双金属Ag-Cu枝晶的制备及应用

通过铜箔基体上电沉积泡沫铜结合伽尔瓦尼置换反应制备出了银-铜(Ag-Cu)纳米枝晶, 利用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对枝晶的成分及形貌进行研究发现, 随着沉积过电位的增加, 铜的前驱体形貌由棒状到枝晶状, 最后发展为泡沫状, 但泡沫状的前驱体制备的Ag-Cu 枝晶却是最规整和致密的. 另外, 银离子的浓度也会影响枝晶的形貌, 一定范围内浓度的增加有利于枝晶的形成. 通过线性扫描伏安和电流-时间曲线对制备的Ag-Cu 枝晶催化性能进行表征, 在电解质溶液中, -0.25 V(相对于饱和甘汞电极(SCE))时有一个明显的双氧水(H₂O₂)还原峰, 这意味着Ag-Cu枝晶对H₂O₂的电还原具有较好的催化活性, 当该电极被用于双氧水传感器时, 电流响应快, 能在3 s 内达到稳态电流, 线性测量范围为0.1-12 mmol·L^-1, 灵敏度可以达到330.36 μA·(mmol·L^-1)^-1·cm^-2, 这点对于提高传感器的准确性非常重要.     

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。     

光学微腔用磷酸盐玻璃基体的研究

量子点光学微腔器件在低阈值激光器和单光子光源等量子信息处理技术领域有重要的应用前景。为了有效地实现受激辐射,光学微腔需要在高介电常量的玻璃微球中嵌入高浓度的量子点。为此使用玻璃技术开展了在磷酸盐玻璃中生长高浓度Ⅱ-Ⅵ族量子点的研究,探索了ZnO-P2O5、CdO—P2O5和CdS—P2O5二元磷酸盐玻璃的形成能力、红外通过率、结晶行为和微腔成彤能力。在这些玻璃基体中,ZnO的最大溶解度为0．6,CdO和CdS的溶解度为0．4;基体表现出和商用截止型过滤片玻璃相似的光吸收特性,并与玻璃的种类和成分含量无关;基体晶化后可以析出α-Zn2P3O7或CdS等品相,其中CdS相均匀分布在试样中;磨细的玻璃基体可以成型为球表面完整和椭网度小的微腔。试验结果表明,ZnO-P2O5和CdS-P2O5等二元磷酸盐玻璃可以成型为光学微腔并可以有效地生长出高浓度的Ⅱ-Ⅵ族量子点。     

聚甲基丙烯酸甲酯光子晶体的生长和结构分析

金属/半导体基光子晶体有重大的国防应用价值,其生长技术的核心是设计合适的方法将聚甲基丙烯酯甲酯(PMMA)微球组装成光子晶体。在目前垂直沉积法的基础上,通过控制甲基丙烯酸甲酯(MMA)和偶氮引发剂的反应,使用等温蒸发工艺开发了光子晶体的可控垂直沉积(CVD)技术。实验合成了高度单分散的PMMA微球,并将PMMA微球组装成了光子晶体;对试样进行扫描电镜研究发现,晶体内部排列有序度很高,表面层很完美平整,在3μm×5μm的有序区内仅有两个点缺陷;使用直径分别为294nm和345nm的PMMA微球,沉积出具有规则的周期性密堆积结构的光子晶体,试样的完美有序区范围在20μm以上。实验发现,在可控垂直沉积法的晶体生长过程中,光子晶体的生长方式为连续生长,生长界面为粗造界面。     

Effects of shape and dopant on structural,optical absorption,Raman, and vibrational properties of silver and copper quantum clusters: A density functional theory study

We investigate the effects of shape and single-atom doping on the structural, optical absorption, Raman, and vibra- tional properties of Ag13, Ag12CUl, CUl3, and Cul2Agl clusters by using the （time-dependent） density functional the- ory. The results show that the most stable structures are cuboctahedron （COh） for Ag13 and icosahedron （Ih） for CUl3, Agl2CUlcore, and Cul2Aglsur. In the visible-near infrared optical absorption, the transitions consist of the interband and the intraband transitions. Moreover, red shifts are observed as follows： 1） clusters change from Agl2CUlcore to Ag13 to Ag12Culsur with the same motifs, 2） the shapes of pure Agl3 and Agl2CUlcore clusters change from COh to Ih to decahe- dron （Dh）, 3） the shape of Agl2CUlsur clusters changes from Ih to COh to Dh, and 4） the shapes of pure CU13 and Cu12Agl clusters change from Ih to Dh to COb. All of the Raman and vibrational spectra exhibit many significant vibrational modes related to the shapes and the compositions of the clusters. The ranges of vibrational spectra of Ag13, Agl2CUl or CU13, and Cu12Agl clusters become narrower and the vibrational intensities increase as the shape of the clusters changes from Ih to Dh to COh.