基于銀納米結(jié)構(gòu)的SERS基底制備及特性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-28 23:09
拉曼(Raman)光譜作為分子的“指紋譜”,可以通過對分子振動(dòng)的探測,實(shí)現(xiàn)對物理、化學(xué)、生物等各種復(fù)雜系統(tǒng)的高信息量分析。拉曼光譜學(xué)廣泛應(yīng)用于固體、液體以及氣體樣品的研究,是一種強(qiáng)大的化學(xué)分析光譜技術(shù)。然而在自發(fā)拉曼散射過程中,只有約千萬分之一與分子相互作用的光子會(huì)經(jīng)歷拉曼散射的過程,以至于拉曼散射信號(hào)通常很弱,拉曼光譜的檢測靈敏度受到了極大的限制。1974年,Fleischmann等人首次發(fā)現(xiàn)了附著在粗糙銀電極表面的吡啶分子具有很強(qiáng)的拉曼信號(hào),后來這種現(xiàn)象被命名為表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)效應(yīng)。SERS技術(shù)的出現(xiàn)為解決自發(fā)拉曼光譜的低靈敏度提供了有效的解決途徑。除此之外,納米技術(shù)的不斷發(fā)展也為SERS技術(shù)的應(yīng)用奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。本文利用銀納米材料,制備了新型的SERS基底,并通過實(shí)驗(yàn)儀器(包括掃描電子顯微鏡,拉曼光譜儀等),對基底的形貌及其SERS的特性進(jìn)行了細(xì)致的研究。于此同時(shí),利用時(shí)域有限差分法(FDTD)從理論上對基底進(jìn)行了研究和討論。本文主要制備了具有壓電效應(yīng)的(PVDF/AgNWs)SERS基底,和具有光催化效應(yīng)的(ZnTiO3/AgNPs)SERS...
【文章來源】:山東師范大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
光學(xué)現(xiàn)象示意圖
山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文1第一章緒論1.1散射與拉曼散射光照射介質(zhì)時(shí),光與介質(zhì)會(huì)相互作用,產(chǎn)生許多光學(xué)效應(yīng)和現(xiàn)象[1]。如圖1-1所示,當(dāng)一束光照射到介質(zhì)上時(shí),其中一部分光被介質(zhì)透射、吸收、反射,另一部分光則被介質(zhì)散射至四周。圖1-1光學(xué)現(xiàn)象示意圖光散射現(xiàn)象指的是:當(dāng)光束穿過介質(zhì)時(shí),一部分光偏離了其主要傳播方向。利用散射現(xiàn)象,人們不但可以研究物質(zhì)的相互作用,而且可以進(jìn)一步研究其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)。盧瑟福在1911年利用了粒子與帶電粒子進(jìn)行碰撞的散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)原子的中心有一個(gè)帶正電的原子核。1920年,康普頓利用光子與帶電粒子的碰撞散射實(shí)驗(yàn)證明了光的粒子性。迄今為止,基本粒子的實(shí)驗(yàn)研究大多都是利用不同入射粒子與靶粒子發(fā)生碰撞的散射實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的。圖1-2光散射示意圖
?玖W擁難芯科鷸涼刂匾?淖饔謾I⑸淇梢苑治?兇由⑸浜凸庾由⑸洌ㄒ勻肷淞W?區(qū)分),而光子散射又可以分為可見光散射和X、γ射線散射等(以能量區(qū)分)[2]。表1.1為散射實(shí)驗(yàn)中,幾種入射粒子的能量和波長特性。表1.1散射實(shí)驗(yàn)中常用的入射粒子及能量和波長的估計(jì)值[3]入射粒子類型能量波長實(shí)驗(yàn)(能量)不確定性電子伏/eV赫茲/Hz納米/nm△E/E中子10-2101410-110-4光子可見光10010165×10210-8X射線103101910-110-2而在日常生活中,光散射其實(shí)是經(jīng)常出現(xiàn)且很容易被人們觀察到的普遍現(xiàn)象。比如丁達(dá)爾現(xiàn)象[4],如圖1-3,當(dāng)光束穿過膠體時(shí),在膠體中觀察到一條明亮的“通路”。從粒子相互作用的角度可以更好地理解光的散射過程:光由光子組成,這是光的微粒性。照射到介質(zhì)上的一束光就是一束粒子,作為粒子來講,它就有能量和動(dòng)量(每個(gè)光子都有確定的能量hυ0和動(dòng)量hk0)。介質(zhì)當(dāng)中也有粒子(原子,電子和離子,還有準(zhǔn)粒子),光與介質(zhì)的相互作用就是光子和介質(zhì)中的粒子發(fā)生碰撞的過程[5]。圖1-3丁達(dá)爾現(xiàn)象示意圖19世紀(jì),有關(guān)于光散射的研究以自然界中存在的液體和氣體為主,并根據(jù)物質(zhì)中粒子尺度的不同把散射分為分子散射(粒子尺度小于入射波長)和丁達(dá)爾散射(粒子尺度與入射波長相當(dāng)或稍大)。英國的物理學(xué)家瑞利在1871年提出了著名的瑞利散射定律[6],即散射光的強(qiáng)度跟λ4(波長的四次方)成反比。而1908年米研究丁達(dá)爾散射時(shí),發(fā)現(xiàn)與分子散射不同,散射光的強(qiáng)度與λ4不成比例關(guān)系,因此丁達(dá)爾散射又叫米氏散射[7]。20世紀(jì)以來,
【參考文獻(xiàn)】:
博士論文
[1]時(shí)域有限差分方法的改進(jìn)及在多物理場中的應(yīng)用[D]. 牛凱坤.安徽大學(xué) 2019
[2]柔性壓電納米發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)構(gòu)建與應(yīng)用研究[D]. 朱杰.中北大學(xué) 2018
[3]應(yīng)用顯微激光拉曼光譜分析單個(gè)流體包裹體CO2碳同位素值[D]. 李佳佳.長安大學(xué) 2017
[4]高SERS活性的納米銀溶膠的制備及其增強(qiáng)機(jī)理研究[D]. 孟衛(wèi).南京理工大學(xué) 2014
碩士論文
[1]g-C3N4/Ag納米結(jié)構(gòu)的制備及其SERS性能的研究[D]. 馬云峰.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所) 2018
[2]氫鍵協(xié)同弛豫對低溫防護(hù)和血壓調(diào)制的影響機(jī)理[D]. 倪滄皓.湘潭大學(xué) 2018
[3]基于FDTD算法的混響室研究[D]. 王大增.西安電子科技大學(xué) 2014
[4]表面增強(qiáng)拉曼光譜信息處理技術(shù)的研究與應(yīng)用[D]. 郭淑霞.廈門大學(xué) 2014
[5]大型電力變壓器油中特征氣體拉曼光譜檢測及信號(hào)分析研究[D]. 馬志鵬.重慶理工大學(xué) 2014
[6]多模式振動(dòng)光譜在食品安全檢測中的應(yīng)用研究[D]. 劉云曼.天津大學(xué) 2014
[7]基于納米多孔銀的表面增強(qiáng)拉曼散射[D]. 趙寅.山東大學(xué) 2013
[8]硫化鉛和硫化亞錫微納米晶的制備及表征[D]. 王美娟.南京理工大學(xué) 2010
[9]利用FPGA實(shí)現(xiàn)等離子體時(shí)域有限差分算法的加速[D]. 封俊.南京航空航天大學(xué) 2010
[10]激光液相燒蝕法制備貴金屬納米顆粒及在Raman光譜學(xué)的應(yīng)用[D]. 張建兵.首都師范大學(xué) 2006
本文編號(hào):3106412
【文章來源】:山東師范大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
光學(xué)現(xiàn)象示意圖
山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文1第一章緒論1.1散射與拉曼散射光照射介質(zhì)時(shí),光與介質(zhì)會(huì)相互作用,產(chǎn)生許多光學(xué)效應(yīng)和現(xiàn)象[1]。如圖1-1所示,當(dāng)一束光照射到介質(zhì)上時(shí),其中一部分光被介質(zhì)透射、吸收、反射,另一部分光則被介質(zhì)散射至四周。圖1-1光學(xué)現(xiàn)象示意圖光散射現(xiàn)象指的是:當(dāng)光束穿過介質(zhì)時(shí),一部分光偏離了其主要傳播方向。利用散射現(xiàn)象,人們不但可以研究物質(zhì)的相互作用,而且可以進(jìn)一步研究其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)。盧瑟福在1911年利用了粒子與帶電粒子進(jìn)行碰撞的散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)原子的中心有一個(gè)帶正電的原子核。1920年,康普頓利用光子與帶電粒子的碰撞散射實(shí)驗(yàn)證明了光的粒子性。迄今為止,基本粒子的實(shí)驗(yàn)研究大多都是利用不同入射粒子與靶粒子發(fā)生碰撞的散射實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的。圖1-2光散射示意圖
?玖W擁難芯科鷸涼刂匾?淖饔謾I⑸淇梢苑治?兇由⑸浜凸庾由⑸洌ㄒ勻肷淞W?區(qū)分),而光子散射又可以分為可見光散射和X、γ射線散射等(以能量區(qū)分)[2]。表1.1為散射實(shí)驗(yàn)中,幾種入射粒子的能量和波長特性。表1.1散射實(shí)驗(yàn)中常用的入射粒子及能量和波長的估計(jì)值[3]入射粒子類型能量波長實(shí)驗(yàn)(能量)不確定性電子伏/eV赫茲/Hz納米/nm△E/E中子10-2101410-110-4光子可見光10010165×10210-8X射線103101910-110-2而在日常生活中,光散射其實(shí)是經(jīng)常出現(xiàn)且很容易被人們觀察到的普遍現(xiàn)象。比如丁達(dá)爾現(xiàn)象[4],如圖1-3,當(dāng)光束穿過膠體時(shí),在膠體中觀察到一條明亮的“通路”。從粒子相互作用的角度可以更好地理解光的散射過程:光由光子組成,這是光的微粒性。照射到介質(zhì)上的一束光就是一束粒子,作為粒子來講,它就有能量和動(dòng)量(每個(gè)光子都有確定的能量hυ0和動(dòng)量hk0)。介質(zhì)當(dāng)中也有粒子(原子,電子和離子,還有準(zhǔn)粒子),光與介質(zhì)的相互作用就是光子和介質(zhì)中的粒子發(fā)生碰撞的過程[5]。圖1-3丁達(dá)爾現(xiàn)象示意圖19世紀(jì),有關(guān)于光散射的研究以自然界中存在的液體和氣體為主,并根據(jù)物質(zhì)中粒子尺度的不同把散射分為分子散射(粒子尺度小于入射波長)和丁達(dá)爾散射(粒子尺度與入射波長相當(dāng)或稍大)。英國的物理學(xué)家瑞利在1871年提出了著名的瑞利散射定律[6],即散射光的強(qiáng)度跟λ4(波長的四次方)成反比。而1908年米研究丁達(dá)爾散射時(shí),發(fā)現(xiàn)與分子散射不同,散射光的強(qiáng)度與λ4不成比例關(guān)系,因此丁達(dá)爾散射又叫米氏散射[7]。20世紀(jì)以來,
【參考文獻(xiàn)】:
博士論文
[1]時(shí)域有限差分方法的改進(jìn)及在多物理場中的應(yīng)用[D]. 牛凱坤.安徽大學(xué) 2019
[2]柔性壓電納米發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)構(gòu)建與應(yīng)用研究[D]. 朱杰.中北大學(xué) 2018
[3]應(yīng)用顯微激光拉曼光譜分析單個(gè)流體包裹體CO2碳同位素值[D]. 李佳佳.長安大學(xué) 2017
[4]高SERS活性的納米銀溶膠的制備及其增強(qiáng)機(jī)理研究[D]. 孟衛(wèi).南京理工大學(xué) 2014
碩士論文
[1]g-C3N4/Ag納米結(jié)構(gòu)的制備及其SERS性能的研究[D]. 馬云峰.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所) 2018
[2]氫鍵協(xié)同弛豫對低溫防護(hù)和血壓調(diào)制的影響機(jī)理[D]. 倪滄皓.湘潭大學(xué) 2018
[3]基于FDTD算法的混響室研究[D]. 王大增.西安電子科技大學(xué) 2014
[4]表面增強(qiáng)拉曼光譜信息處理技術(shù)的研究與應(yīng)用[D]. 郭淑霞.廈門大學(xué) 2014
[5]大型電力變壓器油中特征氣體拉曼光譜檢測及信號(hào)分析研究[D]. 馬志鵬.重慶理工大學(xué) 2014
[6]多模式振動(dòng)光譜在食品安全檢測中的應(yīng)用研究[D]. 劉云曼.天津大學(xué) 2014
[7]基于納米多孔銀的表面增強(qiáng)拉曼散射[D]. 趙寅.山東大學(xué) 2013
[8]硫化鉛和硫化亞錫微納米晶的制備及表征[D]. 王美娟.南京理工大學(xué) 2010
[9]利用FPGA實(shí)現(xiàn)等離子體時(shí)域有限差分算法的加速[D]. 封俊.南京航空航天大學(xué) 2010
[10]激光液相燒蝕法制備貴金屬納米顆粒及在Raman光譜學(xué)的應(yīng)用[D]. 張建兵.首都師范大學(xué) 2006
本文編號(hào):3106412
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