy•n qua cıa tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)i»n tł xuy¶n qua c¡c h» n(cid:160)y. T«ng sŁ l(cid:238)p graphene N s‡ l(cid:160)m (cid:31)¿nh cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmonic

cıa h» d(cid:224)ch chuy”n xanh v(cid:160) l(cid:160)m t«ng bi¶n (cid:31)º cıa c¡c t‰n hi»u quang h(cid:229)c (cid:31)o (cid:31)(cid:247)æc trong th(cid:252)c nghi»m. Trong khi (cid:31)(cid:226), (cid:31)º ph£n x⁄ (cid:240) b(cid:247)(cid:238)c s(cid:226)ng ω ≈ 0.1 eV

th… l⁄i gƒn nh(cid:247) kh(cid:230)ng thay (cid:31)Œi. T‰nh to¡n n(cid:160)y kh(cid:230)ng (cid:31)(cid:247)æc th” hi»n trong

h…nh 4.2 nh(cid:247)ng n(cid:226) l(cid:160) k‚t qu£ t‰nh sŁ tł ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (4.3) v(cid:160) (4.4). Ngo(cid:160)i

ra, vi»c x‚p ch(cid:231)ng th¶m l(cid:238)p graphene c(cid:244)ng l(cid:160)m m(cid:240) rºng th¶m b• ngang cıa

phŒ d“p t›t. T‰nh ch§t n(cid:160)y cho th§y quang n«ng trong v(cid:242)ng h(cid:231)ng ngo⁄i b(cid:224)

giam cƒm c(cid:160)ng nhi•u trong h» khi ch(cid:243)ng ta t«ng sŁ l(cid:238)p cıa (cid:31)(cid:190)a graphene.

Phƒn n«ng l(cid:247)æng b(cid:224) giam cƒm trong h» c(cid:226) th” (cid:31)o (cid:31)(cid:247)æc mºt c¡ch gi¡n ti‚p

th(cid:230)ng qua ph¥n bŁ nhi»t (cid:31)º t«ng l¶n do qu¡ tr…nh chuy”n h(cid:226)a quang n«ng

th(cid:160)nh nhi»t n«ng.

D(cid:247)(cid:238)i t¡c d(cid:246)ng cıa laser h(cid:231)ng ngo⁄i, c£ l(cid:238)p (cid:31)i»n m(cid:230)i v(cid:160) c¡c (cid:31)(cid:190)a graphene

(cid:31)•u h§p th(cid:246) ¡nh s¡ng v(cid:160) n(cid:226)ng l¶n. Phƒn nhi»t (cid:31)º t«ng l¶n bi”u di„n trong h» t(cid:229)a (cid:31)º tr(cid:246) ∆T ≡ ∆T (ρ, z), tu¥n theo ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh truy•n nhi»t v(cid:160) t¡n

x⁄ nhi»t. V… c¡c (cid:31)(cid:190)a graphene l(cid:160) v“t li»u 2 chi•u, (cid:31)º d¤n nhi»t s‡ c(cid:226) t‰nh d(cid:224)

h(cid:247)(cid:238)ng. V… v“y, ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh truy•n v(cid:160) t¡n x⁄ nhi»t trong l(cid:238)p chøa c¡c (cid:31)(cid:190)a

graphene (cid:31)(cid:176)t l¶n nhau l(cid:160)

w2 e−ν1z,

(cid:18) (cid:19) ρ (4.5) + κ1⊥ κ1(cid:107) 1 ρ d dρ d∆T dρ d2∆T dz2 = p0e− 2ρ2

trong (cid:31)(cid:226), p0 l(cid:160) c(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)º laser tr¶n mºt (cid:31)(cid:236)n v(cid:224) th” t‰ch, w l(cid:160) (cid:31)º rºng v(cid:242)ng chi‚u s¡ng, ν1 l(cid:160) (cid:31)º h§p th(cid:246) quang h(cid:229)c, κ1(cid:107) v(cid:160) κ1⊥ l(cid:160) (cid:31)º d¤n nhi»t theo ph(cid:247)(cid:236)ng ngang v(cid:160) thﬂng (cid:31)øng cıa l(cid:238)p (cid:31)ang nghi¶n cøu. (cid:30)º d¤n nhi»t n(cid:160)y

ph(cid:246) thuºc r§t l(cid:238)n v(cid:160)o (cid:31)º bao phı (chi‚m d(cid:246)ng) cıa graphene plasmons trong l(cid:238)p (cid:31)(cid:226). (cid:30)º bao phı (cid:31)(cid:247)æc t‰nh b‹ng fp = πD2/4a2. B‹ng c¡ch sß d(cid:246)ng l(cid:254) thuy‚t Maxwell-Garnett (MG) cho gƒn (cid:31)(cid:243)ng m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng hi»u d(cid:246)ng, κ1(cid:107) v(cid:160)

κ1⊥ (cid:31)(cid:247)æc t‰nh b‹ng

(cid:107),⊥ + 2κm) + 3fpκbulk (cid:107),⊥ (cid:107),⊥ + 2κm) + 3fpκm

(cid:107) ≈ 630 W/m/K [122, 123] v(cid:160) κbulk

, (4.6) κ1(cid:107),⊥ = κm (1 − fp)(κbulk (1 − fp)(κbulk

(cid:240) (cid:31)¥y κbulk ⊥ ≈ 6 W/m/K [123] l(cid:160) c¡c (cid:31)º d¤n nhi»t t(cid:247)(cid:236)ng øng cıa t§m graphene l(cid:238)n, v(cid:160) κm ≈ 0.6 W/m/K l(cid:160) (cid:31)º d¤n

nhi»t cıa m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng. Trong tr(cid:247)(cid:237)ng hæp n(cid:160)y m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng l(cid:160) kh(cid:230)ng kh‰.

√ 2πωIm(α(ω))/c Ch(cid:243)ng ta c(cid:226) th” t‰nh (cid:31)º h§p th(cid:246) ν1 ≈ Qabs/a2L, (cid:240) (cid:31)¥y √ Qabs = 4

ε1 + ε2 l(cid:160) ti‚t di»n d“p t›t v(cid:160) L = N δ l(cid:160) (cid:31)º dƒy cıa (cid:31)(cid:190)a graphene v(cid:238)i δ = 0.335 nm. B¶n trong l(cid:238)p (cid:31)i»n m(cid:230)i, ph(cid:247)(cid:236)ng

tr…nh khu‚ch t¡n nhi»t l(cid:160)

w2 e−ν1L−ν2(z−L),

(cid:18) (cid:19) (cid:21) ρ + (4.7) = p0e− 2ρ2 κ2 (cid:20)1 ρ d dρ d∆T dρ d2∆T dz2

trong (cid:31)(cid:226), κ2 ≈ 0.6 W/K/m [124] l(cid:160) (cid:31)º d¤n nhi»t cıa l(cid:238)p (cid:31)i»n m(cid:230)i v(cid:160) (cid:31)º h§p th(cid:246) ν2 ≈ 1.5 µm−1 cıa l(cid:238)p (cid:31)i»n m(cid:230)i. (cid:30)” (cid:31)(cid:236)n gi£n h(cid:226)a c¡c t‰nh to¡n, ch(cid:243)ng t(cid:230)i gi£ sß r‹ng (cid:31)‚ silicon (cid:31)(cid:247)æc giœ (cid:240) nhi»t (cid:31)º phÆng th(cid:230)ng qua mºt m¡y (cid:31)i•u

hÆa nhi»t (cid:31)º. (cid:30)i•u ki»n bi¶n n(cid:160)y (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc ¡p d(cid:246)ng cho c¡c th‰ nghi»m trong

b(cid:160)i b¡o gƒn (cid:31)¥y tr¶n Journal of Applied Physics [125].

(cid:30)” gi£i c¡c ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh vi ph¥n n(cid:160)y, ch(cid:243)ng t(cid:230)i sß d(cid:246)ng bi‚n (cid:31)Œi Hankel

transform cho c¡c ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh tr¶n theo ρ v(cid:160) n(cid:226) cho ra k‚t qu£

8 e−ν1z, 0 ≤ z ≤ L(4.8)

= e− u2w2 −κ1(cid:107)u2Θ(u, z)+κ1⊥

8 e−ν1L

(cid:21) = e− u2w2 (cid:20) −u2Θ(u, z)+ κ2 d2Θ(u, z) dz2 d2Θ(u, z) dz2 ν1P0(1 − R) 2π ν2P0(1 − R) 2π

× e−ν2(z−L), L ≤ z ≤ L + h (4.9)

(cid:240) (cid:31)¥y, ∆T (ρ, z) = (cid:82) ∞ 0 Θ(u, z)J0(ρu)udu v(cid:238)i J0 l(cid:160) h(cid:160)m Bessel lo⁄i 1. P0 l(cid:160) c(cid:230)ng su§t cıa ch(cid:242)m chi‚u t(cid:238)i. H» sŁ (1 − R) trong ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh di„n t£ vi»c

ch¿ c(cid:226) phƒn ¡nh s¡ng h§p th(cid:246) v(cid:160) truy•n qua l(cid:238)p (cid:31)(cid:190)a graphene g¥y ra qu¡ tr…nh t«ng nhi»t. — (cid:31)¥y (cid:31)º ph£n x⁄ (cid:31)(cid:247)æc t‰nh b‹ng R = |r13|2. — tƒn sŁ

ω ≈ 0.1 eV, ngo⁄i trł R ≈ 0.376 khi N = 3, R ≈ 0.3 khi N thay (cid:31)Œi tł 0

t(cid:238)i 10.

(cid:113) κ1(cid:107) κ1⊥

Gi£i ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (4.8) v(cid:160) (4.9) ch(cid:243)ng ta thu (cid:31)(cid:247)æc

uz + B1(u)e

Θ(u, z) = A1(u)e−

8 e−ν1z, 0 ≤ z ≤ L

e− u2w2 + (4.10)

ν1P0(1 − R) 2π(k1(cid:107)u2 − κ1⊥ν2 1) Θ(u, z) = A2(u)e−uz + B2(u)euz

8 e−ν1Le−ν2(z−L), L ≤ z ≤ L + h(4.11)

e− u2w2 + ν2P0(1 − R) 2πκ2(u2 − ν2 2)

(cid:240) (cid:31)¥y, A1(u), B1(u), A2(u), v(cid:160) B2(u) l(cid:160) c¡c tham sŁ (cid:31)(cid:247)æc t‰nh to¡n d(cid:252)a tr¶n

c¡c (cid:31)i•u ki»n bi¶n

= 0, −κ1⊥ (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12)z=0

∂Θ(u, z) ∂z Θ(u, L−) = Θ(u, L+),

, = −κ2 −κ1⊥ ∂Θ(u, z) ∂z ∂Θ(u, z) ∂z (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12)z=L− (cid:12) (cid:12) (cid:12) (cid:12)z=L+

Θ(u, z = L + h) = 0. (4.12)

4.3 K‚t qu£ t‰nh sŁ cho ph¥n bŁ nhi»t trong

c§u tr(cid:243)c nano phøc hæp chøa graphene

(cid:30)” nghi¶n cøu £nh h(cid:247)(cid:240)ng cıa c¡c l(cid:238)p graphene plasmon l¶n qu¡ tr…nh

l(cid:160)m n(cid:226)ng cıa c¡c h» phøc hæp graphene, ch(cid:243)ng t(cid:230)i sß d(cid:246)ng ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh

(4.10), (4.11) v(cid:160) (4.12) (cid:31)” t‰nh ph¥n bŁ nhi»t (cid:31)º trong h» (cid:240) tr⁄ng th¡i Œn

(cid:31)(cid:224)nh (kh(cid:230)ng ph(cid:246) thuºc v(cid:160)o th(cid:237)i gian) khi (cid:31)(cid:247)æc chi‚u s¡ng b(cid:240)i ch(cid:242)m laser h(cid:231)ng ngo⁄i. Ch(cid:242)m tia laser n(cid:160)y ho⁄t (cid:31)ºng (cid:240) tƒn sŁ kho£ng ∼ 0.1 eV v(cid:238)i c(cid:230)ng su§t ¡nh s¡ng chi‚u t(cid:238)i l(cid:160) P0 = 630 µW v(cid:160) (cid:31)º rºng w = 2.3 µm. C¡c k‚t qu£ t‰nh sŁ cho c¡c gi¡ tr(cid:224) kh¡c nhau cıa sŁ l(cid:238)p graphene N (cid:31)(cid:247)æc bi”u di„n

tr¶n h…nh 4.3. C¡c photon t(cid:238)i s‡ b(cid:224) giam cƒm phƒn l(cid:238)n nºi t⁄i (cid:240) tr¶n b• m(cid:176)t

v(cid:160) s‡ ti¶u tan dƒn khi ti‚n s¥u xuŁng (cid:31)¡y cıa l(cid:238)p (cid:31)i»n m(cid:230)i. Nhi»t (cid:31)º t«ng

l(cid:238)n nh§t tr¶n b• m(cid:176)t t⁄i v(cid:224) tr‰ z = 0 v(cid:160) ρ = 0 trong tr(cid:247)(cid:237)ng hæp N = 10 l(cid:160) 45 K. Trong khi (cid:31)(cid:226) nhi»t (cid:31)º t«ng l(cid:238)n nh§t n(cid:160)y v(cid:238)i N = 3 v(cid:160) N = 1 ch¿ (cid:240) kho£ng 33 K v(cid:160) 34.5 K. Nhœng gi¡ tr(cid:224) t«ng nhi»t n(cid:160)y l(cid:238)n h(cid:236)n r§t nhi•u so v(cid:238)i ∆T (ρ = 0, z = 0) ≈ 1.67 K l(cid:160) khi h» kh(cid:230)ng c(cid:226) l(cid:238)p (cid:31)(cid:190)a graphene n(cid:160)o

tr¶n b• m(cid:176)t l(cid:238)p (cid:31)i»n m(cid:230)i. K‚t qu£ n(cid:160)y rª r(cid:160)ng cho th§y m§t nhi»t do (cid:31)i»n

m(cid:230)i nh(cid:228) h(cid:236)n r§t nhi•u so v(cid:238)i m§t nhi»t do t‰nh kim lo⁄i cıa v“t li»u (c(cid:236) ch‚

Joule hay cÆn g(cid:229)i l(cid:160) Ohmic) tr¶n (cid:31)(cid:190)a graphene d(cid:247)(cid:238)i t¡c d(cid:246)ng cıa chi‚u s¡ng

h(cid:231)ng ngo⁄i. Nhi»t (cid:31)º t«ng l¶n trong h» graphene phøc hæp ph(cid:246) thuºc r§t

H…nh 4.3: S(cid:252) ph¥n bŁ nhi»t (cid:31)º t«ng l¶n trong h» khi (cid:240) tr⁄ng th¡i Œn (cid:31)(cid:224)nh, theo (cid:31)(cid:236)n v(cid:224) Kelvin, v(cid:238)i h» phøc hæp graphene c(cid:226) (a) N = 1, (b) N = 3, v(cid:160) (c) N = 10 d(cid:247)(cid:238)i t¡c d(cid:246)ng cıa ¡nh s¡ng laser h(cid:231)ng ngo⁄i.

l(cid:238)n v(cid:160)o c(cid:230)ng su§t ch(cid:242)m s¡ng chi‚u t(cid:238)i P0 v(cid:160) (cid:31)º rºng cıa ch(cid:242)m laser w. D(cid:252)a

tr¶n bi”u thøc gi£i t‰ch c¡c ph(cid:247)(cid:236)ng tr…nh (4.10), (4.11) v(cid:160) (4.12), ta c(cid:226) th” t…m ra mŁi t(cid:247)(cid:236)ng quan to¡n h(cid:229)c giœa ∆T (ρ, z) v(cid:160) P0 l(cid:160) h(cid:160)m tuy‚n t‰nh. K‚t

qu£ n(cid:160)y ho(cid:160)n to(cid:160)n ph(cid:242) hæp v(cid:238)i nhœng nghi¶n cøu tr(cid:247)(cid:238)c (cid:31)¥y [110, 122, 126]. V(cid:238)i N = 3, k‚t qu£ t‰nh sŁ cıa ch(cid:243)ng t(cid:230)i cho ra ∆T (0, 0) = 0.0521P0 v(cid:160) d(cid:252) (cid:31)o¡n ∆T (0, 0) ≈ 330 K khi P0 = 6.3 mW . K‚t qu£ v(cid:160) gi¡ tr(cid:224) t«ng nhi»t n(cid:160)y

r§t gƒn v(cid:238)i gi¡ tr(cid:224) ∆T ≈ 365 K (cid:31)o (cid:31)(cid:247)æc trong nghi¶n cøu tr(cid:247)(cid:238)c (cid:31)¥y [122].

Trong khi (cid:31)(cid:226), khi giœ cŁ (cid:31)(cid:224)nh c(cid:230)ng su§t cıa ch(cid:242)m laser chi‚u t(cid:238)i, vi»c t«ng (cid:31)º rºng ch(cid:242)m tia w d¤n t(cid:238)i vi»c gi£m c(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)º ch(cid:242)m laser (2P0/πw2). Ch(cid:243)ng ta (cid:31)•u bi‚t r‹ng quang n«ng h§p th(cid:246) tr¶n c¡c (cid:31)(cid:190)a graphene (cid:31)(cid:247)æc t‰nh x§p x¿ b‹ng c(cid:230)ng thøc 2QabsP0/πw2. C(cid:230)ng thøc n(cid:160)y gæi (cid:254) r‹ng ∆Tmax ∼ 1/w2 v(cid:160) log10(∆T (0, 0)) t¿ l» ngh(cid:224)ch v(cid:238)i log10(w). MŁi t(cid:247)(cid:236)ng quan n(cid:160)y ph(cid:242) hæp v(cid:238)i k‚t qu£ t‰nh sŁ cıa ch(cid:243)ng t(cid:230)i tr¶n h…nh 4.3. (cid:30)º d¤n nhi»t cıa l(cid:238)p (cid:31)i»n m(cid:230)i

H…nh 4.4: S(cid:252) ph¥n bŁ nhi»t (cid:31)º t«ng l¶n trong h» khi (cid:240) tr⁄ng th¡i Œn (cid:31)(cid:224)nh, theo (cid:31)(cid:236)n v(cid:224) Kelvin, v(cid:238)i h» phøc hæp graphene c(cid:226) N = 3 v(cid:160) (a) κ2 = 0.6 W/m/K, (b) κ2 = 1.2 W/m/K, v(cid:160) (c) κ2 = 2.0 W/m/K d(cid:247)(cid:238)i t¡c d(cid:246)ng cıa ¡nh s¡ng laser h(cid:231)ng ngo⁄i.

m(cid:228)ng (κ2) b¶n d(cid:247)(cid:238)i c¡c (cid:31)(cid:190)a graphene c(cid:226) £nh h(cid:247)(cid:240)ng l(cid:238)n (cid:31)‚n (cid:31)º t«ng nhi»t

cıa h» phøc hæp graphene. (cid:30)” (cid:31)(cid:236)n gi£n nh§t t‰nh to¡n cıa m…nh, ch(cid:243)ng t(cid:230)i gi£ sß r‹ng kh(cid:230)ng c(cid:226) mŁi li¶n h» giœa κ2 v(cid:160) ε2. Gi£ thi‚t n(cid:160)y c(cid:226) v· kh¡

hæp l(cid:254) v… t¡n x⁄ phonon (y‚u tŁ r§t quan tr(cid:229)ng g¥y t¡c (cid:31)ºng l(cid:238)n t(cid:238)i (cid:31)º d¤n

nhi»t m⁄ng tinh th”) ph(cid:246) thuºc r§t m⁄nh v(cid:160)o (cid:31)º nh¡m b• m(cid:176)t bi¶n. C¡c

nh(cid:160) khoa h(cid:229)c c(cid:226) th” thay (cid:31)Œi (cid:31)º nh¡m b• m(cid:176)t (cid:31)” thay (cid:31)Œi (cid:31)º d¤n nhi»t m(cid:160)

kh(cid:230)ng l(cid:160)m bi‚n (cid:31)Œi h‹ng sŁ (cid:31)i»n m(cid:230)i cıa v“t li»u. H…nh 4.4 th” hi»n ph¥n

bŁ nhi»t (cid:31)º cıa h» phøc hæp graphene (cid:240) tr⁄ng th¡i Œn (cid:31)(cid:224)nh v(cid:238)i nhi•u gi¡ tr(cid:224) cıa κ2 khi h» (cid:31)(cid:247)æc chi‚u s¡ng b(cid:240)i laser h(cid:231)ng ngo⁄i. — (cid:31)¥y, ch(cid:243)ng t(cid:230)i (cid:31)(cid:247)a ra

c¡c k‚t qu£ t‰nh to¡n v(cid:238)i c(cid:242)ng c¡c tham sŁ cıa laser trong h…nh sŁ 4.3. Khi l(cid:238)p (cid:31)i»n m(cid:230)i c(cid:226) κ2 l(cid:238)n s‡ cƒn nhi•u nhi»t n«ng (cid:31)” l(cid:160)m n(cid:226)ng. Do (cid:31)(cid:226), nhi»t

(cid:31)º t«ng l¶n trong h» b(cid:224) gi£m (cid:31)i.

4.4 K‚t lu“n

Trong ch(cid:247)(cid:236)ng n(cid:160)y, ch(cid:243)ng t(cid:230)i (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)a ra ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p t‰nh l(cid:254) thuy‚t cho

qu¡ tr…nh t«ng nhi»t (cid:31)º cıa h» phøc hæp graphene d(cid:252)a tr¶n c(cid:236) ch‚ plasmonic

d(cid:247)(cid:238)i t¡c d(cid:246)ng cıa laser h(cid:231)ng ngo⁄i. C¡c c§u tr(cid:243)c nano c(cid:226) chøa mºt m⁄ng

(cid:230) vu(cid:230)ng cıa c¡c (cid:31)(cid:190)a graphene (cid:31)a l(cid:238)p (cid:31)(cid:176)t tr¶n l(cid:238)p (cid:31)i»n m(cid:230)i m(cid:228)ng n‹m tr¶n

(cid:31)‚ silicon. Ch(cid:243)ng t(cid:230)i sß d(cid:246)ng m(cid:230) h…nh l(cid:247)(cid:239)ng c(cid:252)c k‚t hæp v(cid:238)i c¡c gƒn (cid:31)(cid:243)ng

gi£ t(cid:190)nh (cid:31)” t‰nh (cid:31)º ph¥n c(cid:252)c cıa c¡c (cid:31)(cid:190)a graphene tr¶n b• m(cid:176)t l(cid:238)p (cid:31)i»n m(cid:230)i

m(cid:228)ng. Tł (cid:31)(cid:226), ta c(cid:226) th” t‰nh (cid:31)(cid:247)æc ti‚t di»n h§p th(cid:246) v(cid:160) d“p t›t. Tł nhœng

t‰nh to¡n n(cid:160)y, ch(cid:243)ng t(cid:230)i (cid:31)(cid:247)a ra (cid:31)(cid:247)æc bi”u thøc l(cid:254) thuy‚t cıa (cid:31)º ph£n x⁄

v(cid:160) truy•n qua, r(cid:231)i tł (cid:31)(cid:226) t‰nh (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)º giam cƒm quang n«ng cıa ¡nh s¡ng

chi‚u t(cid:238)i. C¡c k‚t qu£ t‰nh sŁ cıa ch(cid:243)ng t(cid:230)i r§t ph(cid:242) hæp v(cid:238)i th(cid:252)c nghi»m.

Khi chi‚u s¡ng c¡c h» b‹ng laser h(cid:231)ng ngo⁄i, c¡c (cid:31)(cid:190)a graphene l(cid:160)m h» phøc

hæp h§p th(cid:246) nhi•u quang n«ng h(cid:236)n nhi•u so v(cid:238)i c¡c h» kh(cid:230)ng c(cid:226) graphene.

Nhœng n«ng l(cid:247)æng quang h(cid:229)c b(cid:224) h§p th(cid:246) sau (cid:31)(cid:226) chuy”n h(cid:226)a th(cid:160)nh nhi»t v(cid:160)

l(cid:160)m n(cid:226)ng h» (cid:31)o. K‚t qu£ t‰nh sŁ ch¿ ra m§t nhi»t theo c(cid:236) ch‚ Ohmic tr¶n

c¡c (cid:31)(cid:190)a graphene l(cid:238)n h(cid:236)n nhi•u so v(cid:238)i m§t nhi»t do (cid:31)i»n m(cid:230)i trong v(cid:242)ng ¡nh

s¡ng h(cid:231)ng ngo⁄i. T«ng sŁ l(cid:238)p graphene tr¶n mºt (cid:31)(cid:190)a s‡ l(cid:160)m t«ng nhi»t (cid:31)º

trong h» r§t nhi•u. Khi ta cŁ (cid:31)(cid:224)nh sŁ l(cid:238)p graphene, (cid:31)º t«ng nhi»t (cid:31)º cıa h»

t«ng tuy‚n t‰nh v(cid:238)i c(cid:230)ng su§t cıa ch(cid:242)m s¡ng chi‚u t(cid:238)i v(cid:160) gi£m theo ngh(cid:224)ch

(cid:31)£o cıa b…nh ph(cid:247)(cid:236)ng (cid:31)º rºng cıa ch(cid:242)m laser chi‚u t(cid:238)i. Ngo(cid:160)i ra, nhi»t (cid:31)º

t«ng l¶n trong h» c(cid:226) th” b(cid:224) gi£m (cid:31)i r§t nhi•u khi t«ng (cid:31)º d¤n nhi»t cıa l(cid:238)p

(cid:31)i»n m(cid:230)i d(cid:247)(cid:238)i l(cid:238)p (cid:31)(cid:190)a graphene.

K‚t lu“n

Lu“n ¡n nghi¶n cøu t‰nh ch§t plasmonic v(cid:160) hi»u øng quang nhi»t trong

c¡c c§u tr(cid:243)c nano lªi-v(cid:228) c(cid:226) h…nh d⁄ng kh¡c nhau v(cid:160) trong c§u tr(cid:243)c nano

phøc hæp d(cid:252)a tr¶n graphene. Tł phŒ h§p th(cid:246) thu (cid:31)(cid:247)æc b‹ng l(cid:254) thuy‚t Mie

to(cid:160)n phƒn, ch(cid:243)ng t(cid:230)i (cid:31)¢ x¥y d(cid:252)ng c¡c ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p cho ph†p t‰nh (cid:31)º t«ng

nhi»t (cid:31)º cıa c¡c c§u tr(cid:243)c nano khi (cid:31)(cid:176)t trong v(cid:242)ng chi‚u s¡ng cıa laser.

Nhœng (cid:31)(cid:226)ng g(cid:226)p m(cid:238)i cıa b£n lu“n ¡n c(cid:246) th” nh(cid:247) sau:

• Ph¡t tri”n th(cid:160)nh c(cid:230)ng l(cid:254) thuy‚t Mie to(cid:160)n phƒn nghi¶n cøu t‰nh ch§t

plasmonic (phŒ h§p th(cid:246), t¡n x⁄ v(cid:160) d“p t›t) cho h» h⁄t nano lªi-v(cid:228) k‰ch

th(cid:247)(cid:238)c b§t k…. L(cid:254) thuy‚t Mie ho(cid:160)n ch¿nh n(cid:160)y c(cid:226) th” t‰nh ch‰nh x¡c (cid:31)(cid:247)æc

t(cid:238)i h» c(cid:226) k‰ch th(cid:247)(cid:238)c 160 nm khi so s¡nh v(cid:238)i c¡c sŁ li»u th(cid:252)c nghi»m.

• X¥y d(cid:252)ng m(cid:230) h…nh v(cid:160) t‰nh to¡n theo l(cid:254) thuy‚t Mie to(cid:160)n phƒn cho phŒ

h§p th(cid:246) cıa c¡c hoa nano Ag@Fe3O4, (cid:31)(cid:231)ng th(cid:237)i t‰nh nhi»t (cid:31)º t«ng l¶n

v(cid:160) tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)(cid:160)n h(cid:231)i t⁄o ra b(cid:240)i s(cid:252) sai kh¡c trong gi¢n n(cid:240) nhi»t giœa h⁄t

nano v(cid:160) m(cid:230)i tr(cid:247)(cid:237)ng. K‚t qu£ cho th§y tr(cid:247)(cid:237)ng (cid:31)(cid:160)n h(cid:231)i c(cid:226) d⁄ng ngh(cid:224)ch

(cid:31)£o cıa l“p ph(cid:247)(cid:236)ng kho£ng c¡ch t‰nh tł t¥m h⁄t nano. K‚t qu£ n(cid:160)y

ph(cid:242) hæp v(cid:238)i k‚t qu£ th(cid:252)c nghi»m v(cid:160) c(cid:226) th” sß d(cid:246)ng (cid:31)” (cid:31)• xu§t øng

d(cid:246)ng ch‚ t⁄o m¡y dÆ t…m khuy‚t t“t v(cid:160) v(cid:242)ng pha t⁄p d(cid:252)a tr¶n c(cid:236) ch‚

c(cid:236)-quang nhi»t do s(cid:252) n(cid:226)ng l¶n cıa h⁄t hoa nano d(cid:247)(cid:238)i t¡c d(cid:246)ng cıa

laser.

• Nghi¶n cøu t‰nh ch§t plasmonic cıa graphene tr¶n (cid:31)‚ khŁi v(cid:160) cıa h⁄t

nano (cid:31)(cid:247)æc b(cid:229)c graphene. Nghi¶n cøu kh£ n«ng øng d(cid:246)ng cıa linh ki»n

plasmonic d(cid:252)a tr¶n c§u tr(cid:243)c cıa h⁄t nano SiO2 b(cid:229)c graphene b‹ng vi»c

khai th¡c c¡c tƒn sŁ cºng h(cid:247)(cid:240)ng plasmon trong v(cid:242)ng ¡nh s¡ng nh…n

th§y v(cid:160) v(cid:242)ng terahertz, c(cid:226) th” (cid:31)(cid:247)æc sß d(cid:246)ng (cid:31)” t⁄o ra c¡c bº chuy”n

(cid:31)Œi n«ng l(cid:247)æng sß d(cid:246)ng hi»u øng plasmon-(cid:31)i»n.

• (cid:30)(cid:247)a ra ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p t‰nh l(cid:254) thuy‚t cho qu¡ tr…nh t«ng nhi»t plasmonic

cıa h» phøc hæp graphene bao g(cid:231)m mºt m⁄ng (cid:230) vu(cid:230)ng cıa c¡c (cid:31)(cid:190)a

graphene (cid:31)a l(cid:238)p (cid:31)(cid:176)t tr¶n l(cid:238)p (cid:31)i»n m(cid:230)i m(cid:228)ng n‹m tr¶n (cid:31)‚ silicon d(cid:247)(cid:238)i

t¡c d(cid:246)ng cıa laser h(cid:231)ng ngo⁄i. K‚t qu£ thu (cid:31)(cid:247)æc cho th§y s(cid:252) c(cid:226) m(cid:176)t

cıa c¡c l(cid:238)p graphene l(cid:160)m t«ng m⁄nh s(cid:252) h§p th(cid:246) quang h(cid:229)c. Nhi»t (cid:31)º

cıa h» do chuy”n h(cid:226)a quang n«ng b(cid:224) h§p th(cid:246) th(cid:160)nh nhi»t n«ng t«ng l¶n

khi sŁ l(cid:238)p graphene t«ng, (cid:31)(cid:231)ng th(cid:237)i c(cid:244)ng t«ng tuy‚n t‰nh v(cid:238)i c(cid:230)ng su§t

cıa ch(cid:242)m s¡ng chi‚u t(cid:238)i v(cid:160) gi£m theo ngh(cid:224)ch (cid:31)£o cıa b…nh ph(cid:247)(cid:236)ng (cid:31)º

rºng ch(cid:242)m laser n‚u cŁ (cid:31)(cid:224)nh sŁ l(cid:238)p graphene. C¡c k‚t qu£ n(cid:160)y tr(cid:242)ng

v(cid:238)i k‚t qu£ th(cid:252)c nghi»m.

Lu“n ¡n (cid:31)(cid:247)a ra mºt h(cid:247)(cid:238)ng nghi¶n cøu l(cid:254) thuy‚t b¡n th(cid:252)c nghi»m (cid:31)ƒu

ti¶n t⁄i Vi»t Nam v• t‰nh ch§t plasmonic cıa c¡c c§u tr(cid:243)c nano v(cid:160) øng d(cid:246)ng

quang nhi»t cıa n(cid:226), (cid:31)” c(cid:226) th” k‚t hæp v(cid:238)i c¡c nh(cid:226)m th(cid:252)c nghi»m (cid:240) Vi»t

Nam nh‹m gi£i th‰ch k‚t qu£ v(cid:160) c(cid:242)ng nhau (cid:31)• xu§t ra nhœng øng d(cid:246)ng m(cid:238)i.

Kh(cid:230)ng ch¿ dłng l⁄i (cid:240) vi»c t‰nh to¡n l(cid:254) thuy‚t Mie cho h» lªi-v(cid:228) b…nh th(cid:247)(cid:237)ng

v(cid:238)i c¡c b• m(cid:176)t trÆn v(cid:160) nhﬁn tuy»t (cid:31)Łi, ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p cıa ch(cid:243)ng t(cid:230)i cho ph†p

t‰nh to¡n c¡c h» lªi-v(cid:228) c(cid:226) b• m(cid:176)t nh¡m v(cid:160) c(cid:226) th” ¡p d(cid:246)ng cho c¡c h» hoa

nano, sao nano. Tł (cid:31)(cid:226), (cid:31)(cid:247)a ra mºt ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p nghi¶n cøu hi»u øng quang

nhi»t tŒng qu¡t cho c¡c c§u tr(cid:243)c kh¡c nhau. Ph(cid:247)(cid:236)ng ph¡p n(cid:160)y kh¡ (cid:31)(cid:236)n gi£n,

hi»u qu£, (cid:31)¢ (cid:31)(cid:247)æc (cid:31)«ng tr¶n c¡c t⁄p ch‰ khoa h(cid:229)c chuy¶n ng(cid:160)nh ISI uy t‰n

v(cid:160) ho(cid:160)n to(cid:160)n c(cid:226) th” gi(cid:243)p c¡c nh(cid:226)m th(cid:252)c nghi»m ki”m chøng sŁ li»u v(cid:160) d(cid:252)

(cid:31)o¡n k‚t qu£ cıa c¡c c§u tr(cid:243)c nano th‚ h» m(cid:238)i. H(cid:247)(cid:238)ng (cid:31)i cıa lu“n ¡n n(cid:160)y

ch‰nh l(cid:160) t⁄o ra mºt c¡ch ti‚p c“n l(cid:254) thuy‚t cho c¡c nh(cid:226)m th(cid:252)c nghi»m kh¡c

nhau m(cid:160) kh(cid:230)ng cƒn qu¡ nhi•u t(cid:160)i nguy¶n t‰nh to¡n.

Danh m(cid:246)c c¡c c(cid:230)ng tr…nh cıa t¡c gi£

1. Anh D. Phan, Nghia C. Do, and Do T. Nga, "Thermal-induced stress

of plasmonic magnetic nanocomposites", Journal of the Physical Society of

Japan 86, 084401 (2017).

2. Do T. Nga, Do C. Nghia, Chu V. Ha, "Plasmonic properties of graphene-

based nanostructures in terahertz waves", Journal of Science: Advanced Ma-

terials and Devices 2, 371-377 (2017).

3. Anh D. Phan, Do T. Nga, Do C. Nghia, Vu D. Lam, and Katsunori

Wakabayashi, "Effects of Mid-infrared Graphene Plasmons on Photother-

mal Heating", Physica Status Solidi - Rapid Research Letters 14, 1900656

(2020).

T(cid:160)i li»u tham kh£o

[1] S. Lal, S. Link, N. J. Halas, "Nano-optics from Sensing to Waveguiding",

Nat. Photonics 1, 641-648 (2007).

[2] J. A. Schuller, E. S. Barnard, W. S. Cai, Y. C. Jun, J. C. White, M.

L. Brongersma, "Plasmonics for Extreme Light Concentration and Ma-

nipulation", Nat. Mater. 9, 193-204 (2010).

[3] A. G. Curto, G. Volpe, T. H. Taminiau, M. P. Kreuzer, R. Quidant, N.

F. van Hulst, "Unidirectional Emission of a Quantum Dot Coupled to

a Nanoantenna", Science 329, 930-933 (2010).

[4] D. Dregely, R. Taubert, J. Dorfmuller, R. Vogelgesang, K. Kern, H.

Giessen, "3D Optical Yagi-Uda Nanoantenna Array", Nat. Commun.

2, 267 (2011).

[5] F. Wang, C. H. Li, H. J. Chen, R. B. Jiang, L.-D. Sun, Q. Li, J. F.

Wang, J. C. Yu, C.-H. Yan, "Plasmonic Harvesting of Light Energy for

Suzuki Coupling Reactions", J. Am. Chem. Soc. 135, 5588-5601 (2013).

[6] M. D. Xiao, R. B. Jiang, F. Wang, C. H. Fang, J. F. Wang, J. C. Yu,

"Plasmon-Enhanced Chemical Reactions", J. Mater. Chem. A 1, 5790-

5805 (2013).

[7] S. C. Warren, E. Thimsen, "Plasmonic Solar Water Splitting", Energy

Environ. Sci. 5, 5133-5146 (2012).

[8] J.-H. Park, G. von Maltzahn, M. J. Xu, V. Fogal, V. R. Kotamraju,

E. Ruoslahti, S. N. Bhatia, M. J. Sailor, "Cooperative Nanomaterial

System to Sensitize, Target, and Treat Tumors", Proc. Natl. Acad. Sci.

U. S. A. 1, 981-986 (2010).

[9] X. J. Yang, X. Liu, Z. Liu, F. Pu, J. S. Ren, X. G. Qu, "Near-Infrared

Light-Triggered, Targeted Drug Delivery to Cancer Cells by Aptamer

Gated Nanovehicles", Adv. Mater. 24, 2890-2895 (2012).

[10] O. Tokel, F. Inci, U. Demirci, "Advances in Plasmonic Technologies for

Point of Care Applications", Chem. Rev. 114, 5728-5752 (2014).

[11] B. D. Gates, Q. B. Xu, M. Stewart, D. Ryan, C. G. Willson, G. M.

Whitesides, "New Approaches to Nanofabrication: Molding, Printing,

and Other Techniques", Chem. Rev. 105, 1171-1196 (2005).

[12] M. Rycenga, C. M. Cobley, J. Zeng, W. Y. Li, C. H. Moran, Q. Zhang,

D. Qin, Y. N. Xia, "Controlling the Synthesis and Assembly of Silver

Nanostructures for Plasmonic Applications", Chem. Rev. 111, 3669-

3712 (2011).

[13] H. J. Chen, L. Shao, Q. Li, J. F. Wang, "Gold Nanorods and Their

Plasmonic Properties", Chem. Soc. Rev. 42, 2679-2724 (2013).

[14] Achyut Maity, Arpan Maiti, Pabitra Das, Dulal Senapati, and Tapas

Kumar Chini, "Effect of Intertip Coupling on the Plasmonic Behavior

of Individual Multitipped Gold Nanoflower", ACS Photonics 1, 1290-

1297 (2014).

[15] J. Guozhi, W. Peng, Z. Yanbang, C. Kai, "Localized surface plas-

mon enhanced photothermal conversion in Bi2Se3 topological insulator

nanoflowers", Sci. Rep. 6, 25884 (2016).

[16] Anh D. Phan, Trinh X. Hoang, Thi H. L. Nghiem, and Lilia M. Woods,

"Surface plasmon resonances of protein-conjugated gold nanoparticles

on graphitic substrates", Appl. Phys. Lett. 103, 163702 (2013).

[17] Vu T. T. Duong, Anh D. Phan, Nghiem T. H. Lien, Do T. Hue, Do

Q. Hoa, Do T. Nga, Tran H. Nhung, and Nguyen A. Viet, "Near-

Infrared Photothermal Response of Plasmonic Gold-Coated Nanoparti-

cles in Tissues", Phys. Status Solidi A 215, 1700564 (2018).

[18] Jose Ordonez-Miranda, Laurent Tranchant, Sergei Gluchko, and Sebas-

tian Volz, "Energy transport of surface phonon polaritons propagating

along a chain of spheroidal nanoparticles", Physical Review B 92(11),

115409 (2015).

[19] Stefan Franzen, "Surface Plasmon Polaritons and Screened Plasma Ab-

sorption in Indium Tin Oxide Compared to Silver and Gold", J. Phys.

Chem. C 112, 6027-6032 (2008).

[20] G. Mie, (cid:16)Contributions to the optics of turbid media especially colloidal

metal solutions(cid:17), Ann. Phys. 25, 377 (1908).

[21] Raju R. Kumal, Tony E. Karam and Louis H. Haber, "Determination

of the Surface Charge Density of Colloidal Gold Nanoparticles Using

Second Harmonic Generation", J. Phys. Chem. C 119, 16200-16207

(2015).

[22] C. F. Bohren and D. R. Huffman, Absorption and Scattering of Light

by Small Particles, Wiley, New York (1983).

[23] Michael Quinten, Optical Properties of Nanoparticle Systems, Wiley,

Weinheim, Germany (2011).

[24] Jana Olson, Sergio Dominguez-Medina, Anneli Hoggard, Lin-Yung

Wang, Wei-Shun Chang, and Stephan Link, "Optical characterization

of single plasmonic nanoparticles", Chem. Soc. Rev. 44, 40-57 (2015).

[25] S. J. Norton and T. Vo-Dinh, "Photothermal effects of plasmonic metal

nanoparticles in a fluid", J. Appl. Phys. 119, 083105 (2016).

[26] A. D. Phan, D. T. Nga, N. A. Viet, "Theoretical model for plasmonic

photothermal response of gold nanostructures solutions", Opt. Com-

mun. 410, 108 (2018).

[27] M. M. Elwassif, Q. Kong, M. Vazquez, M. Bikson, "Bio-heat transfer

model of deep brain stimulation-induced temperature changes", J. Neu-

ral Eng. 3, 306 (2006).

[28] Anh D. Phan, Do T. Nga, The-Long Phan, Le T. M. Thanh, Chu T.

Anh, Sophie Bernad, and N. A. Viet, "Theoretical model for optical

properties of porphyrin", Physical Review E 90, 062707 (2014).

[29] A.O. Govorov, H.H. Richardson, "Generating heat with metal nanopar-

ticles", Nano Today 2, 30 (2007).

[30] J.-Y. Lee, M.-C. Tsai, P.-C. Chen, T.-T. Chen, K.-L. Chan, C.-Y. Lee,

R.-K. Lee, "Thickness Effects on Light Absorption and Scattering for

Nanoparticles in the Shape of Hollow Spheres", J. Phys. Chem. C 119,

25754 (2015).

[31] E. D. Palik, Handbook of Optical Constants of Solids, Academic, New

York (1985).

[32] A. D. Rakic, A. B. Djurisic, J. M. Elazar, M. L. Majewski, "Optical

properties of metallic films for vertical-cavity optoelectronic devices",

Appl. Opt. 37, 5271 (1998).

[33] L. B. Scaffardi, J. O. Tocho, "Size dependence of refractive index of

gold nanoparticles", Nanotechnology 17, 1309 (2006).

[34] S. L. Westcott, J. B. Jackson, C. Radloff, N. J. Halas, "Relative contri-

butions to the plasmon line shape of metal nanoshells", Phys. Rev. B

66, 155431 (2002).

[35] T. A. Erickson, J. W. Tunnell, Gold Nanoshells in Biomedical Applica-

tions, Wiley, Weinheim, Germany (2010).

[36] B. Auguie, W. L. Barnes, "Collective Resonances in Gold Nanoparticle

Arrays", Phys. Rev. Lett. 101, 143902 (2008).

[37] Sujit Kumar Ghosh and Tarasankar Pal, "Interparticle Coupling Effect

on the Surface Plasmon Resonance of Gold Nanoparticles: From Theory

to Applications", Chem. Rev. 107, 4797 (2007).

[38] S. Maity, K. A. Kozek, W.-C. Wu, J. B. Tracy, J. R. Bochinski, L.

I. Clarke, " Anisotropic Thermal Processing of Polymer Nanocompos-

ites via the Photothermal Effect of Gold Nanorods ", Part. Part. Syst.

Charact. 30, 193 (2013).

[39] V. P. Pattani, J. W. Tunnell, "Nanoparticle-mediated photothermal

therapy: a comparative study of heating for different particle types",

Lasers Surg. Med. 44, 675 (2012).

[40] J. R. Lepock, "Cellular effects of hyperthermia: relevance to the mini-

mum dose for thermal damage", Int. J. Hyperthermia 19, 252 (2003).

[41] M.-F. Tsai, S.-H. G. Chang, F.-Y. Cheng, V. Shanmugam, Y.-S. Cheng,

C.-H. Su, C.-S. Yeh, "Au nanorod design as light-absorber in the first

and second biological near-infrared windows for in vivo photothermal

therapy", ACS Nano 7, 5330 (2013).

[42] Q. Tian, F. Jiang, R. Zou, Q. Liu, Z. Chen, M. Zhu, S. Yang, J. Wang, J.

Wang, J. Hu, "Hydrophilic Cu9S5 nanocrystals: a photothermal agent

with a 25.7% heat conversion efficiency for photothermal ablation of

cancer cells in vivo", ACS Nano 5, 9761 (2011).

[43] R. Weissleder, "A clearer vision for in vivo imaging", Nature Biotech-

nology 19, 316 (2001).

[44] H. H. Richardson, Z. N. Hickman, A. O. Govorov, A. C. Thomas, W.

Zhang, M. E. Kordesch, "Thermooptical properties of gold nanoparticles

embedded in ice: characterization of heat generation and melting", Nano

Lett. 6, 783 (2006).

[45] H. H. Richardson, M. T. Carlson, P. J. Tandler, P. Hernandez, A. O.

Govorov, "Experimental and theoretical studies of light-to-heat con-

version and collective heating effects in metal nanoparticle solutions",

Nano Lett. 9, 1139 (2009).

[46] M. I. Tribelsky, A. E. Miroshnichenko, Y. S. Kivshar, B. S. Lukyanchuk,

A. R. Khokhlov, "Active Plasmonics and Tuneable Plasmonic Metama-

terials",Phys. Rev. X 1, 021024 (2011).

[47] B. S. Lukyanchuk, A. E. Miroshnichenko, M. I. Tribelsky, Y. S. Kivshar,

A. R. Khokhlov, "Paradoxes in laser heating of plasmonic nanoparti-

cles", New J. Phys. 14, 093022 (2012).

[48] F. Wang, Y. Huang, Z. Chai, M. Zeng, Q. Li, Y. Wanga, D. Xu,

"Photothermal-enhanced catalysis in core(cid:21)shell plasmonic hierarchical

Cu7S4 microsphere@zeolitic imidazole framework", Chem. Sci. 7, 6887

(2016).

[49] S. Tungjitkusolmun, S. T. Staelin, D. Haemmerich, J.-Z. Tsai, H.

Cao,J. G. Webster, F. T. Lee, D. M. Mahvi, V. R. Vorperian, "Three-

dimensional finite element analyses for radio-frequency hepatic tumor

ablation", IEEE Trans. Biomed. Eng. 49, 3 (2002).

[50] D. Kumar, P. Kumar, K. N. Rai, "A study on DPL model of heat

transfer in bi-layer tissues during MFH treatment", Comput. Biol. Med.

75, 160 (2016).

[51] C. M. Hessel, V. P. Pattani, M. Rasch, M. G. Panthani, B. Koo, J. W.

Tunnell, B. A. Korgel, "Copper selenide nanocrystals for photothermal

therapy", Nano Lett. 11, 2560 (2011).

[52] J. Li, J. Han, T. Xu, C. Guo, X. Bu, H. Zhang, L. Wang, H. Sun,

and B. Yang, "Coating urchinlike gold nanoparticles with polypyr-role

thin shells to produce photothermal agents with high stability and pho-

tothermal transduction efficiency", Langmuir 29, 7102 (2013).

[53] R. Das, N. Rinaldi-Montes, J. Alonso, Z. Amghouz, E. Garaio, J. A.

Garc‰a, P. Gorria, J. A. Blanco, M. H. Phan, and H. Srikanth, "Boosted

Hyperthermia Therapy by Combined AC Magnetic and Photothermal Exposures in Ag/Fe3O4 Nanoflowers", ACS Appl. Mater. Interfaces 8,

25162 (2016).

[54] Z. A. Elhouderi, D. P. Beesley, T. T. Nguyen, P. Lai, K. Sheehan, S.

Trudel, E. Prenner, D. T. Cramb, and M. Anikovskiy, "Synthesis, char-

acterization, and application of Fe3O4/Ag magnetic composites for mer- cury removal from water", Mater. Res. Express 3, 045013 (2016).

[55] A. Y. Li, M. Kaushik, C.-J. Li and A. Moores, "Microwave-Assisted

Synthesis of Magnetic Carboxymethyl Cellulose-Embedded Ag(cid:21)Fe3O4 Nanocatalysts for Selective Carbonyl Hydrogenation", ACS Sustainable

Chem. Eng. 4, 965 (2016).

[56] W. Yantasee, C. L. Warner, T. Sangvanich, R. S. Addleman, T. G.

Carter, R. J. Wiacek, G. E. Fryxell, C. Timchalk, M. G. Warner, "Re-

moval of heavy metals from aqueous systems with thiol functional-

ized superparamagnetic nanoparticles", Environ. Sci. Technol. 41, 5114

(2007).

[57] R. M. Slawson, J. T. Trevors and H. Lee, "Silver accumulation and

resistance in Pseudomonas stutzeri", Archives of Microbiology 158, 398

(1992).

[58] J. Shah, S. R. Aglyamov, K. Sokolov, T. E. Milner, and S. Y. Emelianov,

"Ultrasound imaging to monitor photothermal therapy (cid:21) Feasibility

study", Opt. Express 16, 3776 (2008).

[59] Z. Zha, S. Wang, S. Zhang, E. Qu, H. Ke, J. Wang, and Z. Dai, "ar-

geted delivery of CuS nanoparticles through ultrasound image-guided

microbubble destruction for efficient photothermal therapy", Nanoscale

5, 3216 (2013).

[60] J.-Y. Lee, M.-C. Tsai, P.-C. Chen, T.-T. Chen, K.-L. Chan, C.-Y. Lee,

and R.-K. Lee, "Thickness Effects on Light Absorption and Scattering

for Nanoparticles in the Shape of Hollow Spheres", J. Phys. Chem. C

119, 25754 (2015).

[61] L. Dellieu, M. Sarrazin, P. Simonis, O. Deparis, and J. P. Vigneron, "A

two-in-one superhydrophobic and anti-reflective nanodevice in the grey

cicada Cicada orni (Hemiptera)", J. Appl. Phys. 116, 024701 (2014).

[62] L. Dellieu, O. Deparis, J. Muller, and M. Sarrazin, "Quantum vacuum

photon modes and superhydrophobicity", Phys. Rev. Lett. 114, 024501

(2015).

[63] D. G. Stavenga, S. Foletti, G. Palasantzas, and K. Arikawa, "Light on

the moth-eye corneal nipple array of butterflies", Proc. Biol. Sci. 273,

661 (2006).

[64] P. B. Johnson and R. W. Christy, "Optical Constants of the Noble

Metals", Phys. Rev. B 6, 4370 (1972).

[65] B. T. Draine and B. Hensley, "Magnetic nanoparticles in the interstel-

lar medium: emission spectrum and polarization", The Astrophysical

Journal 765, 159 (2013).

[66] J. Tang, M. Myers, K. A. Bosnick, and L. E. Brus, "Magnetite Fe3O4

Nanocrystals: Spectroscopic Observation of Aqueous Oxidation Kinet-

ics", J. Phys. Chem. B 107, 7501 (2003).

[67] W. F. J. Fontijn, P. J. van der Zaag, M. A. C. Devillers, V. A. M.

Brabers, and R. Metselaar, "Optical and magneto-optical polar Kerr spectra of Fe3O4 and Mg2+ or Al3+-substituted Fe3O4", Phys. Rev. B 56, 5432 (1997).

[68] A. Schlegel, S. F. Alvarado, and P. Wachter, "Optical properties of magnetite (Fe3O4)", Journal of Physics C: Solid State Physics 12, 1157

(1979).

[69] M. E. Sadat, M. K. Baghbador, A. W. Dunn, H. P. Wagner, R. C. Ewing,

J. Zhang, H. Xu, G. M. Pauletti, D. B. Mast, and D. Shi, "Photolu-

minescence and photothermal effect of Fe3O4 nanoparticles for medical imaging and therapy", Appl. Phys. Lett. 105, 091903 (2014).

[70] L. K. Khorashad, L. V. Besteiro, Z. Wang, J. Valentine, and A. O. Gov-

orov, "Localization of Excess Temperature Using Plasmonic Hot Spots

in Metal Nanostructures: Combining Nano-Optical Antennas with the

Fano Effect", J. Phys. Chem. C 120, 13215 (2016).

[71] M. Takeda, T. Onishi, S. Nakakubo, and S. Fujimoto, "Physical Proper-

ties of Iron-Oxide Scales on Si-Containing Steels at High Temperature",

Mater. Trans. 50, 2242 (2009).

[72] V. E. Fertman, L. E. Golovicher, and N. P. Matusevich, "Thermal con-

ductivity of magnetite magnetic fluids", J. Magn. Magn. Mater. 65, 211

(1987).

[73] L. D. Landau and E. M. Lifshitz, Theory of Elasticity, Pergamon, Ox-

ford, U.K. (1970) 2nd ed.

[74] Web [http://www.azom.com/properties.aspx?ArticleID=600].

[75] D. Chicot, J. Mendoza, A. Zaoui, G. Louis, V. Lepingle, F. Roudet,

and J. Lesage, "Mechanical properties of magnetite (Fe3O4), hematite (α-Fe2O3) and goethite (α-FeO·OH) by instrumented indentation and molecular dynamics analysis", Mater. Chem. Phys. 129, 862 (2011).

[76] M. Monteforte, S. Kobayashi, L. D. Tung, K. Higashimine, D. M. Mott,

S. Maenosono, N. T. K. Thanh, and I. K. Robinson, "Quantitative two

dimensional train mapping of small core-shell FePt@Fe3O4 nanoparti- cles", New Journal of Physics 18, 033016 (2016).

[77] G. Pigozzi, D. Mukherji, R. Gilles, P. Jencus, and C. Siemers, "The

measurement of internal strain in core(cid:21)shell Ni3Si(Al)(cid:21)SiOx nanoparti- cles", Nanotechnology 20, 245704 (2009).

[78] Z. W. Shan, G. Adsso, A. Cabot, M. P. Sherburnes, S. A. S. Asif, O.

L. Warren, D. C. Chrzan, A. M. Minor, and A. P. Alivisatos, "Ultra-

high stress and strain in hierarchically structured hollow nanoparticles",

Nature Materials 7, 947 (2008).

[79] N. Sabat†, D. Vogel, A. Gollhardt, J. Marcos, I. Gr(cid:160)cia, C. Can†, and

B. Michel, "Digital image correlation of nanoscale deformation fields

for local stress measurement in thin films", Nanotechnology 17, 5264

(2006).

[80] I. Varghese, D. Zhou, M. D. Murthy Peri, and C. Cetinkaya, "Thermal

loading of laser induced plasma shockwaves on thin films in nanoparticle

removal", J. Appl. Phys. 101, 113106 (2007).

[81] F. Singh, J. P. Stoquert and J. C. Pivin, "Study of classical thermo-

mechanical equations in ultrafast thermo-elastic domain: electronic

sputtering from metal(cid:21)dielectric nanocomposites", J. Phys. D 46,

325305 (2013).

[82] Web [http://www.crystran.co.uk/optical-materials/silica-glass-sio2].

[83] Anh D. Phan, Nghia C. Do, and Do T. Nga, "Thermal-Induced Stress

of Plasmonic Magnetic Nanocomposites", J. Phys. Soc. Jpn. 86, 084401

(2017).

[84] A.K. Geim, K.S. Novoselov, "The rise of graphene", Nat. Mater. 6,

183-191 (2007) .

[85] C. Lee, X. Wei, J.W. Kysar, J. Home, "Measurement of the elastic

properties and intrinsic strength of monolayer graphene", Science 321,

385-388 (2008) .

[86] A.H. Castro Neto, F. Guinea, N.M.R. Peres, K.S. Novoselov, A.K.

Geim, "The electronic properties of graphene", Rev. Mod. Phys. 81,

109 (2009).

[87] F. Bonaccorso, Z. Sun, T. Hasan, A.C. Ferrari, "Graphene photonics

and optoelectronics", Nat. Photonics 4, 611-622 (2010) .

[88] J. Zhu, Q.H. Liu, T. Linc, "Manipulating light absorption of graphene

using plasmonic nanoparticles", Nanoscale 5, 7785-7789 (2013) .

[89] Y. Liu, R. Cheng, L. Liao, H. Zhou, J. Bai, G. Liu, L. Liu, Y. Huang,

X. Duan, "Plasmon resonance enhanced multicolour photodetection by

graphene", Nat. Commun. 2, 579 (2011).

[90] O. Balci, E.O. Polat, N. Kakenov, C. Kocabas, "Graphene-enabled elec-

trically switchable radar-absorbing surfaces", Nat. Commun. 5, 6628

(2015).

[91] J. Federici, L. Moeller, "Review of terahertz and subterahertz wireless

communications", J. Appl. Phys. 107, 111101 (2010).

[92] R.W. McKinney, Y. Monnai, R. Mendis, D. Mittleman, "A review

on terahertz communications research", Terahertz Waves 32, 143-171

(2011) .

[93] R.R. Nair, P. Blake, A.N. Grigorenko, K.S. Novoselov, T.J. Booth, T.

Stauber, N.M.R. Peres, A.K. Geim, "Fine structure constant defines

visual transparency of graphene", Science 320, 1308 (2008) .

[94] D. Rodrigo, O. Limaj, D. Janner, D. Etzadi, F.J.G. de Abajo, V.

Pruneri, H. Altug, "Fine structure constant defines visual transparency

of graphene", Science 349, 165-168 (2015) .

[95] J.M. Dawlaty, S. Shivaraman, J. Strait, P. George, M. Chandrashekhar,

F. Rana, M.G. Spencer, D. Veksler, Y. Chen, "Measurement of the op-

tical absorption spectra of epitaxial graphene from terahertz to visible",

Appl. Phys. Lett. 93, 131905 (2008).

[96] A.D. Phan, N.A. Viet, N.A. Poklonski, L.M. Woods, C.H. Le, "Interac-

tion of a graphene sheet with a ferromagnetic metal plate", Phys. Rev.

B 86, 155419 (2012).

[97] S. Gong, T. Zhao, M. Sanderson, M. Hu, R. Zhong, X. Chen, P. Zhang,

C. Zhang, S. Liu, "Transformation of surface plasmon polaritons to ra-

diation in graphene in terahertz regime", Appl. Phys. Lett. 106, 223107

(2015) .

[98] R. Messina, P. Ben-Abdallah, "Graphene-based photovoltaic cells for

near-field thermal energy conversion", Sci. Rep. 3, 1383 (2013) .

[99] A.D. Phan, L.M. Woods, D. Drosdoff, I.V. Bondarev, N.A. Viet, "Tem-

perature dependent graphene suspension due to thermal Casimir inter-

action", Appl. Phys. Lett. 101, 113118 (2012).

[100] M. Badioli, A. Woessner, K.J. Tielrooij, S. Nanot, G. Navickaite, T.

Stauber, F.J.G. de Abajo, F.H.L. Koppens, "Phonon-mediated mid-

infrared photoresponse of graphene", Nano Lett. 14, 6374-6381 (2014).

[101] I.H. Son, J.H. Park, S. Kwon, S. Park, M.H. Rummeli, A. Bachmatiuk,

H.J. Song, J. Ku, J.W. Choi, J. Choi, S.-G. Doo1, H. Chang, "Silicon

carbide-free graphene growth on silicon for lithium-ion battery with

high volumetric energy density", Nat. Commun. 6, 7393 (2015).

[102] W. Luo, S. Zafeiratos, "Graphene-coated ZnO and SiO2 as supports

for CoO nanoparticles with enhanced reducibility", Chem. Phys. Chem.

17, 3055-3061 (2016) .

[103] C.F. Bohren, D.R. Huffman, "Absorption and Scattering of Light by

Small Particles", Wiley (1998).

[104] Anh D. Phan, Trinh X. Hoang, Thi H.L. Nghiem, Lilia M. Woods,

"Surface plasmon resonances of protein-conjugated gold nanoparticles

on graphitic substrates", Appl. Phys. Lett. 103, 163702 (2013).

[105] M.T. Sheldon, J. van de Groep, A.M. Brown, A. Polman, H.A. Atwa-

ter, "Plasmoelectric potentials in metal nanostructures", Science 346,

828-831 (2014).

[106] Do T. Nga, Do C. Nghia, Chu V. Ha, "Plasmonic properties of

graphene-based nanostructures in terahertz waves", Journal of Science:

Advanced Materials and Devices 2, 371-377 (2017).

[107] K. Bae, G. Kang, S. K. Cho, W. Park, K. Kim, and W. J. Padilla,

"Flexible thin-film black gold membranes with ultrabroadband plas-

monic nanofocusing for efficient solar vapour generation", Nat. Com-

mun. 6, 1-9 (2015).

[108] T. S. Kao, S. D. Jenkins, J. Ruostekoski, and N. I. Zheludev, "Coherent

Control of Nanoscale Light Localization in Metamaterial: Creating and

Positioning Isolated Subwavelength Energy Hot Spots", Phys. Rev. Lett.

106, 085501 (2011).

[109] S. Lal, S. E. Clare and N. J. Halas, "Nanoshell-enabled photothermal

cancer therapy: impending clinical impact", Acc. Chem. Res. 41, 1842-

1851 (2008).

[110] V. T. T. Duong, A. D. Phan, N. T. H. Lien, D. T. Hue, D. Q. Hoa,

D. T. Nga, T. H. Nhung and N. A. Viet, "Near-Infrared Photothermal

Response of Plasmonic Gold-Coated Nanoparticles in Tissues", Phys.

Status Solidi A 215, 1700564 (2018).

[111] J.-W. Xu, K. Yao, and Z.-K. Xu, "Nanomaterials with a photothermal

effect for antibacterial activities: an overview", Nanoscale 11, 8680-8691

(2019).

[112] E. Rephaeli, A. Raman, S. Fan, "Ultrabroadband Photonic Structures

To Achieve High-Performance Daytime Radiative Cooling", Nano Lett.

13, 1457-1461 (2013).

[113] X. Huang, I. H. El-Sayed, W. Qian, M. A. El-Sayed, "Cancer Cell

Imaging and Photothermal Therapy in the Near-Infrared Region by

Using Gold Nanorods", J. Am. Chem. Soc. 128, 2115-2120 (2006).

[114] R. Huschka, J. Zuloaga, M. W. Knight, L. V. Brown, P. Nordlander,

N. J. Halas, "Light-induced release of DNA from gold nanoparticles:

nanoshells and nanorods", J. Am. Chem. Soc. 133, 12247 (2011).

100

[115] Q. Guo, R. Yu, C. Li, S. Yuan, B. Deng, F. J. G. de Abajo, and F.

Xia, "Efficient electrical detection of mid-infrared graphene plasmons

at room temperature", Nat. Mater. 17, 986-992 (2018).

[116] D. Rodrigo, O. Limaj, D. Janner, D. Etezadi, F. J. G. de Abajo, V.

Pruneri, and H. Altug, "APPLIED PHYSICS. Mid-infrared plasmonic

biosensing with graphene", Science 349, 165-168 (2015).

[117] F. J. G. de Abajo, "Graphene Plasmonics: Challenges and Opportu-

nities", ACS Photonics 1, 135-152 (2014).

[118] A. Woessner, M. B. Lundeberg, Y. Gao, A. Principi, P. Alonso-

Gonzalez, M. Carrega, K. Watanabe, T. Taniguchi, G. Vignale, M.

Polini, J. Hone, R. Hillenbrand, and F. H. L. Koppens, "Highly confined

low-loss plasmons in graphene-boron nitride heterostructures", Nature

Materials 13, 421-425 (2015).

[119] X. Chen, Y. Chen, M. Yan, and M. Qiu, "Nanosecond Photothermal

Effects in Plasmonic Nanostructures", ACS Nano 6, 2550-2557 (2012).

[120] R. Yu, J. D. Cox, J. R. M. Saavedra, and F. J. G. de Abajo, "Analytical

Modeling of Graphene Plasmons", ACS Photonics 4, 3106-3114 (2017).

[121] S. Thongrattanasiri, F. H. Koppens, and F. J. G. De Abajo, "Complete

Optical Absorption in Periodically Patterned Graphene", Phys. Rev.

Lett. 108, 047401 (2012).

[122] C. Faugeras, B. Faugeras, M. Orlita, M. Potemski, R. R. Nair, and A.

K. Geim, "Thermal Conductivity of Graphene in Corbino Membrane

Geometry", ACS Nano 4, 1889-1892 (2010).

[123] E. Pop, V. Varshney, and A. K. Roy, "Thermal properties of graphene:

Fundamentals and applications", MRS Bulletin 37,1273-1281 (2012).

101

[124] M. Shamsa, W. L. Liu, A. A. Balandin, C. Casiraghi, W. I. Milne, and

A. C. Ferrari, "Thermal conductivity of diamond-like carbon films",

Appl. Phys. Lett. 89, 161921 (2006).

[125] S. Shihab, L. Thevenard, A. Lemaitre, J.-Y. Duquesne, and C. Gour-

don, "Steady-state thermal gradient induced by pulsed laser excitation

in a ferromagnetic layer", J. Appl. Phys. 119, 153904 (2016).

[126] H. H. Richardson, M. T. Carlson, P. J. Tandler, P. Hernandez, A. O.

Govorov, "Experimental and theoretical studies of light-to-heat con-

version and collective heating effects in metal nanoparticle solutions",

Nano Letters 9, 1139 (2009).

102

Luận án Tiến sĩ Vật lý: Mô hình lý thuyết và mô phỏng tính chất Plasmonic của một số cấu trúc nano ứng dụng trong quang nhiệt và cảm biến sinh học

L(cid:237)i c£m (cid:236)n

L(cid:237)i cam (cid:31)oan

M(cid:246)c l(cid:246)c

Danh m(cid:246)c c¡c chœ vi‚t t›t

Danh s¡ch h…nh v‡

M(cid:240) (cid:31)ƒu

Ch(cid:247)(cid:236)ng 1

H» thŁng c¡c l(cid:254) thuy‚t c(cid:236) b£n li¶n quan (cid:31)‚n v§n (cid:31)• nghi¶n cøu

1.1 M(cid:230) h…nh l(cid:254) thuy‚t cho h(cid:160)m (cid:31)i»n m(cid:230)i

1.2 L(cid:254) thuy‚t Mie cho t‰nh ch§t quang cıa

h⁄t nano (cid:31)(cid:236)n v“t li»u

1.3 L(cid:254) thuy‚t c(cid:236) b£n cho vi»c l(cid:160)m n(cid:226)ng h»

theo c(cid:236) ch‚ plasmon

1.4 K‚t lu“n

Ch(cid:247)(cid:236)ng 2

L(cid:254) thuy‚t Mie v(cid:160) m(cid:230) h…nh quang nhi»t cho h» nano c§u tr(cid:243)c lªi-v(cid:228)

2.1 H» nano cƒu hai l(cid:238)p

2.2 T‰nh ch§t plasmonic v(cid:160) øng su§t quang

nhi»t cıa h» hoa nano

2.3 K‚t lu“n

Ch(cid:247)(cid:236)ng 3

T‰nh ch§t plasmonic cıa c§u tr(cid:243)c nano d(cid:252)a tr¶n graphene trong d£i tƒn sŁ terahertz

3.1 C(cid:236) s(cid:240) l(cid:254) thuy‚t

3.2 H§p th(cid:246) quang h(cid:229)c cıa graphene

3.3 K‚t qu£ t‰nh sŁ v(cid:160) th£o lu“n

3.4 K‚t lu“n

Ch(cid:247)(cid:236)ng 4

Qu¡ tr…nh t«ng nhi»t cıa h» phøc hæp graphene d(cid:252)a tr¶n t‰nh ch§t plasmonic

4.1 Gi(cid:238)i thi»u

4.2 T‰nh ch§t plasmonic v(cid:160) ph¥n bŁ nhi»t

trong c§u tr(cid:243)c nano phøc hæp chøa graphene

4.3 K‚t qu£ t‰nh sŁ cho ph¥n bŁ nhi»t trong

c§u tr(cid:243)c nano phøc hæp chøa graphene

4.4 K‚t lu“n

K‚t lu“n

Danh m(cid:246)c c¡c c(cid:230)ng tr…nh cıa t¡c gi£

T(cid:160)i li»u tham kh£o

Có thể bạn quan tâm

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Giới thiệu

Về chúng tôi

Việc làm

Quảng cáo

Liên hệ

Chính sách

Thoả thuận sử dụng

Chính sách bảo mật

Chính sách hoàn tiền

DMCA

Hỗ trợ

Hướng dẫn sử dụng

Đăng ký tài khoản VIP

093 303 0098

support@tailieu.vn

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi

Facebook

Youtube

TikTok