【摘要】：基于納米金屬顆粒的等離子共振特性實(shí)現(xiàn)熒光物質(zhì)發(fā)光增強(qiáng)的相關(guān)研究已經(jīng)成為當(dāng)前納米金屬材料研究應(yīng)用的一個(gè)熱點(diǎn)方向。銀納米顆粒由于表面等離子共振的原因會(huì)在紫外可見光之間產(chǎn)生一個(gè)明顯的吸收帶,在熒光增強(qiáng)、生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)、促進(jìn)光催化等領(lǐng)域都有非常好的應(yīng)用前景。本論文圍繞納米銀顆粒的制備方法以及納米銀顆粒對(duì)熒光體系的發(fā)光增強(qiáng)進(jìn)行研究,主要有以下幾點(diǎn)內(nèi)容:(1)利用磁控濺射的方法,采用交替循環(huán)濺射銀靶和鈦酸鋇靶的方式,在氮?dú)夥諊峦嘶?最終在鈦酸鋇薄膜的表面制備出銀顆粒。通過掃描電鏡、紫外分光光度計(jì)等手段進(jìn)行表征分析,所制備的銀顆粒形貌均勻,粒徑大部分在分布20-30nm之間,等離子吸收共振吸收特性較強(qiáng)。此外,還側(cè)重分析了退火溫度和循環(huán)層數(shù)對(duì)納米銀顆粒形貌和等離子吸收特性的影響。退火溫度的提升有助于銀顆粒的融合和擴(kuò)散速度,進(jìn)而提升了顆粒的致密程度和均勻程度,等離子共振吸收特性也隨之增強(qiáng),通過對(duì)比確定較適宜的退火溫度為500℃。循環(huán)層數(shù)的改變對(duì)納米銀顆粒的致密度有重要的影響,雖然隨著循環(huán)層數(shù)的遞增,顆粒的尺寸在降低,顆粒的致密度卻在增加,致密度的提升增強(qiáng)了等離子體共振吸收特性。在固定銀濺射厚度為2nm,鈦酸鋇濺射厚度為10nm時(shí),等離子共振吸收最強(qiáng)的循環(huán)層數(shù)為三層。納米銀顆粒共振吸收峰還受到周圍環(huán)境的影響,可以通過改變納米顆粒周圍的介質(zhì)環(huán)境來(lái)調(diào)控納米銀顆粒的吸收峰。銀納米顆粒在鈦酸鋇表面相比于石英片表面,吸收峰發(fā)生了明顯的紅移。通過引入具有高介電參數(shù)特性的鈦酸鋇,使銀顆粒的吸收峰移動(dòng)到可見光的范圍內(nèi),便于銀顆粒的吸收峰與熒光相耦合。(2)通過浸漬提拉的方法將CdSe量子點(diǎn)和所制備的納米銀顆粒復(fù)合在一起,選擇450nm作為激發(fā)波長(zhǎng),便于激發(fā)波長(zhǎng)和納米銀顆粒的等離子共振吸收峰值相接近耦合。結(jié)果發(fā)現(xiàn)CdSe量子點(diǎn)的發(fā)光強(qiáng)度得到了增強(qiáng),最大的增強(qiáng)倍數(shù)可以到達(dá)8.7倍。發(fā)光的增強(qiáng)倍數(shù)與納米銀顆粒的等離子吸收特性有重要的聯(lián)系。通過分析其中的增強(qiáng)機(jī)理,發(fā)光增強(qiáng)可能主要是由于所制備的納米銀顆粒和激發(fā)光相互耦合作用,增強(qiáng)了CdSe量子點(diǎn)周圍的局域電場(chǎng),提升了激發(fā)效率,屬于耦合增強(qiáng)的機(jī)制。(3)利用溶膠凝膠的方法制備摻有稀土離子Er~(3+)-Yb~(3+)的BaTiO_3膠體,將膠體旋涂到所制備的納米銀顆粒的表面,使用980nm激光器激發(fā),由于納米銀顆粒的作用,稀土離子Er~(3+)-Yb~(3+)上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度得到了增強(qiáng),增強(qiáng)倍數(shù)可達(dá)到5.7倍。通過分析,這種發(fā)光增強(qiáng)主要可能是由于納米銀顆粒受到激發(fā)光的影響,產(chǎn)生了等離子共振效應(yīng),增強(qiáng)了局域電場(chǎng)的強(qiáng)度,進(jìn)而達(dá)到了熒光增強(qiáng)的效果。本文所制備的銀顆粒具有單位密度高、表面分散均勻、形貌規(guī)則、粒徑分布均勻等優(yōu)點(diǎn),可以應(yīng)用于熒光增強(qiáng)領(lǐng)域。
【圖文】：

第 1 章 緒 論子共振的相關(guān)性質(zhì)概念波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于納米顆粒的尺寸）照射在納電子的移動(dòng)，此時(shí)電子相對(duì)于原子核有子還會(huì)受到來(lái)自原子核和電子兩者之間兩者的共同作用下，電子會(huì)發(fā)生振蕩。合時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生等離子共振的現(xiàn)象。如示意圖。這種共振的結(jié)果通常表現(xiàn)為對(duì)的光的吸收和散射作用。其中，振蕩的密度、電子的有效質(zhì)量和電子云分布的，，除了偶極等離子共振，還有四極子、

這種共振的結(jié)果通常表現(xiàn)為對(duì)光的吸收和散射作用。其中，振蕩的度、電子的有效質(zhì)量和電子云分布的，除了偶極等離子共振，還有四極子、圖 1-1 納米金屬顆粒等離子體共振的示意圖
【學(xué)位授予單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB383.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2599465