本文關鍵詞：金納米棒及其核殼結構的表面增強光譜效應研究

  更多相關文章： 表面等離激元 金納米棒 金-銀核殼納米棒 金-銀-二氧化硅-核-殼-殼納米棒 表面增強熒光 表面增強拉曼散射

【摘要】：當外光場與納米量級的金屬襯底相互作用時,金屬襯底產(chǎn)生的表面等離激元可以改變其附近局域電磁場的分布,進而有效調(diào)控其附近分子的光學信號行為,這引起了研究者的極大興趣和關注。目前,基于表面等離激元的表面增強光譜技術,已被廣泛應用于生物成像、高靈敏生物檢測等領域。本論文以提高分子的熒光強度和拉曼信號強度為目標。利用二氧化硅包覆金-銀核殼納米棒作為增強襯底,系統(tǒng)地研究了復合納米棒襯底的局域表面等離激元共振峰與激發(fā)波長、熒光分子發(fā)射波長耦合程度以及不同二氧化硅殼層厚度對熒光光譜強度的影響規(guī)律。研究表明：復合納米棒的局域表面等離激元共振峰與激發(fā)波長和熒光分子的發(fā)射波長完全耦合時,襯底對分子的表面增強熒光效應表現(xiàn)出最佳效果；并利用金納米棒、金-銀核殼納米棒和金-銀-二氧化硅-核-殼-殼納米棒三種襯底對結晶紫分子拉曼信號強度的影響做了初步探索。實驗結果表明：三種納米棒對分子的拉曼信號表現(xiàn)出不同的增強特性。本論文的主要工作如下：1、利用種子生長法制備金納米棒溶膠,通過改變反應試劑的用量調(diào)控金納米棒的長徑比；在此基礎上,利用抗壞血酸還原硝酸銀的濕化學方法制備金-銀核殼納米棒溶膠；最后,利用本論文探索的二氧化硅包覆金-銀核殼納米棒制備方法獲得金-銀-二氧化硅-核-殼-殼納米棒溶膠。2、應用激光光譜學技術,以具有相同二氧化硅厚度(大約5 nm)不同局域表面等離激元共振峰的金-銀-二氧化硅-核-殼-殼納米棒作為增強襯底,研究了復合納米棒對嗯嗪725分子熒光強度的影響。研究表明：復合納米棒的局域表面等離激元共振峰與激發(fā)波長、熒光分子發(fā)射波長相匹配時,分子的熒光強度得到增強。并且,隨著熒光分子與復合納米棒體系中襯底濃度的增加,熒光強度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,這是復合納米棒增加熒光分子輻射衰減速率引起的熒光強度增強和襯底吸收熒光導致的熒光強度減弱兩者之間相互競爭的結果。通過進一步分析不同襯底濃度對熒光強度的影響,在激發(fā)功率相同條件下,復合納米棒的濃度顯著地影響著表面等離激元共振峰與熒光分子發(fā)射波長的耦合程度對熒光強度的變化規(guī)律。當襯底的濃度較低時,耦合程度最大的復合納米棒對熒光分子表現(xiàn)出最佳的熒光增強效應。當襯底增加到一定濃度時,耦合程度最好的納米棒對熒光分子輻射出的熒光吸收作用最為顯著,這種吸收作用導致熒光強度的減弱。在最合適的襯底濃度條件下,研究了具有相同局域表面等離激元共振峰不同二氧化硅層厚度的金-銀-二氧化硅-核-殼-殼納米棒對熒光增強效應的影響規(guī)律。實驗結果表明：當二氧化硅殼層厚度為10m左右時表現(xiàn)出最佳的熒光增強效果。3、研究了金納米棒、金-銀核殼納米棒以及金-銀-二氧化硅-核-殼-殼納米棒對結晶紫分子拉曼信號增強效應的影響規(guī)律。研究結果表明：納米棒的局域表面等離激元共振峰與激發(fā)波長耦合程度越大,CV分子的拉曼信號強度越強。相比金納米棒、金-銀-二氧化硅-核-殼-殼納米棒,金-銀核殼納米棒由于電子配體和局域電磁場增強的共同作用表現(xiàn)出更好的拉曼增強效果。電磁場增強的長程效應在5 nm以內(nèi)作用較強,隨著二氧化硅殼層厚度增加,納米棒對分子的拉曼信號增強能力越弱。實驗結果表明：當二氧化硅厚度為5 nm左右時,金-銀-二氧化硅-核-殼-殼納米棒呈現(xiàn)較好的SERS活性。
【關鍵詞】：表面等離激元 金納米棒 金-銀核殼納米棒 金-銀-二氧化硅-核-殼-殼納米棒 表面增強熒光 表面增強拉曼散射
【學位授予單位】：陜西師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O657.37
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-27
• 1.1 有機分子的熒光發(fā)射9-11
• 1.1.1 熒光的產(chǎn)生機理9-10
• 1.1.2 影響熒光光譜的因素10-11
• 1.2 金屬納米體系的局域表面等離激元研究11-17
• 1.2.1 表面等離激元11-13
• 1.2.2 影響局域表面等離激元的因素13-17
• 1.3 表面增強光譜效應的研究17-24
• 1.3.1 表面增強熒光效應17-22
• 1.3.2 表面增強拉曼散射效應22-24
• 1.4 本論文的選題意義及研究內(nèi)容24-27
• 1.4.1 本論文的選題意義和創(chuàng)新點24-25
• 1.4.2 本論文的主要研究內(nèi)容25-27
• 第2章 實驗27-39
• 2.1 實驗所用化學試劑與儀器27-29
• 2.1.1 探針分子的選擇27-28
• 2.1.2 所用化學試劑28
• 2.1.3 所用儀器28-29
• 2.2 納米棒的制備29-33
• 2.2.1 金納米棒的制備29-30
• 2.2.2 金-銀核殼納米棒的制備30-31
• 2.2.3 金-銀-二氧化硅-核-殼-殼納米棒的制備31-33
• 2.3 納米棒的表征33-37
• 2.3.1 金納米棒的表征33-34
• 2.3.2 金-銀核殼納米棒的表征34-35
• 2.3.3 金-銀-二氧化硅-核-殼-殼納米棒的表征35-37
• 2.4 本章小結37-39
• 第3章 Au@Ag@SiO_2NRs對表面增強熒光效應的影響39-57
• 3.1 引言39
• 3.2 實驗部分39-42
• 3.2.1 樣品制備39-41
• 3.2.2 表面增強熒光的光譜測量41-42
• 3.3 結果與討論42-54
• 3.3.1 襯底LSPR與激發(fā)波長、分子發(fā)射波長耦合程度對SEF的影響42-49
• 3.3.2 不同襯底濃度對SEF的影響49-51
• 3.3.3 二氧化硅殼層厚度對SEF的影響51-54
• 3.4 本章小結54-57
• 第4章 納米棒對表面增強拉曼散射效應的影響57-67
• 4.1 引言57
• 4.2 實驗部分57-58
• 4.2.1 樣品制備57-58
• 4.2.2 表面增強拉曼散射的光譜測量58
• 4.3 結果與討論58-65
• 4.3.1 金納米棒對SERS光譜特性的影響58-61
• 4.3.2 金-銀核殼納米棒對SERS光譜特性的影響61-63
• 4.3.3 金-銀-二氧化硅-核-殼-殼納米棒對SERS光譜特性的影響63-65
• 4.4 本章小結65-67
• 第5章 結論與展望67-69
• 5.1 結論67-68
• 5.2 展望68-69
• 參考文獻69-77
• 致謝77-79
• 攻讀學位期間的研究成果79

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本文編號：561385