没食子酸还原法制备金银合金纳米粒子及其吸收光谱研究

用没食子酸一步液相还原制备粒度均匀和性质稳定的Au-Ag合金纳米粒子,研究在不同反应温度和Au／Ag摩尔比下Au-Ag合金纳米粒子的吸收光谱特性。实验结果表明Au-Ag合金纳米粒子仅有1个吸收峰,介于纯Ag和纯Au纳米粒子的吸收峰之间,且随着反应温度的提高,合金纳米粒子的最大吸收峰位逐渐蓝移,吸光度增加,半峰宽变窄。随着Au/Ag摩尔比的增加,合金纳米粒子的最大吸收峰位红移,且与其所含Au摩尔百分数呈线性关系。HRTEM表征结果说明制备的Au/Ag合金纳米粒子近球形、粒度均匀、无包覆现象。EDX分析结果证实单个纳米粒子由Au和Ag组成,其元素组成比与参加反应的Au/Ag摩尔比接近。     

银纳米棒光学性质的离散偶极近似计算

利用离散偶极近似 (Discretedipoleapproximation ,简称DDA)的方法 ,从理论上对粒子的形状、尺寸及周围介质等因素对银纳米粒子 ,特别是银纳米棒的光学性质的影响进行了较系统的研究 .计算表明 ,置于空气中的棒状银纳米粒子的光学性质与其形状密切相关 ,纵向表面等离子体共振吸收峰的位置随纳米棒长径比的增加呈现线性红移关系 .给出了空气中银纳米棒纵向表面等离子体共振吸收峰的位置随长径比变化的DDA拟合公式 .如果将金属纳米粒子置于折射率更高的介电环境中 ,其纵向等离子体共振吸收峰的位置进一步呈现线性红移关系 .合成的银纳米粒子的TEM图像及相关的UV VIS消光光谱显示DDA计算结果与实验值相当一致 .DDA算法与Mie′s理论在计算球状银纳米粒子的消光系数时给出很接近的结果 ,这表明用DDA的方法来分析银的光学性质是准确可靠的 ;而DDA算法对银纳米棒消光特性的成功拟合则表明 ,该算法相对Gans′理论而言 ,在研究纳米粒子的光学性质时具有更广的适用性及更高的准确性 .     

局域表面等离激元对InGaN/GaN多量子阱发光效率的影响

Ag纳米粒子的形貌对InGaN/Ga N多量子阱(MQWs)的光致发光(PL)效率有着显著影响。本文采用离子束沉积(IBD)技术将Ag沉积在InGaN/Ga N MQWs上,然后通过快速热退火处理制备Ag纳米粒子。通过改变Ag的沉积时间获得了具有不同Ag纳米粒子形貌的样品。用原子力显微镜对各样品的Ag纳米粒子形貌和尺寸进行了表征,并且测试了吸收谱、室温和变温PL谱及时间分辨光致发光(TRPL)谱。结果表明:随着Ag沉积时间的延长,所得Ag纳米粒子粒径增大,粒子纵横比先增大后减小且吸收谱峰红移。由于不同形貌的Ag纳米粒子在入射光作用下产生的局域表面等离激元(LSPs)与MQWs中激子耦合强度不同,光发射能力也不同,与没有Ag纳米粒子的样品相比,沉积时间为15 s的样品室温PL积分强度被抑制6.74倍,沉积时间为25 s和35 s的样品室温PL积分强度分别增强1.55和1.72倍且峰位发生红移,沉积时间为45 s的样品室温PL积分强度基本没有变化。TRPL与变温PL的测试结果证明,室温PL积分强度的改变是由于LSPs与MQWs中的激子耦合作用引起的。纵横比大且吸收谱与MQWs的PL谱交叠大的Ag纳米粒子能够更好地增强InGaN/Ga N MQWs的发光。     

Ag离子注入非晶SiO2的光学吸收、拉曼谱和透射电镜研究

能量为200keV的Ag离子,以1×1016,5×1016,1×1017cm-2的剂量分别注入到非晶SiO2玻璃,光学吸收谱显示:注入剂量为1×1016 cm-2的样品的光吸收谱为洛伦兹曲线,与Mie理论模拟的曲线形状一致;注入剂量较大的5×1016,1×1017 cm-2的谱线共振吸收增强,峰位红移并出现伴峰.透射电镜观察分析表明,注入剂量不同的样品中形成的纳米颗粒的大小、形状、分布都不同,注入剂量较大的还会产生明显的表面溅射效应,这些因素都会影响共振吸收的峰形、峰位和峰强.当注入剂量达到1×1017 cm-2时,Ag纳米颗粒内部可能还形成了杂质团簇.     

Ag-MgF2复合纳米金属陶瓷薄膜的微结构及吸收光谱特性研究

对用真空蒸发技术制备的Ag-MgF2复合纳米金属陶瓷薄膜（Ag的质量分数为0.15、0.20、0.30）的微结构及吸收光谱特性进行了研究。微结构分析表明薄膜由平均粒径约18nm的fcc-Ag纳米晶粒嵌埋于主要呈非晶态的MgF2基体中所组成。对吸收光谱的研究表明，Ag纳米微粒的表面离子共振吸收峰出现在λ＝412nm-417nm波段范围内。随着Ag组分增加，吸收峰强度下降，呈现轻微红移并且逐渐宽化。     

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-Au合金/SiO2复合薄膜的制备与表征

以AgNO3,HAuCl4和正硅酸乙酯为主要原料,利用溶胶-凝胶法和旋涂技术,通过热处理和紫外光辐射还原得到了不同nAg/nAu(1∶0,2∶1,1∶2,0∶1)的Ag-Au合金/SiO2复合薄膜.从扫描电子显微镜和X射线衍射谱的结果可以看出得到的薄膜均匀性好,复合薄膜中合金颗粒的尺寸为10 nm左右.利用紫外-可见分光光谱仪研究了复合薄膜的光吸收性能,结果表明,随着nAg/nAu的降低,吸收峰的位置也由最初的Ag纳米粒子的等离子共振吸收峰430 nm附近,逐渐红移到Au纳米粒子的等离子共振吸收峰605和880 nm附近.从光吸收谱可以看出,nAg∶nAu＝2∶1和1∶2的两个样品分别在515,730 nm附近和550,730 nm附近出现表面等离子共振吸收峰.这表明Au-Ag合金固溶体的形成.     

化合物/银核壳结构纳米复合颗粒的消光性能研究

利用离散偶极近似(Discrete Dipole Approximation,DDA)方法系统研究ITO/Ag、CdS/Ag、和ZnS/Ag纳米核壳结构的消光特性。研究结果表明,银纳米核壳的表面等离子体共振吸收峰位置随周围介质折射率和颗粒核壳比的增大逐渐红移;且当核壳比相同时,较大球径纳米核壳的消光峰位置处在长波长处。研究亦发现,银壳与化合物之间存在显著的电子迁移现象,相同球径的银表面电子密度降低程度由高到低为CdS/Ag、ZnS/Ag、ITO/Ag。     

Ag/Si核壳结构纳米颗粒粒子系的吸收特性研究

当电子振动频率与入射光的频率相同时,部分金属纳米颗粒可以在其表面激发局部表面等离子共振效应(LSPR),该波长下颗粒的吸收增强。这种效应也被应用于增强拉曼光谱信号的强度。本文研究了以Ag为外壳材料、Si为内核的核壳结构纳米颗粒粒子系的吸收特性。采用时域有限差分方法求解了颗粒随机分布粒子系的吸收率,分析了颗粒体积分数、内核外壳尺寸、椭球化等因素对粒子系吸收特性的影响以及对吸收峰的调控作用。     

光诱导转化法制备片状三角形银纳米粒子的表面增强喇曼散射

采用柠檬酸三钠化学还原法制备球形Ag纳米粒子溶胶,并用高压球形氙灯对球形Ag纳米粒子溶胶进行光诱导实验.利用透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱研究了不同光照时间下的银胶纳米粒子的光谱特性和表面形貌,并以结晶紫为探针分子测量了银胶纳米粒子的表面增强喇曼散射光谱.实验结果表明:随着光照时间的增多,Ag纳米粒子溶胶颜色变化显著;紫外-可见吸收光谱吸收峰从单一峰渐渐显示出多个峰;透射电子显微镜图显示Ag纳米粒子由球形逐渐转变成片状三角形银纳米粒子、截角的片状三角形银纳米粒子;表面增强喇曼散射的增强效应随着光照时间的变化先逐渐增大,然后逐渐减小.     

Ag-PVP复合薄膜的制备及其光谱特性

在聚乙烯吡咯烷酮 ( PVP)乙醇溶液中以硝酸银为原料 ,采用旋涂法 ( spin coating)原位合成了 Ag- PVP复合薄膜。由于薄膜表面 Ag胞质团的共振吸收 ,所以在 430～ 45 0 nm范围内薄膜的吸收光谱有一较尖锐的吸收峰 ,随热处理温度的升高 ,吸收峰增强、变宽。采用复合介质理论计算了 Ag- PVP复合薄膜的吸收光谱 ,实验结果和理论计算相一致。     

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(?).     

阴离子对银胶光谱学性质的影响

借助紫外-可见吸收光谱和共振散射光谱技术, 研究了几种阴离子的加入对“化学纯”银胶的光谱学性质的影响。研究发现, 阴离子的加入会发生离子在银胶表面的吸附和胶体的聚沉作用, 造成等离子体共振吸收的下降和长波区新峰的出现; 同时, 其共振散射峰也发生了规律的变化。比较这些实验现象, 再接合相应的理论分析, 解释了不同的阴离子和胶体间不同的作用方式和造成这些差别的可能原因。     

Microstructure and optical absorption of Au-MgF2 nanoparticle cermet films

The microstructure and optical absorption of Au-MgF2 nanoparticle cermet films with different Au contents are studied. The microstructural analysis shows that the films are mainly composed of the amorphous MgF2 matrix with embedded fcc Au nanoparticles with a mean size of 9.8-21.4nm. Spectral analysis suggests that the surface plasma resonance （SPR） absorption peak of Au particles appears at λ=492-537nm. With increasing Au content, absorption peak intensity increases, profile narrows and location redshifts. Theoretical absorption spectra are calculated based on Maxwell-Garnett theory and compared with experimental spectra.     

表面增强机制中反常光吸收效应的理论研究

本文改进了银胶的制备方法 ,采用机械方法使银胶体系发生凝聚效应 ,其吸收峰位于435nm附近。当加入其他分子时 ,该吸收带没有明显移动 ,而在 435nm吸收带之外又出现了通常熟知的新的吸收带 ,其峰位随着加入其他分子的量的增加而向长波方向移动 ,本文的量子理论表明 ,435nm附近的吸收带是由银胶体系凝聚效应引起的 ,它应归属于银胶的凝聚特征峰。而在 435nm以外长波方向出现的吸收带 ,分析表明 ,它与银颗粒表面的化学吸附有关。     

Occurrence of sulphurization at lattice defects in Ag island particles and enhancement of electron scattering

The change in the optical plasma resonance absorption due to exposure to air containing H₂S has been investigated for Ag island films prepared by vacuum deposition. The changes in the absorption peak and the half width were found to be much larger than those predicted by the Ag₂S coating model. This disagreement is attributed to the enhancement of electron scattering due to the occurrence of sulphurization at lattice defects in the particles.     

脉冲激光沉积Ag:BaTiO3纳米复合薄膜及其光学特性

在MgO(100)基片上利用脉冲激光沉积技术制备了掺有Ag纳米颗粒的BaTiO₃复合薄膜.通过X射线衍射对薄膜的结构进行了表征,利用透射电子显微镜对Ag纳米颗粒的尺寸、形态进行了观测,X射线光电子能谱结果表明Ag呈金属态.在410—500nm范围内观测到了Ag纳米颗粒引起的等离子振荡峰,随着后处理温度和Ag颗粒浓度的增加,吸收峰发生红移,并出现了双峰现象. 关键词： 金属纳米复合薄膜 激光沉积 光吸收     

Ag/AgCl纳米粒子的制备及其共振散射光谱研究

以AgCl纳米粒子作晶种,在柠檬酸三钠存在条件下,AgCl纳米粒子表面结合的银离子被光化学还原而获得Ag/AgCl复合纳米粒子。研究了Ag/AgCl纳米粒子的光谱特性,在310和590nm处产生二个共振散射峰,在400nm处产生一个吸收峰。     

(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：     

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。