金银合金纳米粒子表面处理及其表面增强拉曼光谱研究

采用水合肼还原的方法制备了金银比例为1∶1的金银合金纳米粒子, 紫外可见吸收光谱显示合成的溶胶只有一个介于金和银之间的吸收峰, 证明了合金结构的形成. 通过氨基耦联方法将合金纳米粒子组装到硅片表面, 利用氯金酸与合金中银的反应对基底上合金纳米粒子表面进行了改性处理. 以吡啶为探针分子, 研究了表面处理前后基底的SERS效应的差别, 结果表明随着浸泡时间延长, 信号强度先逐渐增强后降低至不变, 这与合金纳米粒子表面结构的变化有关, 氯金酸与表面银的反应经历了两个过程, 即粒子表面形成小的孔洞(去合金过程)和AgCl(s)在粒子表面的沉积, 前者有利于SERS效应的提高, 而后者导致SERS效应快速衰减.     

纯钛电极上的表面增强拉曼光谱研究

采用机械粗糙、电化学氧化还原、化学刻蚀等方法对纯钛电极表面进行粗糙,在钛基底上获得了表面增强拉曼光谱(SERS)信号。初步的实验结果表明,采用机械粗糙和电化学氧化还原方法能够获得具有一定粗糙度的电极表面,但是该表面并不具有SERS活性。而采用氢氟酸化学刻蚀方法能够获得具有SERS活性的表面,并且成功检测到吡啶分子的表面增强拉曼信号。实验尝试了在不同条件下进行刻蚀,对酸的刻蚀浓度、刻蚀时间、外接电位等影响因素作了研究,结果发现基底的SERS活性随氢氟酸浓度增大而出现最佳条件,即氢氟酸浓度0.33 Wt%,刻蚀时间为5 min时的拉曼信号最好。实验以0.01 mol·L-1吡啶为探针分子,0.1 mol·L-1 KCl为电解质,在开路电位下成功地观察了钛电极上的表面增强拉曼光谱。     

Giant Rashba-like spin-orbit splitting with distinct spin texture in two-dimensional heterostructures

Based on first-principles density functional theory calculation, we discover a novel form of spin-orbit (SO) splitting in two-dimensional (2D) heterostructures composed of a single Bi(111) bilayer stacking with a 2D semiconducting In₂Se₂ or a 2D ferroelectric α-In₂Se₃ layer. Such SO splitting has a Rashba-like but distinct spin texture in the valence band around the maximum, where the chirality of the spin texture reverses within the upper spin-split branch, in contrast to the conventional Rashba systems where the upper branch and lower branch have opposite chirality solely in the region below the band crossing point. The ferroelectric nature of α-In₂Se₃ further enables the tuning of the spin texture upon the reversal of the electric polarization with the application of an external electric field. Detailed analysis based on a tight-binding model reveals that such SO splitting texture results from the interplay of complex orbital characters and substrate interaction. This finding enriches the diversity of SO splitting systems and is also expected to promise for spintronic applications.     

Au@TiO2核壳纳米粒子光催化过程的表面增强拉曼光谱研究

利用聚电解质的静电吸附作用（层层组装）,在Au纳米粒子表面包裹上不同层数的二氧化钛前驱体TALH,通过退火形成Au@TiO2复合纳米粒子.以苯硫酚（TP）作为探针分子对退火前复合纳米粒子不同壳层厚度的SERS效应进行表征;可以发现：SERS信号强度的变化跟壳层厚度密切相关,当Au表面包裹至三层TALH时,信号几乎完全消失.此外,结合紫外照射,利用SERS对亚甲基蓝在TiO2壳层表面的光催化降解过程进行现场研究.结果表明：MB的降解主要经历了从多体及二聚体吸附逐渐向单体吸附方式转变,随后又经历了一个脱甲基的过程.因此,本工作发展了将一种紫外催化与现场SERS检测相结合的技术,该技术有望发展成为检测光催化过程,研究表面催化机理的一种强有力的工具