(Au,Ag)/Si复合纳米颗粒薄膜的微结构与光谱特性

采用复合靶共溅射方法制备了(Au,Ag)/Si复合纳米颗粒薄膜,分别采用Maxwell-Garnett理论和微分有效媒质(DEM)理论计算了Ag/Si复合薄膜的吸收光谱,实验测量结果与DEM理论计算更接近,讨论了(Au,Ag)/Si体系复合薄膜共振吸收峰宽化的微观机制. 关键词：     

(Au,Si)/SiO2复合纳米颗粒薄膜的光谱特性

采用复合靶共溅射法制备了(Au，Si)／SiO2复合纳米颗粒薄膜样品，并对其荧光谱作了测量．在理论上分别计算了在强限域效应下和弱限域效应下Si纳晶吸收光谱的峰值位置与晶粒尺寸之间的关系，并采用Drude理论计算了Au／SiO2复合体系的吸收峰的峰值位置与微粒尺寸的关系．给出了(Au，Si)／SiO2体系复合薄膜共振吸收峰的位置随Au和Si的掺杂浓度比和微粒尺寸的相关特征．     

Au/SiO2纳米复合型材料的光吸收性质

在室温下用离子束溅射沉积工艺在石英基材上生成Au-SiO2复合薄膜。把生成薄膜从500~900℃(分别保温5 min)分五个不同温度进行退火处理。用X光衍射方法(XRD)对薄膜结构进行了测试,得到Au-SiO2纳米复合薄膜未退火(as-dep)和退火后的X射线衍射谱;透射电子显微镜(TEM)观察了经过700℃退火处理复合薄膜中Au粒子在薄膜中分布状态和颗粒大小。用分光计测试薄膜光吸收特性,吸收光谱范围为190~1000 nm,发现退火温度从500~700℃,光谱吸收峰有明显红移存在,而在更高温度吸收峰的位置和强度几乎都不变。这与X射线衍射检测吻合。并用德鲁特(Drude)模型给于理论解释。     

Au/SiO2纳米多层薄膜的制备及其性质表征

利用多靶磁控溅射技术制备了Au/SiO2纳米颗粒分散氧化物多层复合薄膜.研究了在保持Au单层颗粒膜沉积时间一定时薄膜厚度一定、变化SiO2的沉积时间及SiO2的沉积时间一定而改变薄膜厚度时,多层薄膜在薄膜厚度方向的微观结构对吸收光谱的影响.研究结果表明:具有纳米层状结构的Au/SiO2多层薄膜在560nm波长附近有明显的表面等离子共振吸收峰,吸收峰的强度随Au颗粒的浓度增加而增强,在Au颗粒浓度相同的情况下,复合薄膜光学吸收强度随薄膜厚度的增加而增强.但当金属颗粒的浓度增加到一定程度时,金属颗粒相互接触,没有观察到纳米层状结构,薄膜不显示共振吸收峰特征.用修正后的M-G(Maxwell-Garnett)理论对吸收光谱进行了模拟,得到了与实验一致的结果.     

Au/SiO2纳米复合薄膜的微结构及光吸收特性研究

用多靶磁控溅射技术制备了Au/SiO2纳米多层薄膜.利用透射电子显微镜以及吸收光谱对Au/SiO2复合薄膜的微观结构、表面形貌及光学性能进行了表征和测试.研究结果表明:单层Au/SiO2薄膜中Au沉积时间小于10s时,分散在SiO2中的Au颗粒随Au的沉积时间的延长而增大;当沉积时间超过10s后,Au颗粒的尺寸几乎不随沉积时间变化,但Au颗粒的形状由网络状结构变为薄膜状结构.[Au(t1)SiO2(600)]×5多层薄膜在540-560nm波长附近有明显的表面等离子共振吸收峰,且吸收峰的强度随Au的沉积时间增加而增强.基于修正后的Maxwell-Garnett (M-G)有效媒质理论,讨论了金属颗粒的形状对等离子共振吸收峰的峰位和强度的影响.模拟的吸收光谱与实验吸收光谱形状、趋势及吸收峰位相符合.     

Ag:ZnO/SiO_2复合薄膜的制备与光学性能

采用溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备Ag掺杂于ZnO层的Ag:ZnO/SiO2(AZSO)复合薄膜,采用XRD、SEM、UV-Vis和PL谱等手段对样品的晶体结构、微观形貌、透过率、吸收率及光致发光性能等进行表征,并观察了掺Ag量对复合薄膜光学性能的影响。XRD结果表明:样品经300℃退火处理后出现ZnO及单质Ag衍射峰;由SEM结果可观察到AZSO复合薄膜颗粒分散均匀,表面致密,其断面照片显示了薄膜的双层结构。UV-Vis吸收光谱结果表明:随着复合薄膜中Ag含量的增加,Ag与ZnO之间的电子转移及Ag颗粒的变大促使Ag的特征吸收峰呈现红移和宽化,样品的透过率也随之降低,吸收边向短波长方向移动,禁带宽度减小。PL谱结果表明:由于Ag的掺入减少了ZnO内空穴浓度并对复合薄膜的结构缺陷进行补偿,以及Ag在440nm附近的特征吸收,降低了复合薄膜的发光强度。     

PVP/HEC分子间缔合作用机理探讨

通过粘度、紫外光谱、红外光谱和DSC谱的测定 ,探讨了PVP/HEC分子间的缔合机理 .结果表明 ,PVP/HEC复合体系相对于单一体系产生了粘度的负协同效应 ,NaCl的加入使单一体系和复合体系的粘度均下降 ;在紫外可见吸收光谱中 ,PVP/HEC复合体系的最大吸收波长λmax相对于PVP、HEC各自的λmax都发生红移 ;PVP/HEC复合物的红外光谱在 2 370cm-1出现新的吸收峰 ;DSC谱中复合物的峰温高于简单混合物 ,而其焓变低于简单混合物 ,这一切均证明HEC与PVP之间未发生疏水缔合 ,而是HEC的羟基与PVP的羰基之间通过氢键缔合成复合物 ,复合物的分子链排列较为紧密 .     

电子束蒸发结合热处理方法制备高质量MgxZn1-xO薄膜

利用电子束蒸发结合热处理方法在150℃下,石英衬底上生长了纤锌矿结构的MgxZn1-xO薄膜。用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),吸收光谱和室温光致发光(PL)光谱研究了退火条件和降温方式对MgxZn1-xO薄膜的微结构和光学性质的影响。在吸收光谱中,吸收边和吸收峰的蓝移说明:通过改变退火条件和降温方式,可以将MgxZn1-xO薄膜的带隙从3.37eV提高到3.61eV。从SEM的结果得出:吸收边和吸收峰的蓝移不是由量子限制效应引起的,而是形成了MgxZn1-xO合金薄膜。在XRD谱图中,没观察到属于MgO的衍射峰,700℃退火快速降温至室温薄膜的衍射峰的半高全宽(FWHM)较其他薄膜的衍射峰有所展宽,说明Mg2 已经成功地取代了ZnO中的Zn2 。薄膜的室温光致发光谱说明:通过采用快速降温,可制得高质量的MgxZn1-xO薄膜。     

Si_n(n≤30)团簇光谱与电子性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论对Sin(5≤n≤30)团簇的吸收光谱,能隙(HOMO-LUMO)及电子性质进行了模拟分析.硅团簇的吸收光谱计算采用含时密度泛函理论的ALDA内核.结果表明,随着Sin(5≤n≤30)团簇尺寸的增大,团簇的吸收光谱逐渐红移,表现出较强的量子尺寸效应.团簇Sin(5≤n≤30)的吸收峰主要集中在红外光区.团簇的吸收峰主要受团簇的原子个数和电子结构影响.     

聚电解质/硫化镉薄膜的层-层组装及其光谱分析

以六偏磷酸钠为稳定剂,采用硝酸镉和硫化钠合成了硫化镉纳米颗粒,利用层-层组装技术制备了聚电解质与硫化镉胶体的复合薄膜.吸收光谱显示,硫化镉胶体的吸收带边相对其体相有明显蓝移,并可观察到激子吸收峰,显示出量子尺寸效应.复合薄膜的荧光光谱上出现2个发光带,随着薄膜的组装层数的增加,复合薄膜的带带跃迁发光和表面态发光都相应减弱.     

Optical characterization of the polymer embedded alloyed bimetallic nanoparticles

A theoretical approach for the calculation of the bimetallic nanoparticles absorption spectra has been developed as an extension of the Mie theory in which nanoparticle dielectric function is found by the weighted linear combination of the dielectric functions for particles made of the corresponding pure metals. In the frame work of the theoretical model an expression for the resonance light absorption frequency were derived taking into account the interband transitions in the dielectric functions. We propose a simple method for the on-line monitoring of the bimetallic nanoparticles composition based on the measurement of the absorption peak position. Elaborated theoretical approach was used to investigate the polymer embedded Ag/Au nanoparticles which were prepared by reducing gold and silver salts (HAuCl4 and AgNO3, respectively) by ethylene glycol in presence of poly(vinyl pyrrolidone) (PVP) at room temperature. Calculated absorption spectra for the Ag/Au nanoscopic systems showed good agreement with the experimental data. Temporal evolution of the Ag/Au nanoparticles has also been investigated by this approach.     

Ag-AAO纳米有序阵列复合结构等离子共振吸收特性研究

研究了Ag-AAO纳米有序阵列复合结构的等离子共振吸收特性。结果显示,Ag表面等离子共振吸收峰位于λ=352-377nm范围内,且可通过控制Ag纳米粒子的长径比使其吸收特性发生改变。若长径比增加,吸收峰位蓝移,强度增大,峰形变锐;反之,若长径比减少,吸收峰位红移,强度减弱,峰形逐渐宽化;运用麦克斯韦-加尼特（M-G）理论模拟的计算结果与实验规律基本相符,并较好地阐释了Ag表面等离子共振吸收峰的频移与其纳米粒子长径比之间的一些依赖关系。     

采用紫外光照法在磷酸盐玻璃中合成CdS/Ag复合微粒

掺杂有Ⅱ-Ⅵ族半导体纳米颗粒(如CdS)或者过渡金属(如Ag)的玻璃由于其较大的非线性光学效应而引起人们的极大兴趣,而同时掺杂有半导体/金属的复合微粒则可以进一步增强玻璃的三阶非线性效应,因此成为目前的研究热点。我们利用玻璃沉淀技术及随后的热处理和紫外光还原技术制备了含高浓度(1%)Ag微粒的玻璃,并采用X射线衍射分析了其物相,用高分辨扫描电镜分析了其形貌,以及测试了其吸收和发光性能。从CdS/Ag复合微粒的扫描照片可以发现晶粒均匀分布在玻璃中,尺寸约为1μm。X射线衍射发现经过热处理和紫外光照的样品衍射峰中含有CdS和Ag,而只进行热处理的样品则只含有CdS,未处理的样品则显非晶态。CdS/Ag复合微粒的吸收峰呈现典型的表面等离子共振峰(420nm)以及CdS的峰(600nm),只含有CdS微粒的样品的吸收峰则在480nm附近,未处理的样品在320nm附近有一个吸收峰,这可能是由于样品在快速冷却过程中的微小晶化造成的。只含有CdS微粒的样品有三个明显的发光峰,然而CdS/Ag复合微粒的发过峰则消失。我们提出了共振能量转移机制来解释该现象。讨论了紫外光照还原Ag微粒的机制。可以认为通过紫外光照,CdS表面的电子被激发出来还原Ag+,从而形成银颗粒,伴随着空穴则被表面缺陷所捕获。     

银/二氧化硅复合材料对硝酸钠红外吸收光谱特性影响

对海洋营养盐进行快速检测是海洋污染监控中的一项重要任务。测量了硝酸钠溶液蒸发过程中的红外光谱,发现表面增强红外光谱法在营养盐的快速检测中有重要的应用价值。采用Stober方法制备了二氧化硅纳米颗粒,然后采用银氨溶液与二氧化硅溶液混合的方法制备银/二氧化硅(Ag/SiO₂)复合材料,并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及紫外-可见(UV-Visible)吸收光谱对其进行表征。研究了硝酸钠水溶液干燥过程中Ag/SiO₂复合材料对硝酸钠红外吸收光谱的影响,结果表明硝酸根反对称伸缩振动吸收峰的吸收强度得到增强,这可能来自Ag/SiO₂薄膜材料的界面效应。     

Optical properties of Rhodamine B and Rhodamine 6G on silver surfaces

The transmission spectra of Rhodamine B and Rhodamine 6G dyes coated on silver island films for various thickness were recorded. A strong coupling between the silver particle plasma resonance and the dye molecules is observed. The absorption of dye molecules increases when the absorption band of individual dyes and silver particles overlaps. In higher silver film thicknesses, transmission increases. The theoretical calculation using Maxwell-Garnett theory and Wang and Kerker’s results qualitatively supports the observed phenomenon. A red shift in the absorption peak of dyes on silver surfaces in comparison to solution phase absorption peak indicates photobleaching.     

新型C60衍生物／Ag复合纳米材料的制备及光谱性质

利用1,3-偶极环加成反应合成了联吡啶基C60单加成衍生物N-甲基-2-[4′-(4″-甲基-2′,2″-联吡啶基)]-3,4-C60吡咯烷(C60BPY),并用NaBH4还原法和银溶胶直接组装法制备了C60BPY/Ag复合纳米结构。透射电子显微镜(TEM)表明,两种复合纳米结构的粒子粒径分别在30~45nm和40~55nm之间,粒子形状较规则,且分散性较好。在复合纳米结构形成过程中,C60BPY分子有效地控制了银粒子的生长和团聚,起到了很好的稳定和分散作用。紫外-可见吸收光谱中,两种复合纳米结构分别在430和490nm处出现了银纳米粒子的表面等离子体共振吸收峰,说明随着粒径的增大,吸收峰发生了红移。荧光发射光谱显示,C60BPY/Ag复合纳米体系猝灭了C60BPY在720和805nm处的发射峰,并对其机理进行了探讨。这种复合纳米体系有望在光电器件、传感器及催化领域有潜在的应用前景。     

银纳米颗粒对聚合物太阳能电池性能的提高

采用水溶性银纳米颗粒附着在反型太阳能电池的电子传输层上,用以提高有机太阳能电池的短路电流。所制备的器件结构为ITO/ZnO/Ag NPs/P3HT(Poly 3-hexylthiophene):PC_[60]BM/MoO₃/Ag。其金属银纳米颗粒的表面等离激元在410 nm处出现了共振吸收峰,半峰全宽约为60 nm。器件的光电流在可见光范围内均有所增加,短路电流相对于标准器件提高了20.2%,光电转化效率相对提高了17.2%。     

碱石灰玻璃表面长方形银纳米颗粒的制备与表征

采用离子交换结合热处理的方法在碱石灰玻璃表面制备了银纳米颗粒。通过紫外-可见分光光度计、X射线衍射仪、扫描电子显微镜对样品进行了表征。结果表明:热处理时,银离子在玻璃表面成核并生长成近似长方形的纳米颗粒。吸收光谱在416nm附近出现明显的银纳米颗粒表面等离子体共振吸收特征峰。     

离子注入SiO_2玻璃的光吸收研究

本文用卢瑟福背散射和光吸收技术研究了高剂量Ag离子注入SiO_2玻璃以及退火后的状况.吸收光谱测量表明,注入的Ag离子聚集形成了胶态粒子,其等离子共振峰的极大值在400nm处.运用米(Mie)理论和德拜(Doyle)方法,根据测得的等离子共振峰的光宽度,估算出Ag胶态粒子的半径约为18(?).     

纳米银胶的光化学制备及其共振散射光谱研究

采用紫外光化学法制备了银胶 ,它的最强共振散射峰在 470nm处 ,最大吸收峰为 412 2nm。在共振散射波长 470nm处 ,银浓度在 0 45 6～ 9 12 μg·mL-1范围内与所得银胶的共振散射光强度呈良好线性关系。首次采用光化学法合成了稳定的蓝色银胶 ,其最强共振散射峰位于 470nm ,在 397 4和 6 2 3 4nm处有两个较强的吸收峰。