本文關(guān)鍵詞：Ag-ZnO納米結(jié)構(gòu)體系熒光增強(qiáng)效應(yīng)的研究

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【摘要】：ZnO量子點(diǎn)既具有ZnO體材料本身的優(yōu)點(diǎn),如寬帶隙(3.37 e V)、室溫下有大的激子束縛能(60 me V),又有大的比表面積和明顯的量子尺寸效應(yīng)等特點(diǎn),是制備新型紫外光電器件的理想材料,因此受到人們廣泛關(guān)注。本文圍繞Ag-ZnO納米結(jié)構(gòu)體系的熒光增強(qiáng)現(xiàn)象開(kāi)展研究工作,得到了一些研究結(jié)果。具體的研究工作與成果如下:通過(guò)化學(xué)法制備出了Ag納米粒子和納米線等結(jié)構(gòu)。其中制得的Ag納米粒子的平均粒徑為200nm,而Ag納米線的平均直徑為160nm,長(zhǎng)度為3~15μm。高分辨率TEM圖表明,制備的Ag納米結(jié)構(gòu)具有單晶特性。Ag納米結(jié)構(gòu)的形態(tài)受到Ag NO3和PVP的濃度比,生長(zhǎng)時(shí)間和Cl-離子濃度的影響。不同的Ag納米結(jié)構(gòu)具有不同的吸收峰。利用溶膠凝膠法制得ZnO量子點(diǎn),通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度可以調(diào)節(jié)ZnO量子點(diǎn)的尺寸。尺寸為5nm的ZnO量子點(diǎn)存在帶邊熒光峰(365 nm)和缺陷發(fā)光峰(520 nm)。ZnO量子點(diǎn)的熒光特性與合成溫度,放置天數(shù)和保存溫度等因素有關(guān)。在Si襯底表面滴加Ag納米粒子后滴加ZnO量子點(diǎn),制備出兩者的混合樣品。當(dāng)二者的滴數(shù)比為1:3時(shí),ZnO量子點(diǎn)的帶邊熒光和缺陷光分別獲得最大增強(qiáng)倍數(shù)為7倍和40倍。而Ag納米線對(duì)ZnO量子點(diǎn)的熒光增強(qiáng)較弱。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量和理論計(jì)算Ag納米粒子的吸收譜和散射譜,探討了ZnO量子點(diǎn)和Ag納米粒子混合體系的熒光增強(qiáng)機(jī)制。Ag納米粒子的共振吸收峰主要位于350 nm和440 nm附近,且吸收峰峰寬較寬。理論計(jì)算表明,Ag納米粒子存在橫向偶極共振和縱向偶極共振兩種模式。這兩種模式的共振波長(zhǎng)隨Ag納米粒子的高寬比的減小而分別出現(xiàn)紅移和藍(lán)移現(xiàn)象。ZnO量子點(diǎn)的包裹可以使Ag納米粒子的共振波長(zhǎng)明顯紅移,并增大L1和L2共振波長(zhǎng)的差異。L1共振波長(zhǎng)與ZnO缺陷光波長(zhǎng)相匹配,這說(shuō)明Ag納米粒子的L1共振會(huì)導(dǎo)致ZnO量子點(diǎn)缺陷光增強(qiáng)。而ZnO帶邊熒光增強(qiáng)則歸結(jié)于Ag納米粒子的四極共振模式。時(shí)域有限差分法給出了Ag納米粒子在364 nm和520 nm光激發(fā)下的增強(qiáng)電場(chǎng)分布,驗(yàn)證了上述增強(qiáng)機(jī)理。
【關(guān)鍵詞】：ZnO量子點(diǎn) Ag納米粒子 熒光增強(qiáng)效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.1;O471.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 量子點(diǎn)與納米科學(xué)10-13
• 1.2 量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)13-14
• 1.3 金屬表面等離激元的熒光增強(qiáng)14-18
• 1.3.1 金屬表面等離激元14-17
• 1.3.2 材料熒光—金屬表面等離子體系耦合研究概況17-18
• 1.4 本論文研究的主要內(nèi)容18-20
• 第二章 ZnO量子點(diǎn)材料的制備與表征20-25
• 2.1 ZnO量子點(diǎn)制備20-21
• 2.2 ZnO量子點(diǎn)的表征21-25
• 2.2.1 X射線衍射21-22
• 2.2.2 透射電子顯微鏡22
• 2.2.3 紫外-可見(jiàn)吸收光譜22-23
• 2.2.4 光致發(fā)光譜23-25
• 第三章 Ag納米結(jié)構(gòu)和ZnO量子點(diǎn)的制備與研究25-43
• 3.1 前沿25
• 3.2 制備Ag納米結(jié)構(gòu)的反應(yīng)機(jī)理及具體實(shí)驗(yàn)步驟25-26
• 3.3 Ag納米結(jié)構(gòu)的測(cè)試與分析26-34
• 3.3.1 樣品結(jié)構(gòu)表征分析26-30
• 3.3.2 生長(zhǎng)參數(shù)對(duì)Ag納米產(chǎn)物的影響30-34
• 3.4 ZnO量子點(diǎn)的制備與光學(xué)特性研究34-42
• 3.4.1 ZnO量子點(diǎn)的制備及反應(yīng)溫度對(duì)其室溫PL譜的影響 1)制備步驟34-36
• 3.4.2 ZnO量子點(diǎn)的吸收特性36-38
• 3.4.3 放置天數(shù)對(duì)ZnO量子點(diǎn)室溫PL譜的影響38-39
• 3.4.4 ZnO量子點(diǎn)的濃度對(duì)室溫PL譜的影響39-40
• 3.4.5 ZnO量子點(diǎn)保存溫度對(duì)其室溫PL譜的影響40-41
• 3.4.6 襯底對(duì)ZnO量子點(diǎn)室溫PL譜的影響41-42
• 3.5 小結(jié)42-43
• 第四章 Ag-ZnO納米粒子體系熒光增強(qiáng)效應(yīng)的研究43-53
• 4.1 前沿43-44
• 4.2 Ag-ZnO納米結(jié)構(gòu)制備與仿真模型44-47
• 4.2.1 Ag-ZnO納米結(jié)構(gòu)的樣品制備與襯底選取44-45
• 4.2.2 滴加比例對(duì)Ag-ZnO納米結(jié)構(gòu)室溫PL譜的影響45-46
• 4.2.3 仿真模型46-47
• 4.3 不同Ag納米結(jié)構(gòu)對(duì)ZnO量子點(diǎn)PL譜的影響47-48
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論48-52
• 4.5 小結(jié)52-53
• 第五章 工作總結(jié)及展望53-54
• 參考文獻(xiàn)54-59
• 致謝59-60
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄60

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本文編號(hào)：1079005