本文關(guān)鍵詞：金屬納米片—分子—金屬膜三明治體系中的表面等離激元研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：表面等離激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)是金屬和介質(zhì)界面處自由電子的集體振蕩與傳播電磁波的耦合模式。金屬納米結(jié)構(gòu)由于其獨(dú)特的表面等離激元共振特性而被廣泛研究。金屬表面等離激元光學(xué)與表面增強(qiáng)拉曼散射為表面催化反應(yīng)、光信號探測的研究奠定了基礎(chǔ)。本論文主要分為兩大部分。第一部分我們主要研究了Au nanoplate-moleculefilm三明治結(jié)構(gòu)的等離子體驅(qū)動表面催化反應(yīng)。第二部分是在第一個工作的基礎(chǔ)上對顆粒輔助金屬三明治封裝結(jié)構(gòu)的分子光信息選擇性獲取的研究。論文中,我們結(jié)合表面增強(qiáng)拉曼散射光譜實驗與有限時域差分法理論計算對實驗現(xiàn)象進(jìn)行了分析討論。金屬納米結(jié)構(gòu)中表面等離子體共振會產(chǎn)生極強(qiáng)的局域電磁場增強(qiáng),吸附在金屬表面的p-aminothiophenol(PATP)或4-nitrobenzenethiol(4NBT)分子在強(qiáng)的電磁場作用下發(fā)生耦合生成一種新的分子即p,p'-dimercaptoazobenzene(DMAB)分子,催化結(jié)果可以通過表面增強(qiáng)拉曼散射光譜檢測出來。Au nanoplate-molecule-film三明治結(jié)構(gòu)的表面催化反應(yīng)主要依賴于激光的偏振方向而與分子種類無關(guān)。由于激光的偏振方向不同能量聚集的區(qū)域就不同,能量高的區(qū)域更容易發(fā)生表面催化反應(yīng)。由第一個工作可知,納米片中心區(qū)域由于電磁場增強(qiáng)弱很難檢測出分子信號,為了解決這一問題,我們介紹了一種簡單的方法來獲得金屬封裝結(jié)構(gòu)的拉曼信號。金屬納米顆粒的存在,使得Au nanoplate-film gap間的電場強(qiáng)度增強(qiáng)了幾倍以上,分子拉曼光譜強(qiáng)度明顯增大且發(fā)生了表面催化反應(yīng)。此外,實驗結(jié)果表明顆粒對Au nanoplate-molecule-film三明治封裝結(jié)構(gòu)分子光信號的增強(qiáng)效應(yīng)與顆粒半徑、納米片厚度密切相關(guān)而與分子種類、顆粒形狀無關(guān)。由于Au nanoplate-molecule-film三明治結(jié)構(gòu)制備簡單,該雜化等離子體納米結(jié)構(gòu)可以廣泛用于表面催化反應(yīng)、SERS、光探測、傳感器、特殊分子樣品信息儲存等領(lǐng)域。
【關(guān)鍵詞】：表面等離激元 表面增強(qiáng)拉曼散射 三明治結(jié)構(gòu) 等離子體驅(qū)動表面催化反應(yīng) 有限時域差分法
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1;O485
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-25
• 1.1 引言8-9
• 1.2 表面等離激元9-15
• 1.2.1 金屬中表面等離激元的產(chǎn)生及其基本特性9-12
• 1.2.2 表面等離激元的分類12-14
• 1.2.3 表面等離激元在電磁場增強(qiáng)中的應(yīng)用14-15
• 1.3 理論計算-有限時域差分法(FDTD)15
• 1.4 表面增強(qiáng)拉曼散射15-16
• 1.5 等離激元的新運(yùn)用-等離子體驅(qū)動表面催化反應(yīng)16-17
• 1.6 等離子體驅(qū)動表面催化反應(yīng)研究背景17-23
• 1.7 本文研究主要內(nèi)容及創(chuàng)新之處23-25
• 1.7.1 本文研究的主要內(nèi)容23-24
• 1.7.2 本文的創(chuàng)新之處24-25
• 2 實驗材料的制備及樣品的表征技術(shù)25-27
• 2.1 實驗材料的制備25-26
• 2.1.1 金納米三角片和金納米顆粒的合成25
• 2.1.2 Au膜的制備25
• 2.1.3 Au納米三角片-單分子層-Au膜三明治結(jié)構(gòu)的制備25
• 2.1.4 Au納米顆粒-Au納米片-單分子層-Au膜結(jié)構(gòu)的制備25-26
• 2.2 樣品的表征技術(shù)26-27
• 2.2.1 原子力顯微鏡(Atomic Force Microscopy, AFM)26
• 2.2.2 拉曼光譜儀26
• 2.2.3 掃描電子顯微鏡（SEM）26-27
• 3 Au nanoplate-molecule-film三明治結(jié)構(gòu)的催化反應(yīng)27-39
• 3.1 水平偏振時，nanoplate-molecule-film結(jié)構(gòu)的催化反應(yīng)（4NBT轉(zhuǎn)化成DMAB）28-30
• 3.2 豎直偏振時，nanoplate-molecule-film結(jié)構(gòu)的催化反應(yīng)（4NBT轉(zhuǎn)化成DMAB）30-31
• 3.3 豎直偏振時，，nanoplate-molecule-film結(jié)構(gòu)的催化反應(yīng)（PATP轉(zhuǎn)化成DMAB）31-33
• 3.4 計算結(jié)果與討論33-37
• 3.4.1 水平偏振時nanoplate-molecule gap間的電場分布34-35
• 3.4.2 豎直偏振時nanoplate-molecule gap間的電場分布35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-39
• 4 金屬封裝結(jié)構(gòu)的分子光信息選擇性獲取39-47
• 4.1 顆粒輔助封裝結(jié)構(gòu)的分子光信息選擇性獲取及其電場分布40-41
• 4.2 不同形狀顆粒輔助封裝結(jié)構(gòu)的分子光信息選擇性獲取及其電場分布41-43
• 4.3 納米片厚度、顆粒半徑對封裝結(jié)構(gòu)分子拉曼信號強(qiáng)度的影響43-44
• 4.4 顆粒輔助不同分子的封裝結(jié)構(gòu)信號的獲取44-46
• 4.5 本章小結(jié)46-47
• 5 總結(jié)與展望47-49
• 致謝49-50
• 參考文獻(xiàn)50-55
• 附錄A 攻讀學(xué)位期發(fā)表論文與獲獎情況55

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