Әр түрлі спиндік мультиплет күйлері арасындағы электронды ауысуларға плазмондық әсер

1.

Қазақстан Республикасы Ғылым және Жоғары білім министрлігі
Академик Е.А. Бөкетов атындағы Қарағанды университеті
Физика-техникалық факультеті
«ӘР ТҮРЛІ СПИНДІК МУЛЬТИПЛЕТ КҮЙЛЕРІ
АРАСЫНДАҒЫ ЭЛЕКТРОНДЫ АУЫСУЛАРҒА ПЛАЗМОНДЫҚ ӘСЕР»
Магистрант: Аймагамбетова Амина,
Ғылыми жетекшісі: ф-м.ғ.д., профессор, зерттеуші-профессор Ибраев
Ниязбек Хамзаевич
1

2.

ЗЕРТТЕУДІҢ ӨЗЕКТІЛІГІ
Сурет. 1 Алтын, күміс нанобөлшектері мен ксантен
бояғыштарының қолданылуы
2

3.

ЗЕРТТЕУДІҢ МАҚСАТЫ МЕН МІНДЕТТЕРІ
негізгі мақсаты: әртүрлі спиндік еселік күйлер
арасындағы электрондық ауысуларға металл НБ-нің плазмондық
әсерінің көріну ерекшеліктерін зерттеу.
Зерттеу жұмысының міндеттері:
*ксантен бояғыштарының құрылымдық және спектралдық қасиеттерін өзара
салыстыру, талдау;
*алтын және күміс нанобөлшектерін арнайы әдіспен синтездеу;
*таңдалған бояғыштардың полимер мен нанобөлшектер қосылған
жабындарын алу;
*алынған үлгілердің спектралды-люминесценттік қасиеттерін өзара
зерттеу,салыстыру;
3
*үлгілердің кванттық шығымдарын өлшеу арқылы олардың флуоресценттік
тиімділіктерін өзара салыстыру;
Зерттеу жұмысының

4.

ЗЕРТТЕУ ОБЪЕКТІЛЕРІ
а)эозин
б)эритрозин
в)флуоресцеин
Сурет 2. Пайдаланылған бояғыштар және олардың құрылымдары
4

5.

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ҚҰРАЛДАР
Сурет 3.
a)Agilent Cary Eclipse спектрофотометрі
б) Agilent Cary Eclipse спектрофлуриметрі
c) құрылғының ішкі құрылымы
5

6.

6
Яблонский Диаграммасы

7.

7
Сурет 4. Плазмондық резонанс құбылысы [2]

8.

8
Сурет 5. Алтын және күміс нанобөлшектері
синтезделген жабындарды алу

9.

СЭМ КЕСКІНДЕРІ
Сурет 6. Алтын және күміс нанобөлшектерінің СЭМ кескіні
9

10.

ЖАБЫНДАРДА ЗЕРТТЕУЛЕРДЕ АЛЫНҒАН НӘТИЖЕЛЕР
Сурет 7.(а) ПВC-тағы флуоресцеин мен эритрозиннің нормаланған жұтылу спектрлері
(тұтас сызықтар) және флуоресценция (үзік сызықтар) спектрлері. (b) ПВС-тағы
флуоресцеиннің, 2Br-флуоресцеиннің және эритрозиннің баяу флуоресценция және
фосфоресценция спектрлері. [3]
10

11.

АРАЛДЫҚ КҮМІС ЖАБЫНДАРЫНДАҒЫ НӘТИЖЕЛЕР
Объектілер
D
λмакс, нм
Iфл
λмакс, нм
D/D0
Iфл/Iфл
флуоресцеин шыныда
0.18
502
83,5
530
1.11
1.8
флуоресцеин аралдық күміс
жабынында
эозин шыныда
0,2
502
152
525
0,31
528
39
551
2,5
4,1
эозин аралдық күміс жабынында
0,77
526
160
552
эритрозин шыныда
0,4
540
96,5
563
3,2
5,6
күміс 1,28
538
541
566
эритрозин
жабынында
аралдық
[3]
11

12.

12
Сурет 8.Плазмондық әсердің Күміс арал жабындарындағы
көрінісі

13.

Үлгі
D
λmax,
nm
Ifl,
o.e.
Fluorescein шыныда
2,2
504
300,3 535
Fluorescein
аралдық 2,6
алтын жабынында
504
322
530
2brom fluorescein шыныда 2,2
516
128
546
2brom fluorescein аралдық 2,9
алтын жабынында
514
161
546
Eosin шыныда
526
82
555
528
2,6
Eritrosin аралдық алтын 3,8
жабынында
Eosin аралдық
жабынында
Eritrosin шыныда
2,8
алтын 4
λmax,
nm
D/D0 If/If0 Idf
λmax,
nm
Iph,
o.e.
λmax,
nm
Idf/Idf0
Iph/Iph0
1.21
535
3,49
649
1,21
1,1
10,9 535
3,83
649
278
546
181
660
1,26
1,11
353
545
201
662
269
554
141
680
1,34
2,19
117,3 552
361
556
309
682
536
360
562
68
558
184
682
3,63
2,61
534
634
561
247
562
482
678
1,3
1,38
1,43
1
1,2
1,4
1,7
9
13
АРАЛДЫҚ АЛТЫН ЖАБЫНДАРЫНДАҒЫ
КӨРСЕТКІШТЕР

14.

АЛТЫН НБ-МЕН АЛЫНҒАН ЖАБЫНДАРДЫҢ
ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯЛАРЫ
Сурет 9.
Бөлме температурасында әйнектегі
флуоресцеин, дибромфлуоресцеин,
эозин мен эритрозиннің алтын НБмен және НБ-сіз флуоресценция
спектрлері; [4]
14

15.

15
СУРЕТ 10.
АЛТЫН АРАЛДЫҚ ЖАБЫНЫНДАҒЫ ЭРИТРОЗИН МЕН ФЛУОРЕСЦЕИННІҢ ӨМІР СҮРУ
УАҚЫТТАРЫ

16.

ҚОРЫТЫНДЫ
Бұл
жұмыста плазмон нанобөлшектерінің ксантенді бояғыштардың
спектралды-люминесцентті қаситтері зерттелді.
Пайда
болған
локализацияланған
электромагниттік
өріс
нанобөлшектің жанында орналасқан бояу молекулаларымен
әрекеттесіп, бояғыштың сіңіру, флуоресценция және т.б. сияқты
оптикалық қасиеттерінің жоғарылауына әкелетіні байқалды.
Алтын
НБ-теріне қарағанда күміс нанобөлшектері әлдеқайда
жақсырақ қарқындылыққа ие екендігі анықталды.
Плазмондық әсердің мультиплеттік құрылымға ықпалы сипатталып,
олардың энергетикалық спектрлерінде байқалатын ерекшеліктер
анықталды.
16

17.

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР
1.https://www.mdpi.com/1424-8220/15/7/15684
2.https://chemistry.stackexchange.com/questions/174120/jablonski-diagram-andabsorption
3. Ibrayev, N., Seliverstova, E., Valiev, R., Aymagambetova, A., & Sundholm, D.
(2024). The effect of heavy atoms on the deactivation of electronic excited states of
dye molecules near the surface of metal nanoparticles. Physical Chemistry
Chemical Physics, 26(40), 25986-25993.
4. Конференция «Современные проблемы физики», Душанбе, 11-12
октября 2024 г. С. 114.
17