胶体金纳米颗粒的表面等离子体发射特性

利用电化学方法制备出粒径为20-80 nm的胶体金纳米颗粒。研究其荧光发射光谱特性,在485nm处观察到表面自由电子集体激发导致的表面等离子体共振发射峰,其位置不随激励光波长的变化而移动。当激励光波长为485 nm时,观察到最强的发射峰。在240和640 nm处,还观察到倍频发射峰和3/4分频发射峰。增加金纳米颗粒粒径,观察到发射谱的峰值增大而发射峰的位置只有很小的红移。     

胶体金纳米颗粒的荧光光谱特性

研究了胶体金纳米颗粒的荧光激发光谱和荧光发射光谱特性.增大激发光的波长,发射峰相应红移并在629nm达到最强,对应的灵敏激发波长为473nm.增加金纳米颗粒粒径,观察到发射谱的峰值先增大然后减小.发射峰产生的原因在于电子与带间空穴的复合导致非线性共振光散射.发射峰强度和金颗粒粒径的关系可以用表面等离子体震荡引起的局域场增强来解释,数值计算结果和实验结果能较好的吻合.     

有序金纳米颗粒阵列的制备及光吸收特性研究

采用纳米球刻蚀技术中漂移法在玻璃基片上制备较大 面积不同直径的聚苯乙烯小球掩模板, 采用磁控溅射技术在掩模板上沉积不同厚度的金薄膜, 去除聚苯乙烯小球后, 通过扫描电子显微镜观察到周期排列的三角状金纳米颗粒点阵. 通过紫外-可见分光光度计测试所制备样品的光吸收特性, 发现表面等离子体共振峰随粒径增大发生红移, 随金纳米颗粒高度增加发生蓝移. 基于Mie理论, 利用Matlab软件编程对不同粒径的金阵列光吸收特性进行理论模拟, 并与实验结果进行对比. 关键词： 纳米球刻蚀 金纳米颗粒阵列 表面等离子体共振     

外围介质介电常数对金纳米棒光学性质影响的数值模拟

采用电化学方法制备出悬浮胶体金纳米棒。在室温下测得其紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱。结合准静电场理论与散射理论对金纳米棒的光学特性进行了数值模拟。计算结果表明,由于金纳米棒形状的各向异性,吸收截面与散射截面均出现两个共振峰,分别对应于横截方向与长轴方向的表面等离子共振。对于几何形状一定的金纳米棒,在外围介质介电常数从1.5增加到2.5的过程中,两个共振吸收峰均增强并非线性红移。然而对于散射光谱,短波方向的共振峰线性红移,强度变化微弱;长波方向的共振峰减弱并非线性红移。     

金纳米棒状微粒的胶囊模型及吸收光谱

提出了金纳米棒状微粒的胶囊模型,用Waterman发展的T矩阵方法计算了金纳米棒状微粒的吸收光谱.计算谱和实验谱基本符合,520 nm左右处的吸收峰对应于金纳米棒的横向表面等离体子共振（横模）,长波长处的吸收峰对应于金纳米棒的纵向表面等离体子共振（纵模）.随着金纳米棒纵横比的增加,纵模吸收峰表现出显著的红移,横模吸收峰则微弱地蓝移.此外,计算结果表明,金纳米棒状微粒外部介质的介电常数必须随着金纳米棒纵横比的增大非线性地减小.     

金纳米颗粒的紫外、蓝紫光波段光致荧光特性

采用电化学方法制备出粒径在20～30 nm的悬浮胶体金纳米颗粒。研究了金纳米颗粒的荧光发射光谱特性。在377和459 nm观察到两个荧光发射峰,分别位于紫外和蓝紫光波段,对应的敏感激发波长为220 nm。减小激发光强度或降低金纳米颗粒的粒子数密度都会使377 nm处的荧光发射峰强度减弱。位于459 nm处的荧光发射峰对激发光强度和颗粒数密度变化更为敏感,并且在激发光强度降低到一定阈值或粒子数密度高于一定阈值后消失。随着激发光强度的增加,位于377和459 nm处的两发射峰强度逐渐靠近,其比值逼近于1。实验结果与随机分布介质的自组织散射式谐振腔理论符合得较好。这表明胶体金纳米颗粒中存在循环多重散射,并由此引发了蓝光及紫外波段的荧光增强,这在光存储和全色显示等方面具有潜在的应用前景。     

基于表面等离子体耦合的高密度金纳米线阵列

利用电化学沉积法在阳极氧化铝模板中制备了高长径比(20—100)金纳米线阵列,并用扫描俄歇电子显微镜对其结构进行了表征.紫外可见吸收光谱显示金纳米线的表面等离子共振包含横向吸收峰(transverse mode)和纵向吸收峰(longitudinal mode),具有很强的各向异性特征.纵向吸收峰的强度与入射光的偏振方向和入射角度有关,随着长径比的增加纵向吸收峰位置向高能方向移动.将纳米线之间的表面等离子体能量耦合与分子H聚合体的吸收光谱行为做了比较,认为相邻纳米线间的多重耦合使纵向吸收峰出现蓝移.利用有限元分析法模拟了电场在纳米线阵列和单根纳米线表面的不同分布.     

金局域表面等离激元增强砷化镓发光特性

研究了金纳米颗粒局域表面等离激元共振耦合效应,并实现了砷化镓薄膜的近场发光增强.通过理论计算金纳米颗粒的吸收光谱及电场分布,分析金属纳米颗粒形貌尺寸的改变对等离激元共振频率调控及局域场增强效果的影响,模拟半径为50nm的金颗粒并实现了35倍近场增强效果.通过对双球型的模拟,分析了一种金纳米颗粒增强GaAs的积极方式,即密集颗粒之间的近场耦合形成的"hotspots".此外,研究了不同溅射时间及快速退火对金纳米颗粒吸收特性的影响,发现金纳米颗粒吸收峰位主要位于560～680nm波段,而且随着溅射时间的增加发生红移现象.经过快速退火处理后,金纳米颗粒吸收峰位蓝移到510～550nm波段,形成与532nm激发波长相匹配的共振吸收峰.最后,实现砷化镓薄膜9.6倍的光致发光增强.     

基于局域表面等离子体共振效应的聚合物波导传感器特性研究

以SU-8光刻胶作为波导芯层材料,设计了基于金纳米粒子的局域表面等离子体共振(LSPR)波导传感器。根据Mie理论,建立了金纳米粒子的消光模型,理论分析了纳米粒子半径、待测物折射率等因素对局域表面等离子体共振曲线的影响。分析表明:当待测液体折射率增大时,LSPR共振峰的位置发生红移。随着金纳米粒子半径的逐渐增大,传感器灵敏度增加。共振吸收峰逐渐由单峰变为双峰,其中一个峰位于520 nm波长附近,主要由表面等离子体吸收造成;另一个峰随金纳米粒子半径的增大而逐渐红移,主要由表面等离子体散射造成。     

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.     

Self-assembled gold nanochains hybrid based on insulin fibrils

We reported a facile method for preparing self-assembly gold nanochains by using insulin fibrils as biotemplate in aqueous environment. The gold nanochains hybrid nanostructures, which are insulin fibrils coated by gold nanoparticles, can be fabricated by simply reducing the salt precursors using DMAB. By increasing the molar ratio between salt precursors and insulin, denser hybrid nanochains can be obtained, meanwhile the mean diameter of gold nanoparticles is changing from 8 to 10 nm and then to 12 nm. The fabricated gold nanochains hybrid had helix structure, which was confirmed by circular dichroism spectra. The hybrid nanostructures were also investigated by transmission electron microscope, atomic force microscope, Fourier transform infrared spectra, and UV–Visible spectroscopy. As the wire-like structure become denser, the suspensions show color-changing, corresponding to the surface plasmon resonance red shift, which is attributed to the increasing mean size of nanoparticles. Based on the characterizations, a hypothetic mechanism was suggested to describe the formation processing of hybrid gold nanochains.     

Morphological transition of ZnO nanostructures influenced by magnesium doping

Wurtzite zinc oxide (ZnO) nanochains have been synthesized through high-pressure pulsed laser deposition. The chain-like ZnO nanostructures were obtained from magnesium (Mg) doped ZnO targets, whereas vertically aligned nanorods were obtained from primitive ZnO targets. The Mg doping has influenced the morphological transition of ZnO nanostructures from nanorods to nanochains. The field emission scanning electron microscope images revealed the growth of beaded ZnO nanochains. The ZnO nanochains of different diameters 40 and 120 nm were obtained. The corresponding micro-Raman spectra showed strong E_2H mode of ZnO, which confirmed the good crystallinity of the nanochains. In addition to near band edge emission at 3.28 eV, ZnO nanochains show broad deep level emission at 2.42 eV than that of ZnO nanorods.     

金纳米粒子掺杂DNA-CTMA-DPFP薄膜的表面增强拉曼散射特性

采用柠檬酸三钠还原氯金酸和离子交换法制备金纳米粒子掺杂DNA-CTMA材料,利用钯催化反应合成9,9-二乙基-2,7-二-(4-吡啶)芴荧光染料(DPFP),将DPFP与DNA-CTMA混合后,旋凃制备金纳米粒子掺杂的DNA-CTMA-DPFP薄膜样品。通过吸收光谱、荧光光谱和拉曼光谱的测量,研究了薄膜样品的光学特性和表面增强拉曼散射(SERS)特性。实验结果表明,薄膜样品在300～360 nm的吸收主要来自DPFP,在500～700 nm的吸收来自样品中金纳米粒子的局域表面等离子共振;样品在370,386,408 nm处的荧光峰分别对应DPFP的S₁₀-S₀₀、S₁₀-S₀₁和S₁₀-S₀₂能级的电子振动跃迁;在785 nm激光激发下,薄膜样品的拉曼散射主要来自DPFP分子,随着金纳米粒子掺杂比的增大,DPFP分子的拉曼散射峰强度逐渐增强。因此,金纳米粒子掺杂DNA-CTMA薄膜适合作为多种染料分子的SERS基底。     

激发态质子转移分子2-(2'-羟基苯基)苯并噻唑在不同溶剂中的光谱特性

观测了2-(2’-羟基苯基)苯并噻唑(HBT)在不同极性溶剂中的吸收光谱和荧光光谱,详细研究了溶剂极性对HBT发生激发态分子内质子转移(ESIPT)影响的机制。吸收光谱表明在常态条件下,HBT在各种溶剂中都以烯醇式构型和酮式构型共同存在,但以烯醇式构型占绝大多数。荧光光谱表明在纯环己烷溶剂中,HBT被紫外光激发时,绝大多数烯醇式构型发生ESIPT转变为酮式构型,分子的ESIPT效率最大。在含有乙醇的极性溶剂中,HBT烯醇式会形成溶剂化的烯醇式构型,阻碍分子发生ESIPT反应。溶剂中乙醇含量愈多极性愈强,溶剂化烯醇式的成份就愈多,HBT的ESIPT效率就愈低。以400 nm光激发HBT溶液时,在510 nm处发现酮式构型荧光,从而确认了400 nm处的弱吸收是酮式构型的吸收;且在436和456nm处还有新的荧光峰,分析其可能来源于酮式构型去质子化阴离子的发射。     

掺Eu3+硅基材料的发光性质

通过溶胶－凝胶技术制备了掺Eu^3 的硅基材料并测试了其三维荧光光谱、激光谱和发射光谱，结果显示，最佳激发波波长为350nm,最强荧光波长为620nm；在350nm光激发下的发射光谱显示Eu^3 的特征发射光谱，产生4条谱带，分别是577nm(^5D0-^7F0)，588nm(^5D0-^7F1),596nm(^5D0-^7F1)和610nm(^5D0-^7F2)。     

激发态质子转移分子2-（2′-羟基苯基）苯并噻唑在不同溶剂中的光谱特性

观测了2-（2′-羟基苯基）苯并噻唑（HBT）在不同极性溶剂中的吸收光谱和荧光光谱,详细研究了溶剂极性对HBT发生激发态分子内质子转移（ESWT）影响的机制。吸收光谱表明在常态条件下,HBT在各种溶剂中都以烯醇式构型和酮式构型共同存在,但以烯醇式构型占绝大多数。荧光光谱表明在纯环己烷溶剂中,HBT被紫外光激发时,绝大多数烯醇式构型发生ESIPPT转变为酮式构型,分子的ESIPT效率最大。在含有乙醇的极性溶剂中,HBT烯醇式会形成溶剂化的烯醇式构型,阻碍分子发生ESIPT反应。溶剂中乙醇含量愈多极性愈强,溶剂化烯醇式的成份就愈多,HBT的ESIPT效率就愈低。以400nm光激发HBT溶液时,在510nm处发现酮式构型荧光,从而确认了400nm处的弱吸收是酮式构型的吸收;且在436和456nm处还有新的荧光峰,分析其可能来源于酮式构型去质子化阴离子的发射。     

光照法在玻璃基底上原位生长金纳米结构及其光谱性质

 以硅烷化后吸附粒径小于10 nm的金种子的玻璃片为基底,聚乙烯吡咯烷酮为还原剂,在荧光灯照射条件下还原氯金酸,制备出表面具有金纳米粒子聚集结构的基底。用原子力显微镜、扫描电镜、X射线衍射、吸收和荧光光谱研究了基底的性质。结果表明：随着光照时间增加至20 h,金种子长大为平均粒径140 nm的不规则状多晶粒子,且出现双层粒子堆叠。基底的吸收光谱上出现了由金粒子的表面等离子体激元偶极子耦合引发的强烈吸收峰,随着粒子粒径增大,耦合峰在600~800 nm波段内连续红移升高,表明耦合程度不断增强。在223 nm紫外光的激发下,基底的荧光光谱上在405 nm处出现发射峰,是由金粒子表面激发电子和空穴的复合辐射造成的,发光强度随着基底上粒子平均尺度增加而减弱。     

异丙醇-水配合液的荧光偏振和时间分辨特性

研究了紫外光照射下异丙醇-水配合液的偏振荧光光谱,以及不同荧光峰处光子强度随时间的衰变过程,计算了偏振度并讨论了其偏振特性,测试了不同峰位对应的荧光寿命并分析了其荧光发射特性.结果表明,异丙醇-水配合液在紫外光激励下发射的荧光为具有确定分子取向的部分偏振光,偏振度和各向异性度分别为0.542和0.441.在波长为220...