本文關(guān)鍵詞：太赫茲波段碳納米管表面增強拉曼散射研究

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【摘要】：拉曼光譜是一種具有獨特“身份識別”功能的物理量,被廣泛的應用于各種探測和檢測中。表面增強拉曼散射(SERS)則可以彌補拉曼信號微弱的不足,更好的發(fā)揮拉曼光譜技術(shù)的應用作用。太赫茲技術(shù)在檢測、通信、醫(yī)療、安全等領(lǐng)域也有很廣泛的應用。碳納米管作為理想的一維材料,在力學、電學、光學和熱學等方面都有著其他材料無可比擬的優(yōu)勢。如果將這三種技術(shù)關(guān)聯(lián)應用,在研制具有高精度、高效率、小體積的新型檢測和探測器上面會有更顯著的突破。課題主要完成了下列工作:1、詳細的闡述了上述三種技術(shù)的原理、發(fā)展與應用情況。重點解釋了拉曼散射的原理與產(chǎn)生原因、時域有限差分法(FDTD)的基本原理。2、通過對金屬介電常數(shù)的說明,引出了實驗中所使用碳納米管的介電常數(shù)計算公式。然后闡述了基底物質(zhì)填充碳納米管情況下的復介電常數(shù)計算方法。3、根據(jù)上面的理論,引出了等效碳納米管模型。利用FDTD-Solutions工具,分別對純碳納米管和等效的模型進行數(shù)值模擬。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在等效模型中,由于填充的基底材料與碳原子之間存在耦合效應,使得等效模型的SERS效應優(yōu)于不添加基底材料的模型。模擬中最強的增強系數(shù)能夠達到1.5x106。4、最后討論了計算模型中納米粒子小球的SERS電磁增強規(guī)律。不論是固定小球間距離改變小球半徑,還是固定小球半徑改變小球之間距離,區(qū)域電磁增強效果都是先增大后減小。只有兩個變量在符合一定比值,且球的尺寸與入射光波長相匹配的情況下才能產(chǎn)生最強的SERS現(xiàn)象。
【關(guān)鍵詞】：太赫茲 SERS FDTD 碳納米管 納米粒子
【學位授予單位】：天津理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O613.71;TB383.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 太赫茲波9-10
• 1.1.1 太赫茲波的發(fā)展9-10
• 1.1.2 太赫茲波應用10
• 1.2 碳納米管10-16
• 1.2.1 碳納米管的分類11-12
• 1.2.2 碳納米管的制備12-14
• 1.2.3 碳納米管的性質(zhì)、發(fā)展與實際運用14-15
• 1.2.4 碳納米管的不足15-16
• 1.3 表面增強拉曼散射研究進展16
• 1.4 論文主要內(nèi)容與創(chuàng)新點16-18
• 第二章 拉曼散射和表面增強拉曼散射18-23
• 2.1 光的散射18
• 2.2 拉曼散射18-19
• 2.2.1 拉曼散射18
• 2.2.2 拉曼散射的原理18-19
• 2.3 表面增強拉曼散射19-22
• 2.3.1 表面增強拉曼散射增強機制20-22
• 2.3.1.1 電磁場增強機制20-22
• 2.3.1.2 化學增強機制22
• 2.3.2 當前SERS光譜研究所面臨的問題22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第三章 時域有限差分法23-37
• 3.1 時域有限差分法基本理論23-27
• 3.1.1 FDTD的Yee元胞23-24
• 3.1.2 FDTD差分方程24-27
• 3.1.2.1 電場隨時間變化的差分形式25-26
• 3.1.2.2 磁場隨時間變化的差分形式26-27
• 3.2 數(shù)值的穩(wěn)定性27-28
• 3.3 數(shù)值色散28-29
• 3.4 吸收邊界問題29-36
• 3.4.1 PEC和PMC邊界條件29-30
• 3.4.2 Mur吸收邊界條件30-32
• 3.4.3 PML完全匹配層吸收邊界32-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第四章 理論模型及其介電常數(shù)計算37-41
• 4.1 金屬的介電常數(shù)37-38
• 4.2 碳納米管的介電常數(shù)38
• 4.3 介電常數(shù)的計算38-40
• 4.4 本章小結(jié)40-41
• 第五章 碳納米管的SERS增強情況41-48
• 5.1 拉曼增強的解釋41
• 5.2 計算模型及參數(shù)設(shè)置41-42
• 5.2.1 計算模型41-42
• 5.2.2 參數(shù)設(shè)置42
• 5.3 兩種模型增強效果的對比42-44
• 5.4 CNT納米粒子的SERS增強規(guī)律44-47
• 5.5 本章小結(jié)47-48
• 第六章 總結(jié)與展望48-49
• 參考文獻49-53
• 發(fā)表論文和科研情況說明53-54
• 致謝54-55

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1 吳玉登;任廣軍;郝蕓;姚建銓;;太赫茲波段納米顆粒表面增強拉曼散射的研究[J];光譜學與光譜分析;2013年05期

2 江德軍;王光琴;賈燕;李寧;逯美紅;孫金海;沈京玲;;太赫茲波及其在毒品檢測中的應用[J];北京石油化工學院學報;2006年04期

3 和挺;沈京玲;;太赫茲光譜技術(shù)在毒品檢測中的應用研究[J];光譜學與光譜分析;2013年09期

4 張朝暉;呂洛冬;尹怡欣;上野佑子;Rakchanok Rungsawang;味戶克裕;;基于太赫茲吸收波譜的氨基酸定量分析[J];分析科學學報;2007年06期

5 李小霞;鄧琥;廖和濤;尚麗平;何俊;;室溫下中藥附子的太赫茲波譜分析[J];激光與紅外;2013年11期

6 郭俊虎;;太赫茲成像技術(shù)在爆炸物檢測中的應用[J];影像技術(shù);2014年03期

7 戴厚梅;;空氣中產(chǎn)生太赫茲波過程有關(guān)離化機制的理論模擬[J];武漢科技大學學報;2011年05期

8 馬奇俊;王春生;楊雪蓮;;太赫茲在食品中的應用前景展望[J];黑龍江科技信息;2010年01期

9 付秀華;郝國徽;杜勇;劉建軍;洪治;;低溫和室溫下除蟲脲和高效氯氟氰菊酯的太赫茲譜分析[J];光譜實驗室;2013年03期

10 陳西良;陳欣;;抗氧化劑DLTP對聚乙烯太赫茲光譜學性質(zhì)的影響[J];廣東化工;2014年16期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張存林;牧凱軍;;太赫茲波譜與成像[A];第八屆全國光學前沿問題討論會論文集[C];2009年

2 張敏;權(quán)潤愛;阮雙琛;梁華偉;蘇紅;;連續(xù)太赫茲波在產(chǎn)品分布檢測中的應用[A];2009年全國微波毫米波會議論文集（下冊）[C];2009年

3 戴厚梅;劉勁松;;空氣中產(chǎn)生太赫茲波過程的研究進展[A];第十三屆全國紅外加熱暨紅外醫(yī)學發(fā)展研討會論文及論文摘要集[C];2011年

4 李喜來;徐軍;曹付允;朱桂芳;侯洵;;太赫茲波軍事應用研究[A];中國光學學會2006年學術(shù)大會論文摘要集[C];2006年

5 張存林;趙國忠;;太赫茲波的應用[A];中國光學學會2006年學術(shù)大會論文摘要集[C];2006年

6 張存林;趙國忠;沈京玲;張巖;;太赫茲波譜與成像[A];第七屆全國光學前沿問題討論會論文摘要集[C];2007年

7 范文慧;;太赫茲波譜成像技術(shù)與應用[A];第十屆全國光電技術(shù)學術(shù)交流會論文集[C];2012年

8 趙國忠;梁衛(wèi)華;張存林;楊國楨;;太赫茲波傳播特性及成像研究[A];第七屆全國光學前沿問題討論會論文摘要集[C];2007年

9 郭瀾濤;牧凱軍;左劍;張振偉;張存林;;爆炸物的太赫茲超寬帶光譜研究[A];中國光學學會2011年學術(shù)大會摘要集[C];2011年

10 孟增睿;張偉斌;;太赫茲光譜探測技術(shù)在安全領(lǐng)域的研究進展[A];第二屆全國危險物質(zhì)與安全應急技術(shù)研討會論文集[C];2013年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 本報記者 袁志勇;張巖：借太赫茲波“穿墻透視”[N];科技日報;2013年

2 本報記者　江世亮 邱德青 實習生 王禹;太赫茲：又一場“前沿革命”[N];文匯報;2006年

3 記者 任海軍;有設(shè)備會“透視”可“分辨”爆炸物[N];新華每日電訊;2010年

4 常麗君;太赫茲脈沖可提高砷化鎵電子密度[N];科技日報;2011年

5 本報記者　 繆琴;神奇“太赫茲”改變你生活[N];成都日報;2006年

6 常麗君;科學家開發(fā)出石墨烯太赫茲設(shè)備樣機[N];科技日報;2012年

7 ;英“遠程透視眼”能看穿衣服,但不看“隱私”[N];新華每日電訊;2008年

8 實習記者 唐燾逸;反暴恐利器：國內(nèi)首臺太赫茲安檢儀發(fā)布[N];中國航空報;2014年

9 劉霞;集成太赫茲收發(fā)器在美問世[N];科技日報;2010年

10 本報記者 侯鐵中;太赫茲研究的中國高度[N];科技日報;2014年

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1 王偉濤;新型太赫茲參量源研究[D];山東大學;2015年

2 張彪;太赫茲雷達成像算法研究[D];電子科技大學;2015年

3 黃海漩;基于二元光學矢量理論的太赫茲亞波長功能器件研究[D];深圳大學;2015年

4 李輝;基于連續(xù)太赫茲波檢測人體呼吸運動的研究[D];第四軍醫(yī)大學;2015年

5 茍君;基于氧化釩輻射熱計的室溫太赫茲探測器研究[D];電子科技大學;2014年

6 賴偉恩;太赫茲時域光譜與新穎太赫茲薄膜器件的研究[D];電子科技大學;2015年

7 陳琦;幾種新型微波無源器件及太赫茲濾波器的研究[D];電子科技大學;2014年

8 王蓉蓉;大氣水凝物中THz波和紅外波的輻射傳輸特性[D];西安電子科技大學;2015年

9 劉建軍;太赫茲時域光譜技術(shù)在轉(zhuǎn)基因物質(zhì)檢測上的識別方法研究[D];西安電子科技大學;2015年

10 劉項;基于金屬表面等離子激元的太赫茲波段功能器件研究[D];浙江大學;2015年

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1 馬欣然;木材的太赫茲波光譜特性及參數(shù)提取算法研究[D];東北林業(yè)大學;2015年

2 唐關(guān)琦;大能量納秒太赫茲參量源研究[D];山東大學;2015年

3 李進;基于太赫茲時域光譜技術(shù)的水蒸汽傳輸特性研究[D];西南科技大學;2015年

4 王磊;亞波長金屬微結(jié)構(gòu)對太赫茲波偏振調(diào)制作用的研究[D];復旦大學;2014年

5 吳三統(tǒng);基于單片集成二極管技術(shù)的太赫茲倍頻鏈路研究[D];電子科技大學;2014年

6 孫振龍;太赫茲快速成像系統(tǒng)的研究[D];南京大學;2014年

7 樊霖;太赫茲探測器讀出電路設(shè)計[D];電子科技大學;2015年

8 謝佳林;基于鉭酸鋰晶體的熱釋電太赫茲探測系統(tǒng)的設(shè)計[D];電子科技大學;2015年

9 孫琳琳;太赫茲波段基于HEMT人工微結(jié)構(gòu)的制備與基礎(chǔ)研究[D];電子科技大學;2015年

10 丁杰;基于表面微結(jié)構(gòu)的太赫茲吸收層研究[D];電子科技大學;2015年

，

本文編號：825012