【摘要】：貴金屬納米粒子及其組裝體在表面等離子共振與表面拉曼增強(qiáng)等光學(xué)效應(yīng)中的光學(xué)性質(zhì),被廣泛應(yīng)用于當(dāng)代日漸重視的生物與醫(yī)學(xué)中的實(shí)際研究�；跁r域有限差分方法,仿真貴金屬納米粒子及其組裝體的散射信號以及場強(qiáng)分布信號,可以準(zhǔn)確的分析該物體結(jié)構(gòu)的LSPR峰位置移動情況以及拉曼增強(qiáng)效應(yīng)情況。從理論的角度去驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,進(jìn)一步可以指導(dǎo)系列實(shí)驗(yàn)的科研方向。本文首先介紹FDTD以及FDTD Solutions的工作原理以及建模流程,然后是以金銀核殼立方體為基礎(chǔ)體系的系列仿真課題。金銀核殼立方體組裝四面體DNA探針,配位對應(yīng)目標(biāo)RNA實(shí)現(xiàn)配位前后的LSPR峰位置的變化,以達(dá)到檢測目標(biāo)RNA的效果;金銀核殼立方體組裝單個金球,控制金銀核殼立方體保持不變,改變外部組裝的金球在立方體上的組裝位置,并在每個位置依次改變該金球的尺寸,以研究這一系列的變化位置和尺寸對于整個結(jié)構(gòu)的拉曼信號的影響,從而達(dá)到可控拉曼增強(qiáng)效應(yīng)的目的。然后做了其他體系的模型仿真�；诎p氧水的一個復(fù)合氧化還原反應(yīng),來實(shí)現(xiàn)金三角片的刻蝕,測得金三角片刻蝕過程中的LSPR鋒位的變化,對應(yīng)當(dāng)前雙氧水的濃度,以達(dá)到檢測雙氧水濃度的目的。接著是一個探索性仿真,金銀核殼球體周圍組裝一圈衛(wèi)星小金球,通過改變外部小金球與中間金銀核殼球體的組裝距離,并改變小金球組裝距離發(fā)生變化的個數(shù),從而研究其拉曼信號的變化。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1
【圖文】：

圖 1.1 局部表面等離子體共振示意圖表面等離子共振技術(shù)的發(fā)展歷史源遠(yuǎn)流長。最開始是上世紀(jì)初的“伍德異常衍射現(xiàn)象”，后的五十年代末 R.H.Ritchie 的“金屬等離子體”概念[20]，再到六十年代前后，Stern 和 Ferrell出的金屬表面電磁波的色散關(guān)系[21]，接著在七十年代，Krestschmann 和 Raether 提出的estschmann 裝置模型至今仍在使用，是現(xiàn)代表面等離子共振技術(shù)的基礎(chǔ)[22]。八十年代初，黎世 IBM 實(shí)驗(yàn)室研發(fā)了第一臺光學(xué)顯微鏡，進(jìn)一步推動了表面等離子的研究[23-24]，其中，rn 和 Ferrell 將金屬介質(zhì)表面等離子體振動的量子稱為表面等離子體。當(dāng)入射光的角度或入波長值存在相應(yīng)條件時，在金屬薄層表面和溶液界面處就會發(fā)生共振效應(yīng)，入射光被金屬料所吸收，從而使得反射光的能量下降，因此在反射光譜上會出現(xiàn)反射強(qiáng)度最小值的結(jié)果。時金屬材料表面介質(zhì)的介電常數(shù)變化，共振峰位置將會隨之變化。這一理論結(jié)果極大的促了近 40 年各種 SPR 檢測技術(shù)的發(fā)展。3.2 表面等離子共振技術(shù)原理

在表面探測、催化、電化學(xué)、生物檢測等領(lǐng)域的應(yīng)用很快成為了研究的熱點(diǎn)。1.4.3 表面增強(qiáng)拉曼散射的增強(qiáng)機(jī)理圖1.2 表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）產(chǎn)生過程示意圖。1）物理增強(qiáng)（Physical Enhancement）物理增強(qiáng)又被稱為電磁場增強(qiáng)（Electromagnetic Enhancement，簡稱 EM）是指首先是金屬材料表面，且該金屬表面粗糙，其次入射光需照射該金屬的粗糙部分的表面的自由電子，最終，該金屬表面出現(xiàn)電磁場增強(qiáng)的現(xiàn)象。分子的拉曼散射強(qiáng)度是與該分子所在的周圍環(huán)境的電場強(qiáng)度存在正向比例的關(guān)系，所以金屬表面的電磁場實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)之后，會正向比例的導(dǎo)致分子的拉曼散射強(qiáng)度相應(yīng)的增強(qiáng)。簡而言之，就是可以從如何增強(qiáng)物體的周圍電場強(qiáng)度著手，同一條件下，提高場強(qiáng)值，就可以實(shí)現(xiàn)提高拉曼信號強(qiáng)度的目的。實(shí)現(xiàn)電磁場強(qiáng)度增大的方法和途徑主要有表面等離子體共振、避雷針效應(yīng)和熱點(diǎn)效應(yīng)。（a）表面等離子體共振（SPR）散射截面巨大增加的原因。在入射光照射該金屬顆粒表面（粗糙）時，表面的等離子體吸收能量之后

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 張磊;沈晶晶;范曲立;汪聯(lián)輝;黃維;;單顆粒等離子激元生物傳感技術(shù)[J];科學(xué)通報;2014年02期

本文編號：2713030