本文關(guān)鍵詞：Au、Ag表面增強(qiáng)拉曼光譜基底設(shè)計及性能研究

  更多相關(guān)文章： 表面增強(qiáng)拉曼散射 三維時域有限差分 米狀銀納米顆粒 金/蜻蜓翅膀

【摘要】：表面增強(qiáng)拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering,SERS)是一種與粗糙表面相關(guān)的表面增強(qiáng)效應(yīng),對拉曼信號有較好的增強(qiáng)效果。具有極高的檢測靈敏性,對微/痕量物質(zhì)可進(jìn)行快速檢測,已成為表面科學(xué)的重要工具之一。目前,它的應(yīng)用范圍十分廣泛,涉及食品安全、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)學(xué)檢測和納米科學(xué)等多個領(lǐng)域。在檢測過程中,決定檢測效果強(qiáng)弱的一個重要因素就是基底性能,所以研究SERS基底信號增強(qiáng)規(guī)律、開發(fā)新型高性能SERS基底便成為熱門問題。近幾年,為實(shí)現(xiàn)SERS基底制備工藝簡單、成本低、增強(qiáng)效果好等優(yōu)點(diǎn),在人工和天然制備表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)活性基底及其性能研究方面國內(nèi)外已有報道。本文針對這一熱點(diǎn)問題開展了對米狀銀納米顆粒結(jié)構(gòu)的電磁場增強(qiáng)效果的理論模擬和新型金/蜻蜓翅膀生物基底的性能測試。主要內(nèi)容如下:首先,論文對三維時域有限差分法(3D-FDTD)的原理做了簡介,同時對局域電磁場中增強(qiáng)因子常見的幾種計算方法也做了介紹。選擇使用3D-FDTD法對不同結(jié)構(gòu)的米狀銀納米顆粒的電場分布進(jìn)行了數(shù)值分析,分析出米狀銀納米顆粒尺寸、顆粒數(shù)量、顆粒之間的間距對局域電場的增強(qiáng)規(guī)律。其次,論文設(shè)計了金納米顆粒的制備過程,通過調(diào)整反應(yīng)物的加入量,制備出不同半徑的金納米顆粒,并以此為基礎(chǔ)完成金/蜻蜓翅膀基底的制備。使用羅丹明6G(R6G)作為探針分子,對制備出的新型基底進(jìn)行拉曼信號性能測試。最后,論文利用3D-FDTD法模擬金/蜻蜓翅膀的增強(qiáng)能力。設(shè)置與實(shí)驗(yàn)制備出的金/蜻蜓翅膀結(jié)構(gòu)基本相似的模型,計算得出每組模型的最大局域電場,從理論與實(shí)驗(yàn)兩方面系統(tǒng)地分析了此基底的性能。
【關(guān)鍵詞】：表面增強(qiáng)拉曼散射 三維時域有限差分 米狀銀納米顆粒 金/蜻蜓翅膀
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O657.37
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 課題的研究背景及意義10-11
• 1.2 拉曼散射光譜簡介11-14
• 1.2.1 拉曼散射產(chǎn)生原理11-12
• 1.2.2 拉曼散射的優(yōu)勢12
• 1.2.3 拉曼散射的應(yīng)用12-14
• 1.3 表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）簡介14-16
• 1.3.1 SERS效應(yīng)14
• 1.3.2 SERS增強(qiáng)原理14-16
• 1.4 SERS活性基底16-17
• 1.5 SERS基底的制備及發(fā)展17-19
• 1.6 SERS光譜檢測所遇到的困難19
• 1.7 課題來源及論文研究內(nèi)容19-21
• 第2章 SERS增強(qiáng)的理論分析21-30
• 2.1 理論計算方法簡介21-22
• 2.2 FDTD方法22-26
• 2.3 SERS增強(qiáng)因子的計算方法26-28
• 2.4 實(shí)驗(yàn)方法28-29
• 2.4.1 實(shí)驗(yàn)試劑及器材28
• 2.4.2 主要儀器設(shè)備及表征方法28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 米狀銀納米顆粒對局域電場增強(qiáng)的理論分析30-39
• 3.1 引言30-31
• 3.2 不同米狀銀納米顆粒結(jié)構(gòu)局域電場增強(qiáng)的理論分析31-37
• 3.2.1 單個米狀銀納米顆粒31-33
• 3.2.2 不同間隔下米狀銀納米顆粒二聚體33-34
• 3.2.3 不同間隔下多個米狀銀納米顆粒34-37
• 3.3 本章小結(jié)37-39
• 第4章 金/蜻蜓翅膀基底的制備及SERS性能研究39-54
• 4.1 引言39
• 4.2 基底材料39-41
• 4.2.1 物理沉積法39-40
• 4.2.2 蜻蜓翅膀表面結(jié)構(gòu)表征40-41
• 4.3 金納米顆粒溶液的制備41-46
• 4.3.1 影響納米金顆粒質(zhì)量的因素41-42
• 4.3.2 金納米顆粒制備42-44
• 4.3.3 金納米顆粒的形貌44-46
• 4.4 金/蜻蜓翅膀基底的制備46-48
• 4.4.1 SERS性能表征方法47
• 4.4.2 SERS性能表征儀器47-48
• 4.5 金/蜻蜓翅膀基底SERS性能分析48-53
• 4.5.1 不同半徑金納米顆粒/蜻蜓翅膀基底的拉曼測試48-50
• 4.5.2 濃度不同探針分子檢測基底性能50
• 4.5.3 金/蜻蜓翅膀基底的增強(qiáng)因子分析50-51
• 4.5.4 金/蜻蜓翅膀基底增強(qiáng)能力理論分析51-52
• 4.5.5 金/蜻蜓翅膀活性基底優(yōu)點(diǎn)52-53
• 4.6 本章小結(jié)53-54
• 結(jié)論54-55
• 參考文獻(xiàn)55-59
• 致謝59

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10 李慧s，

本文編號：700041