本文關(guān)鍵詞：光功能型雜化等離子體納米材料的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：貴金屬納米材料所激發(fā)的表面等離子體(SPR)性質(zhì)在小型化光學(xué)器件、傳感、光通訊以及藥物篩選和診斷等領(lǐng)域展示出了非常大的應(yīng)用潛力,因此受到人們?cè)絹?lái)越廣泛的關(guān)注。表面等離子學(xué)是一門新興的學(xué)科,它主要研究電磁波與貴金屬之間的相互作用,其中對(duì)于貴金屬納微米材料表面等離子共振現(xiàn)象的本質(zhì)的研究一直是這一領(lǐng)域的重點(diǎn)。通過(guò)研究貴金屬納米材料的結(jié)構(gòu)與其光學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系,科學(xué)家們致力于解釋表面等離子共振現(xiàn)象背后的物理及化學(xué)本質(zhì)。由于等離子材料的光學(xué)性質(zhì)與納米結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系,為了得到某種特殊的光學(xué)性質(zhì),科學(xué)家們會(huì)花費(fèi)大量精力去制備新型的納米結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),不同形貌的金屬納米結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生不同的等離子體共振模式。例如,單個(gè)的貴金屬納米粒子及其組裝體能夠激發(fā)局域表面等離子體共振(LSPR),其光學(xué)性質(zhì)取決于粒子的尺寸、形狀及化學(xué)組成等。不同于是實(shí)心的金屬粒子,納米殼是由介電質(zhì)核和圍繞在核周圍的金屬外殼組成的,金屬納米殼所激發(fā)的等離子體共振是通過(guò)控制內(nèi)核和外殼的直徑進(jìn)行調(diào)節(jié)的。如果金屬殼的殼層極其薄,那么外殼和空腔所激發(fā)的等離子體可以發(fā)生耦合,這會(huì)導(dǎo)致等離子體共振峰發(fā)生分裂,從而產(chǎn)生很獨(dú)特的雜化模式。近來(lái),關(guān)于金屬殼的研究受到了人們的廣泛研究�？茖W(xué)家們通過(guò)設(shè)計(jì)不同形狀的空腔來(lái)獲得新的光學(xué)性質(zhì)。具有對(duì)稱性破壞的球形空腔已經(jīng)被系統(tǒng)地研究,通過(guò)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)參數(shù)能夠得到雜化的等離子體-光子共振(Hybrid Plasmonic-Photonic Resonances)或法諾共振(Fano Resonances)。對(duì)于圓柱狀的納米球殼也有一定的研究,通過(guò)調(diào)節(jié)金屬層的厚度以及內(nèi)核和外殼的直徑,能過(guò)直接激發(fā)暗模等離子體共振(Dark Plasmonic Resonances)。這些新型的光學(xué)性質(zhì)能夠用來(lái)增強(qiáng)和限域SPR能量或者能夠提高傳感器效果的高品質(zhì)因子。因此,開(kāi)發(fā)一種廉價(jià)、高效、通用的方法制備不同形狀的納米殼是很有必要的,因?yàn)檫@些結(jié)構(gòu)也許能夠產(chǎn)生新穎的光學(xué)性質(zhì)。在第二章中,我們利用簡(jiǎn)單的膠體刻蝕技術(shù)制備了一種銀的中空錐臺(tái)陣列膜,它能夠激發(fā)雜化等離子體模式。中空錐臺(tái)陣列膜具有一個(gè)錐臺(tái)狀的空腔,外面包著一層銀殼,它就像一個(gè)倒著放置的杯子。這種具有空腔的獨(dú)特結(jié)構(gòu)能夠使錐臺(tái)狀的外殼與空腔的表面等離子體模式產(chǎn)生耦合得到雜化的等離子體共振。具有不同結(jié)構(gòu)參數(shù)結(jié)構(gòu)的透射光譜,隨著納米空腔體積的減小,共振峰發(fā)生藍(lán)移。中空錐臺(tái)陣列膜內(nèi)部含有空腔并且能夠增強(qiáng)局域電磁場(chǎng)強(qiáng)度,這些都導(dǎo)致它具有高效的傳感性能,同時(shí)也為它在其他領(lǐng)域的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。這種結(jié)構(gòu)膜對(duì)周圍環(huán)境折射率的改變有很高的靈敏度,同時(shí)也有很好的線性響應(yīng)。此外,中空錐臺(tái)陣列膜也可以用做表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)基底,其檢測(cè)限可以達(dá)到10~(-9) M。在第三章中,我們將研究另一種能夠激發(fā)雜化等離子體共振模式的方法,即基底誘導(dǎo)雜化。我們將已經(jīng)制備好的中空納米錐臺(tái)陣列膜利用簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)移、倒置過(guò)程,使其倒置在基底上,最終在基底上形成了納米杯陣列膜。由于基底的存在,金屬納米殼上部分和下部分的介電常數(shù)存在差異,這導(dǎo)致錐臺(tái)狀納米殼模式與空腔等離子體模式相雜化。由于這種共振的產(chǎn)生使結(jié)構(gòu)具有很好的折射率傳感和表面拉曼增強(qiáng)的散射的效果。此外,雜化等離子體共振的產(chǎn)生使納米杯內(nèi)外電磁場(chǎng)分布產(chǎn)生差異,從而使其在空間選擇傳感器(Spatial Selective Sensor)方面有著廣闊的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：膠體刻蝕 表面等離子體共振 雜化等離子體模式 納米結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 緒論12-44
• 第一節(jié) 貴金屬納微材料13-25
• 1.1.1 表面等離子體共振性質(zhì)13-17
• 1.1.2 常見(jiàn)表面等離子體共振性質(zhì)簡(jiǎn)介17-22
• 1.1.2.1 球形納米粒子17
• 1.1.2.2 棒狀納米粒子17-18
• 1.1.2.3 圓盤形和三角板形納米粒子18-20
• 1.1.2.4 納米孔陣列及其光學(xué)異透現(xiàn)象20-22
• 1.1.3 等離子體雜化體系22-25
• 1.1.3.1 納米球殼的等離子體雜化體系23-24
• 1.1.3.2 對(duì)稱性破壞誘導(dǎo)等離子體雜化24-25
• 第二節(jié) 貴金屬納微材料的制備25-38
• 1.2.1 溶液相合成26-28
• 1.2.2 自上而下刻蝕28-29
• 1.2.3 膠體刻蝕29-36
• 1.2.3.1 膠體晶體模板32
• 1.2.3.2 入射角可控的膠體刻蝕技術(shù)32-33
• 1.2.3.3 方位角可控的膠體刻蝕技術(shù)33-34
• 1.2.3.4 微球表面構(gòu)造圖案34-35
• 1.2.3.5 膠體刻蝕技術(shù)的擴(kuò)展35-36
• 1.2.4 其他非傳統(tǒng)刻蝕方法36-38
• 第三節(jié) 等離子體納米材料的應(yīng)用38-42
• 1.3.1 基于球－球耦合的比色傳感器38-39
• 1.3.2 基于折射率變化的無(wú)標(biāo)記光學(xué)檢測(cè)39-41
• 1.3.3 表面增強(qiáng)光譜41-42
• 第四節(jié) 論文選題及設(shè)計(jì)思路42-44
• 第二章 基于膠體刻蝕的中空納米錐臺(tái)陣列及其光學(xué)性質(zhì)研究44-57
• 第一節(jié) 引言44-45
• 第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)部分45-47
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料45
• 2.2.2 中空納米錐臺(tái)陣列的制備45-46
• 2.2.3 FDTD模擬46
• 2.2.4 儀器設(shè)備46-47
• 第三節(jié) 結(jié)果與討論47-55
• 2.3.1 中空納米錐臺(tái)陣列制備過(guò)程的調(diào)控47-48
• 2.3.2 形貌表征48-49
• 2.3.3 光學(xué)性質(zhì)的研究49-53
• 2.3.4 等離子傳感器和表面增強(qiáng)拉曼散射的應(yīng)用53-55
• 第四節(jié) 本章小結(jié)55-57
• 第三章 納米杯陣列的制備及其光學(xué)性質(zhì)研究57-67
• 第一節(jié) 引言57-58
• 第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)部分58-60
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料58
• 3.2.2 納米杯陣列膜的制備58-59
• 3.2.3 FDTD模擬59
• 3.2.4 儀器設(shè)備59-60
• 第三節(jié) 結(jié)果與討論60-66
• 3.3.1 納米杯陣列的制備與形貌表征60-61
• 3.3.2 納米杯陣列的光學(xué)性質(zhì)研究61-62
• 3.3.3 納米杯陣列膜的光學(xué)性質(zhì)62-64
• 3.3.4 空間選擇傳感器（Spatial Selective Sensor）的應(yīng)用64-66
• 第四節(jié) 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻(xiàn)68-78
• 作者簡(jiǎn)歷78
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果78-80
• 致謝80-81

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 馬海紅;史鐵鈞;宋秋生;;PMMA/SiO_2-TiO_2雜化纖維的制備與表征[J];高分子材料科學(xué)與工程;2009年11期

2 郁建燦;崔元靖;王民權(quán);錢國(guó)棟;;無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化二階非線性光學(xué)材料研究進(jìn)展[J];硅酸鹽學(xué)報(bào);2009年02期

3 宋秋生;史鐵鈞;馬海紅;;PVA/SiO_2/TiO_2雜化纖維的制備與表征[J];高分子材料科學(xué)與工程;2009年05期

4 馬海紅;江紀(jì)峰;張虎;陸昱;錢進(jìn);;PVA-PEG/SiO_2-TiO_2雜化纖維的制備與表征[J];化工新型材料;2009年11期

5 馬海紅;周浩;賀力;于維;劉發(fā)國(guó);陶俊;;PEG/SiO_2-TiO_2雜化纖維的制備與表征[J];材料導(dǎo)報(bào);2010年22期

6 王純;高會(huì)元;程慧敏;;新型雜化炭分子篩膜研究進(jìn)展[J];化工新型材料;2013年05期

7 劉登良;;從“雜化”說(shuō)開(kāi)去——材料創(chuàng)新的一種重要途徑[J];中國(guó)涂料;2006年07期

8 何雪梅;;殼聚糖基雜化功能材料制備新進(jìn)展[J];化工時(shí)刊;2009年12期

9 王宏偉;;新型雜化光聚合體系[J];信息記錄材料;2011年03期

10 吳翠明;肖新樂(lè);崔鵬;徐銅文;;雜化離子膜的制備和應(yīng)用[J];化學(xué)進(jìn)展;2010年10期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 隋玉龍;閆冰;;具有強(qiáng)鍵連接的鋱綠光雜化分子材料[A];2005年中國(guó)固體科學(xué)與新材料學(xué)術(shù)研討會(huì)專輯[C];2005年

2 李晶晶;鄧聯(lián)東;邢金峰;董岸杰;;二氧化鈦陽(yáng)離子雜化電泳納米粒的制備與表征[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

3 孟慶國(guó);宋梓瑜;張亮亮;孫道峰;;基于1,3,5-苯三甲酸的三維鋇無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化框架物的合成與表征[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第05分會(huì)：無(wú)機(jī)化學(xué)[C];2014年

4 吳波;余萍;崔燦;吳名;張洋;劉磊;王彩霞;卓仁禧;黃世文;;含葉酸還原敏感性脂質(zhì)-聚合物雜化納米粒子用于阿霉素靶向輸送[A];2013年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題H：醫(yī)用高分子[C];2013年

5 邵志東;江曉;梁云霄;;一種新型無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化磷酸鹽的合成與表征[A];第15屆全國(guó)晶體生長(zhǎng)與材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

6 Kimihiro Matsukawa;;光功能無(wú)機(jī)/有機(jī)雜化光學(xué)材料(英文)[A];第九屆中國(guó)輻射固化年會(huì)論文集[C];2008年

7 趙寧;戴珍;劉海云;黎白鈺;馬軍;王真;徐堅(jiān);;有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化功能材料研究—聚倍半硅氧烷分子雜化與應(yīng)用[A];2011中國(guó)材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

8 童朝健;王靜;熊兆賢;薛昊;周建華;;有機(jī)生色團(tuán)摻雜有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合基質(zhì)非線性光學(xué)材料的制備與性能[A];第六屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（1）[C];2007年

9 柴志剛;李琦;徐東升;;多相均相雜化體系用于二氧化碳光催化還原[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第37分會(huì)：能源納米科學(xué)與技術(shù)[C];2014年

10 萬(wàn)穎;馮翠苗;錢旭芳;李和興;趙東元;;雜化介孔碳分子篩載體的合成[A];第五屆全國(guó)環(huán)境催化與環(huán)境材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 本報(bào)記者 金勇;朱美芳：悠游纖維世界[N];中國(guó)婦女報(bào);2011年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 堯華;胺類固化劑結(jié)構(gòu)與環(huán)氧聚硅氧烷雜化涂層性能關(guān)系的研究[D];上海大學(xué);2015年

2 陳召來(lái);水相加工的聚合物納米晶雜化太陽(yáng)能電池的性能優(yōu)化及機(jī)理研究[D];吉林大學(xué);2016年

3 劉俊生;新型荷電雜化（鑲嵌）膜（材料）的制備與表征[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

4 崔元靖;無(wú)機(jī)—有機(jī)雜化二階非線性光學(xué)材料的設(shè)計(jì)、合成與性能研究[D];浙江大學(xué);2005年

5 殷允杰;基于原位修飾雜化硅溶膠織物表面功能改性[D];江南大學(xué);2013年

6 馬海紅;聚合物/SiO_2-TiO_2雜化纖維材料的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2009年

7 林松柏;有機(jī)樹(shù)脂/二氧化硅雜化高吸水性材料的研究[D];天津大學(xué);2004年

8 肖雨;共價(jià)鍵構(gòu)筑多金屬氧簇—聚合物雜化物：異相催化及組裝的雜化囊泡特征[D];南開(kāi)大學(xué);2014年

9 李渭龍;碳納米管多維多尺度雜化結(jié)構(gòu)的可控制備和形成機(jī)理研究[D];西北大學(xué);2011年

10 許松偉;海藻酸—二氧化硅雜化凝膠固定化脫氫酶研究[D];天津大學(xué);2005年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 馬前;動(dòng)態(tài)凝膠的交叉快速愈合功能及其宏觀雜化體的制備與機(jī)理研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 沈鑫磊;硅/有機(jī)物雜化太陽(yáng)能電池的制備及性能研究[D];浙江大學(xué);2015年

3 許亞南;Cu/SPAES/PES雜化抗菌超濾膜制備和性能表征[D];南京理工大學(xué);2015年

4 許巧靜;硅基雜化光伏電池的界面調(diào)控及電極層修飾研究[D];蘇州大學(xué);2015年

5 胡四維;基于吡咯并吡咯烷酮結(jié)構(gòu)的窄帶隙小分子液晶調(diào)控P3HT/ZnO雜化本體異質(zhì)結(jié)微觀形貌及其性能優(yōu)化[D];南昌大學(xué);2015年

6 夏周慧;納米結(jié)構(gòu)金表面等離子體效應(yīng)在硅基雜化太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2015年

7 史彥龍;基于POSS無(wú)機(jī)/有機(jī)雜化光電材料的合成及性質(zhì)研究[D];蘭州交通大學(xué);2015年

8 張丹丹;巰基—烯/自由基混雜光固化大豆油基納米復(fù)合涂層制備與性能研究[D];南昌航空大學(xué);2015年

9 趙偉剛;結(jié)合位點(diǎn)確定的高分子雜化體的制備及其功能研究[D];蘭州交通大學(xué);2015年

10 宋曉凱;基于仿生硅化/鈣化設(shè)計(jì)制備雜化凝膠微球及固定化酶研究[D];天津大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：光功能型雜化等離子體納米材料的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：343681