本文關(guān)鍵詞：金屬膜上納米雙線體系中的等離子驅(qū)動(dòng)表面催化反應(yīng)

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【摘要】：等離激元光子學(xué)(plasmonics)作為納米光學(xué)的一個(gè)分支,其中的研究?jī)?nèi)容涉及到光在納米尺度范圍內(nèi)的各種新奇的特性,是物理光學(xué)、光學(xué)工程、材料科學(xué)以及納米科學(xué)等眾多學(xué)科交叉的結(jié)果。等離激元光子學(xué)是一種利用表面增強(qiáng)拉曼散射技術(shù),在納米尺度范圍內(nèi)操作和控制光子的一種具體的應(yīng)用研究。本文通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)等離子體驅(qū)動(dòng)催化反應(yīng)(plasmon driven surface catalysis,PDSC)的顆粒系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn),對(duì)銀線金膜系統(tǒng)的等離子體驅(qū)動(dòng)表面催化反應(yīng)進(jìn)行了研究。并自主搭建了一臺(tái)測(cè)量微米量級(jí)的拉曼光譜儀,可以十分靈活的進(jìn)行拉曼測(cè)量,比如改變?nèi)肷涔獾钠瘛?qiáng)度等。光能夠激發(fā)納米結(jié)構(gòu)中的表面等離子體,能夠?qū)⑷肷涔鈭?chǎng)的能量聚集到一個(gè)局域范圍內(nèi),使得此范圍內(nèi)的電磁場(chǎng)得到極大增強(qiáng),正是電磁場(chǎng)的增強(qiáng)效應(yīng)使得吸附在金屬表面的PATP或者4NBT分子轉(zhuǎn)換成了DMAB。盡管,PATP和4NBT分子都能轉(zhuǎn)換成DMAB,但是二者的反應(yīng)機(jī)理不一樣。轉(zhuǎn)換過(guò)程中,PATP發(fā)生的是氧化反應(yīng),而4NBT發(fā)生的是還原反應(yīng)。其催化反應(yīng)可以通過(guò)表面增強(qiáng)拉曼光譜進(jìn)行表征,其強(qiáng)度差別在一定程度上可以反應(yīng)催化反應(yīng)的強(qiáng)弱。本文的銀線二聚體的毗鄰部分的橫截面類(lèi)似于雙顆粒二聚體系統(tǒng)(比顆粒系統(tǒng)擁有更加光滑的表面)比銀線端頭具備更有效地局域能量的能力,所以銀線毗鄰部分的拉曼光譜強(qiáng)度要比銀線端頭(橫切面類(lèi)似于單顆粒系統(tǒng))擁有更高強(qiáng)度的拉曼光譜信號(hào),同時(shí)毗鄰部分也更易發(fā)生等離子體驅(qū)動(dòng)表面催化反應(yīng)。由于銀線的等離子體波導(dǎo)效應(yīng),在相同條件下,銀線的表面增強(qiáng)拉曼光譜要比顆粒系統(tǒng)的表面增強(qiáng)拉曼光譜弱一些,卻有著比其更加靈敏的入射光偏振依賴(lài)性。在實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)對(duì)激發(fā)光強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)控之后,可以選擇一個(gè)合適的強(qiáng)度使得入射光偏振垂直(相對(duì)于銀線方向)入射時(shí)發(fā)生等離子體驅(qū)動(dòng)表面催化反應(yīng),而平行入射時(shí)不發(fā)生催化反應(yīng)。這個(gè)特性很可能會(huì)成為一種控制表面催化反應(yīng)發(fā)生與否的可控手段。此外,我們還討論了不同波長(zhǎng)對(duì)于銀線系統(tǒng)表面催化反應(yīng)的影響。由于銀線系統(tǒng)樣品比顆粒系統(tǒng)更加容易制備和觀察,以及其自身具有的波導(dǎo)效應(yīng),所以這種簡(jiǎn)單的納米結(jié)構(gòu)可以為光學(xué)器件的開(kāi)發(fā)提供借鑒意義,比如探測(cè)、傳感、光輻射等。
【關(guān)鍵詞】：表面等離子體 表面增強(qiáng)拉曼散射光譜 等離子體驅(qū)動(dòng)表面催化反應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O53;TB383.1
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-33
• 1.1 引言8-9
• 1.2 表面等離激元9-18
• 1.2.1 表面等離激元9-10
• 1.2.2 表面等離子體10-18
• 1.3 表面等離子體電磁場(chǎng)增強(qiáng)18-19
• 1.4 表面增強(qiáng)拉曼散射19-21
• 1.5 光催化的概念及現(xiàn)狀21-29
• 1.5.1 光催化的概念21-22
• 1.5.2 光催化的研究現(xiàn)狀22-29
• 1.6 光學(xué)表征29-30
• 1.6.1 原子力顯微鏡29-30
• 1.6.2 拉曼光譜儀30
• 1.6.3 掃描電子顯微鏡30
• 1.7 本文研究的主要內(nèi)容和創(chuàng)新之處30-33
• 1.7.1 本文研究的主要內(nèi)容30-31
• 1.7.2 本文的創(chuàng)新之處31-33
• 2 前期準(zhǔn)備：模擬以及材料制備33-36
• 2.1 本實(shí)驗(yàn)的理論模擬33-34
• 2.1.1 常用模擬方法33
• 2.1.2 FDTD Solutions軟件介紹33-34
• 2.1.3 COMSOL Multiphysics介紹34
• 2.2 Ag線的合成34
• 2.3 Au film的制備34
• 2.4 納米線膜樣品的制備34-36
• 3 銀線金膜系統(tǒng)中的表面催化反應(yīng)36-42
• 3.1 銀線金膜系統(tǒng)對(duì)中探針?lè)肿訛?4NBT的催化現(xiàn)象36-37
• 3.2 不同波長(zhǎng)對(duì)銀線金膜系統(tǒng)對(duì)中探針?lè)肿訛?4NBT的催化反應(yīng)37-39
• 3.3 不同探針?lè)肿�、不同銀線直徑的催化反應(yīng)39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 4 表面增強(qiáng)拉曼測(cè)量系統(tǒng)的搭建42-50
• 4.1 實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)階段搭建的拉曼光譜儀42-43
• 4.2 Raman光譜儀光路示意圖43-44
• 4.3 光路的搭建44-47
• 4.3.1 激光的選擇44-45
• 4.3.2 光學(xué)元件的選擇45-46
• 4.3.3 儀器的共焦原理—假共焦以及白光和激光不同焦點(diǎn)問(wèn)題的解決46
• 4.3.4 1/2 波片改變偏振方向46-47
• 4.3.5 衰減片的使用47
• 4.4 儀器的使用47-48
• 4.5 本章小結(jié)48-50
• 5 總結(jié)與展望50-52
• 致謝52-53
• 參考文獻(xiàn)53-58
• 附錄 A.攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與獲獎(jiǎng)情況58

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：784449