用低能电子衍射研究Cu（001）表面吸附碲的表面原子结构

本文提出了一个由低能电子衍射能带理论计算所确-定的,在Cu(001)表面的4重对称空隙上吸附Te原子的吸附层模型。原子层间距d_1=1.633±0.004,d_2=1.943±0.007(膨胀7.6％±0.007)。     

表面等离子体共振与表面增强拉曼散射相关性研究

本实验利用实验室搭建的SPR-SERS显微拉曼光谱仪同时检测了吸附在40 nm银膜上的4-amin-othiophenol(4-ATP)自组装膜的表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,简称SPR)消光谱及表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering,简称SERS)光谱,研究了两者之间的相关性。实验发现随着SPR吸收的增强,SERS强度也急剧增强,在SPR共振角附近SERS强度是远离共振角处的20多倍。因此在共振角附近能够极大的提高SERS的检测灵敏度并扩展SERS的应用。     

Cu 表面性质的第一性原理分析

采用第一性原理赝势平面波方法, 计算并详细分析了面心立方Cu晶体及其 (100), (110) 和 (111) 这3个低指数表面的原子结构、 表面能量及表面电子态密度. 表面能的计算结果表明, Cu (111) 表面的结构稳定性最好, Cu (100) 表面次之, Cu (110)表面的结构稳定性最差. 3个表面的表面原子弛豫量随着层数的增加而逐渐减弱. Cu (110) 表面的最表层原子相对收缩最大, Cu (100)表面次之, Cu (111) 表面的最表层原子相对收缩最小. 表面原子弛豫不仅引起表面几何结构的变化, 而且使表面层原子的电子态密度峰形相对晶体内部发生变化, 这是表面能产生的主要原因, 而Cu (110)表面相对于Cu (100)与Cu (111)表面具有高表面活性的主要原因则源于其表面层原子电子态密度在高能级处的波峰相对晶体内部显著的升高. 关键词： Cu 晶体 表面结构 表面能 态密度     

稳定In/Si表面的LEED研究

利用LEED图形拟合的方法对大量不同取向In/Si表面的稳定性和小面化进行了研究，新发现了In覆盖度在1/2单层原子以下的三个稳定表面：Si(214)-In，Si(317)-In和Si(436)-In，以及In覆盖度在1单层原子左右的两个稳定表面Si(101)-In和Si(313)-In.此外还确定了In覆盖度在1单层原子左右的6个稳定In/Si表面的家族领地以及In覆盖度在1/2单层原子以下的4个稳定In/Si表面的家族领地.特别值得注意的是 Si(103)-In的家族领地相当大，甚至比最稳定的Si(1 关键词： 硅表面 铟 稳定表面 家族领地     

银岛膜表面胸腺嘧啶吸附行为的表面增强拉曼光谱和表面增强红外光谱研究

利用激光刻蚀法制备了具有化学纯净表面的银岛膜,该岛膜有很好的表面增强特性。利用表面增强拉曼光谱和表面增强红外光谱对胸腺嘧啶分子在银岛膜表面的吸附状态进行了对比研究。表面增强拉曼光谱中CN和C—O伸缩振动模式的出现表明胸腺嘧啶分子由原来的酮式结构变成了烯醇式结构;C(4)O伸缩振动谱带明显增强和N(3)的去质子化异构体特征峰的存在证明胸腺嘧啶分子是通过O(8)和N(3)的共同作用倾斜地吸附在银岛膜表面。对10-5 mol.L-1胸腺嘧啶在银岛膜表面上的红外光谱利用欧米采样器进行了反射法测量,发现其红外吸收增强了200倍。红外信号分析的结果支持了胸腺嘧啶分子通过O(8)与银表面发生相互作用的论断,同时也可得出胸腺嘧啶倾斜地吸附在银岛膜表面的结论。     

表面增强非线性光谱学

一个新的研究领域,表面非线性光谱学正在迅速发展。它起源于新发现的表面增强拉曼散射(SERS)与非线性光学现象的交叉,包括表面增强的二次谐波产生(SESHG),表面增强的双光子荧光,表面增强的超拉曼散射,四波混频及相干反斯托克斯拉曼散射等等。本文概述了这一发展中领域的实验结果、理论状况及可能的应用,对其特点(如高灵敏度、高分辨率等)及发展前景做了粗浅的分析和讨论。     

Si_100_2_1表面上Li原子之间的相互作用与表面结构相变

本文用原子交迭和电子离域-分子轨道方法和原子集团模型, 计算了Li 原子在Si (1 0 0 )2 ×l 表面上的吸附能和吸附Li 原子之间的相互作用, 提出了一种在Li 原子的覆盖度将接近于一个单原子层时, 随着覆盖度的进一步增加, 表面结构连续地从Si (100)-Li (2 × l) 转变成Si( 10 0 )一L i(1×1 ) 的结构相变模型. 关键词：     

聚四氟乙烯材料表面激光改性与刻蚀

利用波长为248 nm的准分子激光束在不同激光能量密度下照射聚四氟乙烯(PTFE)材料的表面,并用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼(Raman)光谱等手段对激光处理前后样品的表面形貌、化学成分和结构进行测量和分析,进而对激光与聚四氟乙烯相互作用的机理进行了研究。实验结果表明,激光辐照使聚四氟乙烯表面产生去氟效应,导致表面碳化、分子链的交联以及含氧基团的产生,随着激光能量密度的增加,C=C双键逐渐形成。这些结构的变化可以导致表面硬度和粘结性增强。激光能量密度的大小对照射后样品表面的物理性质和化学结构有着重要的影响,它是聚合物表面激光改性和烧蚀的关键因素。     

臭氧化法表面改性聚苯乙烯薄膜

 为增强聚苯乙烯(PS)与聚乙烯醇(PVA)之间的结合力,进而提高PS-VA双层空心微球存活率。利用臭氧化改性法在酸性介质中对聚苯乙烯薄膜进行表面改性,用红外光谱对处理后的表面进行了半定量的分析。结果表明：改性过后聚苯乙烯表面产生羟基、羰基等极性基团;接触角测试证明,处理后的表面由憎水变为亲水,并通过纳米压痕划痕法得到了处理前后PS与PVA薄膜之间的相互作用强度,臭氧化改性后PS与PVA膜间作用强度增大了40%。     

银微聚集体上的表面增强拉曼研究

本文对柠檬酸钠方法还原的银溶胶形成的微聚集体进行了表面增强拉曼(SERS)研究。通过表面等离子体成像以及SERS成像对该聚集体上的表面增强拉曼活性进行讨论。实验证明该聚集体具有较强的拉曼增强能力。对探测分子1H-1,2,3-triazolo[4,5-b]pyridine(TzPy)的检测浓度达到10-6mol/L,信噪比(S/N)为6左右。     

Design of Highly Sensitive Surface Plasmon Resonance Sensors Using Planar Metallic Films Closely Coupled to Nanogratings

We investigate the sensitivity enhancement of surface plasmon resonance （SPR） sensors using planar metallic films closely coupled to nanogratings. The strong coupling between localized surface plasmon resonances （LSPRs） presenting in metallic nanostructures and surface plasmon polaritons （SPPs） propagating at the metallic film surface leads to changes of resonance reflection properties, resulting in enhanced sensitivity of SPR sensors. The effects of thickness of the metallic films, grating period and metal materials on the refractive index sensitivity of the device are investigated. The refractive index sensitivity of nanograting-based SPR sensors is predicted to be about 543 nm/RIU （refractive index unit） using optimized structure parameters. Our study on SPR sensors using planar metallic films closely coupled to nanogratings demonstrates the potential for significant improvement in refractive index sensitivity.     

Temperature Effects on Prism-Based Surface Plasmon Resonance Sensor

We theoretically analyse the temperature effects on a surface plasmon resonance （SPR） sensor in Kretschmann configuration. The temperature effects include the thermo-optic effect and the dispersion of thermal-optic coefficient in the dielectric along with the thermal expansion effect, phonon-electron scattering and electron-electron scattering in the metal layer. We simulate the temperature dependence of the resonance position and the sensitivity of the SPR sensor under wavelength-interrogation and angular-interrogation mode of operation and the differences are pointed out in the two modes.     

表面等离激元共振生物传感分析及应用

基于物理中发生在金属表面的表面等离激元现象 ,阐述表面等离激元共振生物传感分析原理 ;进而建立表面等离激元共振生物传感成像。给出应用表面等离激元共振研究生物单元相互作用的实例。     

Surface plasmon resonance characterization of thermally evaporated thin gold films

The heterogeneous character of thin gold films prepared by thermal evaporation and the dependence of this heterogeneity on the rate of their deposition must be considered when exploiting their optical properties for biosensor purposes. For instance, the performance of thin gold films for surface plasmon resonance (SPR) biosensors may drastically be degraded if care is not taken to prepare a film with a high fraction of gold (>95%). We use three different models to interpret the SPR response of gold films prepared by thermal evaporation. We show that the interpretation of the SPR curves requires considering both a global heterogeneity of the gold films and a surface roughness. Our conclusions are further corroborated by scanning surface plasmon microscope (SSPM) images of these thin gold films.     

Surface plasmon resonance (SPR) reflectance imaging: Far-field recognition of near-field phenomena

The surface plasmon resonance (SPR) reflectance imaging technique provides a label-free visualization tool to characterize the near-field fluidic transport properties within 100 nm from the solid surface. The key idea is that the SPR reflectance intensity varies with the near-field refractive index (RI) of the test fluid, which in turn depends on the micro- and nano-fluidic scalar properties such as concentrations, temperatures, and phase changes, occurring in the near-field. As essential knowledge to understand and implement the SPR reflectance imaging technique, this paper presents discussions on the basics of surface plasmon polaritons (SPPs), surface plasmon resonance (SPR), setup of the SPR reflectance imaging system, and the SPR reflectance imaging resolution. The second part of the paper elaborates the applications of the SPR imaging sensor technique in characterizing the near-field fingerprints of nanofluidic evaporative self-assembly.     

利用激光烧蚀法制备表面等离子体可调谐的金核银壳层纳米颗粒胶体

利用激光烧蚀方法在水中制备了金核银壳层纳米颗粒胶体,发现这种复合胶体的等离子体振动吸收峰频率会随着激光烧蚀时间的不同而发生改变。利用等离子杂化理论定性解释了共振吸收峰可调谐的物理机制.     

Surface‐enhanced resonance Raman spectroscopic characterization of cytochrome c immobilized on 2‐mercaptoethanesulfonate monolayers on silver

Single‐component self‐assembled monolayers (SAMs) of mercaptoethanesulfonate (MES) on Ag surfaces were studied with surface‐enhanced resonance Raman scattering (SERRS) spectroscopy with a view to their application to immobilize (ferro)cytochrome c (cyt c). SERS studies revealed that MES molecules adopt primarily trans (T) conformation even at early stages of the SAM growth and over wide range of pH values. High accessibility of the negatively charged groups for (bio)molecules in solution makes single‐component MES SAMs suitable linkage monolayers for electrostatic attachment of cyt c, which was verified with SERRS. Cyt c was successfully anchored to MES‐coated Ag at natural (∼5), neutral, and isoelectric point (10.6) pH. At pH = 7.0 and 10.6, SERRS bands characteristic of native six‐coordinated low‐spin (6cLS) heme iron configuration were detected. Lack of buffering resulted in additional appearance of five‐coordinated high‐spin (5cHS) SERRS markers and the presence of bands indicating ferric ion. An electrostatic attraction between protein and SAM was confirmed to exclude the hydrophobic interactions involved in cyt c binding. Cyt c attached to MES SAM on Ag was found to be electroactive at neutral pH, and protein oxidation was assisted with reversible conversion of 6cLS to the non‐native 5cHS state. Alteration of heme orientation deduced from SERRS spectra upon change of redox state allowed us to propose the protein dynamics as the electron transfer rate‐limiting step. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

波长调制型表面等离子体共振的传感特性研究

表面等离子体共振(SPR)光学传感器能实现生物医学的快速、 无标记、 高精度检测,是生物化学分析的重要方法。 研制了基于波长调制型的Kretschmann结构表面等离子体共振(SPR)生物传感系统,研究了在体溶液传感方式下的传感性能。 利用不同浓度的乙醇和乙二醇溶液进行体溶液传感测试。 实验结果表明,在折射率低时共振波长对折射率变化响应的灵敏度低,但响应的线性度高;随着折射率增大,共振波长对折射率的响应变化的灵敏度提高。 在1.407 0～1.430 RIU折射率范围内,灵敏度高达11 487 nm·RIU-1。 传感器的共振波长的稳定性为0.213 8 nm,可分辨最小折射率趋近10-6 RIU。 所研制的波长调制型表面等离子共振传感器操作简单、 灵敏度高、 检测范围大,可实现浓度极低生物标记物的有效检测,在化学、 生物传感领域有重要的应用。     

反射式光纤表面等离子体波共振传感器特性研究

研究了一种基于表面等离子体波共振(SPR)光谱分析的折射率检测新方法。研究发现,表面等离子体波共振效应光谱特征的折射率灵敏度会随着液体性质变化而发生改变。根据折射率测量范围不同,分别选择共振波长和共振强度作为检测参量,实现理论折射率分辨力达到10~(-5)数量级以上。在理论分析和实验基础上,设计出一种基于共振光强检测的终端反射式光纤表面等离子体波共振效应传感系统,采用将传感信号和基准光信号的比值作为液体折射率变化的度量值。在1．3325～1．3991的折射率测量范围内,度量值与折射率之间呈现单调递减关系,线性相关系数为0．9983。通过定义耦合系数,还可实现对表面等离子体波共振效应效应强弱和变化趋势的评估。