藻类内源产生有色溶解有机物的吸收和三维荧光特性研究（英文）

利用吸收光谱和三维荧光光谱-平行因子分析(EEM-PARAFAC)方法,研究了海洋中常见的四种硅藻、两种甲藻藻液的CDOM的光吸收性质和三维荧光特性。吸收光谱测定结果表明在六种藻类生长过程中,旋链角毛藻、三角褐指藻、小新月菱形藻和盐生舟行藻四种硅藻以及东海原甲藻和裸甲藻两种甲藻的α(355)分别增加了64.8%,242.3%,535.1%,903.2%,836.0%和196.4%。表征CDOM分子量和类腐殖质组分比例的Sg呈下降趋势,分别降低了8.7%,34.6%,39.4%,53.1%,46.7%和35.7%。在三维荧光光谱测定中检测出小新月菱形藻和盐生舟行藻两种硅藻藻滤液的CDOM包括三种类腐殖质组分和一种类蛋白质组分:C1(Ex/Em=350(260)nm/450nm),C2(Ex/Em=260(430)nm/525nm),C3(Ex/Em=325nm/400nm)和C4(Ex/Em=275nm/325nm)。随着藻类的生长,小新月菱形藻和盐生舟行藻藻滤液的CDOM荧光强度分别增加了8.68,24.9,7.19,39.8倍和2.64,0.07,4.39,12.4倍,经过相关性分析表明各组分的荧光强度与α(355)和Sg之间均表现为良好的相关性。综上研究结果表明不论是甲藻还是硅藻,在生长过程中藻类内源所产生的CDOM的含量及分子量均表现为上升趋势,且硅藻类相比甲藻增长变化更为明显。在CDOM的组成中,类腐殖质成分随藻类生长所占比重同步增大,类蛋白质组分增长缓慢。另外通过该研究可以发现不同种类的藻所产生的CDOM的吸收光谱有明显差异,由三维荧光光谱得到的不同荧光组分强度也因藻种不同而不同,说明不同藻种在天然海水中对CDOM的贡献有很大区别。     

金、银纳米结构中的非局域吸收特性

采用时域有限差分方法（FDTD）研究金、银纳米结构的非局域吸收。对金属材料的Drude-Lorentz模型进行离散差分,详细推导各项迭代系数。研究一维、二维、三维金、银纳米结构的吸收特性。讨论一维分层纳米薄膜吸收率与材料的关系。结果表明：非局域分层介质板仍然符合等效介质理论。在一维、二维情况下,金、银纳米结构的非局域吸收峰只与纳米尺度相关而与材料无关。三维纳米结构的非局域吸收特性不仅与纳米尺度相关还与材料特性相关。三维纳米结构尺度更小,非局域效应表现也更为明显,吸收峰的蓝移也更大。因此,三维纳米颗粒有望在纳米材料以及纳米器件的研究中发挥更大的作用。     

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。     

基于内嵌旋转银纳米方块圆形纳米腔的折射率传感器（英文）

本文设计了一个基于内嵌可旋转银纳米方块圆形纳米腔的金属-介质-金属波导滤波器,并用时域有限差分算法进行了表征。由于旋转的银纳米方块破坏了圆形纳米腔原有的对称稳态磁场分布,因而产生了一种新的振动模式。这种新的振动模式依赖于内嵌旋转银纳米方块的旋转角度和边长。与没有嵌入银纳米方块和嵌入银纳米方块没有旋转时的金属-介质-金属波导滤波器相比,内嵌入旋转的银纳米方块的金属-介质-金属波导滤波器对周围介质折射率的微小变化更加敏感。因此,该结构在生物传感器方面具有潜在应用。     

基于SPASER机制的偏心金壳纳米天线的多波长散射特性（英文）

基于表面等离激元受激辐射放大(SPASER)机制,提出了一种硅-金-硅三层核壳偏心纳米天线,并利用有限元法分析了其多波长散射特性.结果表明:在SPASER机制下,该纳米天线产生极大的散射光强度,且工作波长的数目随着硅核偏心率的增加而增加;当硅核的偏心率为9nm时,该纳米天线有4个共振峰,分别位于615nm、656nm、724nm、847nm,其对应的散射强度比非SPASER机制的纳米天线的散射强度高104倍;该纳米天线的散射波长还可以通过改变入射光的偏振角调节.基于SPASER机制的纳米天线对于设计多波长纳米激光器具有指导意义.     

功能化超薄壳层隔绝银/聚邻巯基苯胺纳米粒子的简易合成（英文）

本文通过简单的一步合成法制备出了壳层隔绝的银/聚邻巯基苯胺纳米粒子。制得的邻巯基苯胺壳层符合设计要求,并且,仅通过改变加入表面活性剂十二烷基硫酸钠的量便可调控壳层厚度,所得2nm厚度的壳层均一、无针孔且具氨基功能化。鉴于银核的超强等离子共振效应,当这种具有超薄壳层的银/聚邻巯基苯胺纳米粒子作为表面增强拉曼的基底材料时,可获得极强的拉曼增强信号。     

银纳米颗粒对溶菌酶纤维化影响的浓度效应（英文）

纳米颗粒对蛋白质淀粉纤维化过程的影响机制对扩大其在生物学诊断和纳米药物应用中起到至关重要的作用.在本研究中,通过拉曼光谱结合原子力显微镜和硫磺素T荧光光谱实验研究不同浓度银纳米颗粒条件下的溶菌酶淀粉纤维化过程.利用四个具有代表性的拉曼光谱指标在分子水平上监测蛋白质的三级结构和二级结构的转化过程,如:Trp费米共振双峰(1340 cm~(-1)和1360 cm~(-1)),二硫键伸缩振动峰(507 cm~(-1)),N-Cα-C伸缩振动峰(933 cm~(-1)),以及酰胺Ⅰ谱带.结果证实银纳米颗粒对溶菌酶淀粉样纤维化动力学的浓度依赖性影响.在存在低浓度(17μg/mL)银纳米颗粒的情况下,纳米颗粒的静电相互作用可以稳定蛋白质的二硫键,并保护疏水残基(如:Trp残基)不易暴露于亲水环境中,从而导致形成无规则聚集体而不是原纤维.然而,在高浓度(1700μg/mL)银纳米颗粒的情况下,大量银纳米颗粒之间静电相互作用的竞争将导致溶菌酶自然二硫键的断裂,并形成Ag-S键.银纳米颗粒为蛋白质提供了相互作用的功能表面,在蛋白质α螺旋结构直接转变为有组织的β折叠结构中起到了桥梁的作用.本研究揭示了银纳米颗粒对鸡蛋清溶菌酶淀粉纤维化过程动力学的争议作用.     

热效应对纳米焊接界面结构的影响（英文）

采用分子动力学方法深入研究热效应对纳米焊接界面结构的影响。具体分析了碳管直径和时间的变化对界面结构的影响规律,并详细给出了1530K下的焊接过程。结果表明,除碳管(5,5)外,碳管(6,6),(7,7),(9,9),(11,11)中纳米线形成的时间分别为13.8,14.6,17.5,19.6ps。纳米线是由单根或多根Ni原子链组成,碳管(6,6),(7,7),(9,9),(11,11)中Ni原子链数分别为1,3,7和16。界面结构包括内部焊接和外部焊接。内部焊接的临界直径由碳管(6,6)决定,其值为0.814nm。在同一时刻,大直径的碳管可获得更大的外部接触长度。外部接触长度的增长速率随碳管直径的增加而增大,接触长度的最大增长速率可达0.013nm/ps。最后确定了界面结构形成临界温度,发现对于相同直径碳管,外部焊接的临界温度高于内部焊接的临界温度,临界温度与碳管直径无关。     

基于半环结构的法诺共振透射特性研究（英文）

基于表面等离子激元理论提出一个由金属-介质-金属波导和半环切口组成的波导结构,应用时域有限差分法研究了该结构的透射特性.仿真结果表明:透射光谱中产生一个类似法诺共振线形的共振谷,该法诺共振由半环切口中连续态与离散态的相互干涉所致,其共振波长可以通过改变半环切口的结构参量进行调节,该结构灵敏度约为575nm/RIU,品质因数可达5 671.添加一个矩形谐振腔于该结构上可产生多重法诺共振,品质因数为6 555,此特征能为波导结构的设计提供极大的灵活性,有望在光学集成回路、纳米传感器方面得到比较广泛的应用.     

贝利相与非线性输运（英文）

电子输运现象包含一系列很重要的材料性质,并可以用来提供关于载体物理系统的很多信息。在最近的二三十年,人们逐渐认识到除了电子能谱之外,电子在布里渊区的几何性质,比如贝利曲率和轨道磁矩,会在电子输运中起到关键性的作用。在线性输运现象中的此种关联已引起广泛的兴趣并得到深人的研究。然而,在非线性输运现象中的电子几何性质的作用的研究最近才逐渐起步。此种关联可以大大加深对各种非线性输运现象的认识,并对如何从材料控制上调节非线性现象的强度提供有价值的研究视角和指导原则。基于此背景,本文试图引入研究输运现象的半经典理论框架,并在几种输运现象中举例说明贝利相的作用。     

改性血红蛋白诱导手性聚苯胺的合成（英文）

本文首次研究了改性血红蛋白诱导的手性聚苯胺的合成.研究结果显示血红蛋白在经历拆分、失活和包埋后能够成功地诱导手性聚苯胺的产生,意味着血红蛋白可以在任何苛刻的反应体系中作为手性诱导剂使用.通过对改性血红蛋白诱导合成的手性聚苯胺的性质进行研究后发现,失活血红蛋白诱导合成的手性聚苯胺具有良好的手性、稳定性和晶形结构.从血红蛋白中拆分得到的珠蛋白能够诱导手性聚苯胺的产生,但是拆分得到的血红素部分不能诱导手性聚苯胺的合成.研究结果还表明,包埋的血红蛋白诱导合成的手性聚苯胺的产率、搀杂状态和晶形结构都比较差,说明相比较之下包埋对于血红蛋白诱导合成手性聚苯胺是不利的.研究结果证明血红蛋白的结构对于手性聚苯胺的形貌有重要影响.     

WS2纳米薄膜厚度依赖的三阶非线性吸收特性研究

利用液相剥离法制备了WS2纳米片,结合真空抽滤技术,控制上清液体积制备了不同厚度的WS2薄膜.在此基础上,使用800 nm飞秒激光的Z扫描技术表征了WS2纳米薄膜的三阶非线性吸收特性.研究发现,制备的不同厚度的WS2都表现出可饱和吸收特性,可饱和吸收主要是由于单光子吸收所引起的泡利阻塞效应引起;随着厚度的增加,饱和强度...     

Keating改良模型的硅纳米梁动态特性（英文）

提出一种用于分析硅纳米梁动态特性的改良型半连续体模型,对比传统的连续体理论,这种新模型使用了Keating势,并考虑了纳米梁在宽厚两个维度的分立特性。依据Sun-Zhang模型思想和能量守恒定律,建立了改良型Keating模型,并进行了双端固支梁的基频计算。在这个过程中,对一些表面效应也进行系统分析。结果表明,该改良模型一方面在纳米尺度下与Material StudioTM软件仿真结果较为符合,另一方面也能在微观尺度下较好的接近连续体模型的计算数据。同时,该模型还反映了基频随纳米梁宽度变化的特性,这也符合一些实际实验。     

聚集效应对银纳米粒子的二阶非线性光学特性的影响研究

运用超瑞利散射(HRS)技术,对由KNO3诱导聚集的银纳米粒子的二阶光学非线性特性进行了实验研究.通过粒子尺寸测量和透射电镜观察，表明银纳米粒子的聚集方式为链状聚集.当聚集体平均尺寸为120nm时，银纳米粒子聚集体的HRS信号强度比聚集前增大了约15倍.分析表明，聚集导致银纳米粒子表面电场极化强度的增强和极化分布的改变，并通过表面和体贡献机理对二阶非线性极化过程产生影响. 关键词： 银纳米粒子 超瑞利散射 二阶光学非线性 聚集     

海胆状金纳米粒子表面形貌对表面增强喇曼散射特性的影响（英文）

采用改进的一步还原法合成了多种海胆状金纳米粒子,并对它们的表面增强喇曼散射特性与其表面形貌的关系进行了实验研究.实验表明,合成的海胆状金纳米粒子的直径及表面的尖刺大小可以通过改变加入到氯金酸溶液中的硝酸银的量来调节.当加入到氯金酸溶液中的硝酸银为1μL时,合成的海胆状金纳米粒子的直径最小而尖刺最长.同时测量的紫外-可见-近红外吸收光谱表明,海胆状金纳米粒子的局域表面等离子体共振带会随着加入到氯金酸溶液中的硝酸银量的增加而变宽.此外,通过喇曼标记分子对巯基苯甲酸(4MBA)的喇曼光谱测量发现,较小直径和较长尖刺的海胆状金纳米粒子具有更强的表面增强喇曼散射活性.     

单个及阵列状金纳米环结构的LSPR光谱特性研究(英文)

In this paper, we simulate Localized Surface Plasmon Resonance(LSPR) absorption of periodic Au nano-ring arrays and single Au nanoparticles using the Finite Difference Time Domain(FDTD) method. We choose input plane waves of different wavelengths and discuss the relation between the absorption peak of the Au array and the variable external dielectric constants. It is found that the sensitivity of these sensors based on LSPR is improved compared to the common sensors and the enhancement is caused by the peri...     

金银核壳结构复合纳米颗粒的消光特性研究

利用离散偶极近似(Discrete Dipole Approximation-DDA)算法,从理论上模拟分析了金银核壳结构复合纳米颗粒的消光光谱以及不同核壳厚度、不同介质折射率情况下峰位的变化情况。研究结果表明,随着壳层厚度的增加,复合纳米颗粒的消光谱线先逐渐形成两个与单质金属纳米颗粒相似的消光峰,后又逐渐合为一个半峰宽度较宽的消光峰;在不同介质环境中复合纳米颗粒的消光峰都随着介电常数的增大出现红移;无论是作为核层还是壳层,银对总体消光谱线的作用都要比金强。     

紫外光诱导纳米颗粒胶体微射流碰撞特性（英文）

采用流体力学模拟方法,建立了垂直非淹没射流的计算流体动力学模型,研究了在紫外光诱导纳米颗粒胶体射流中用直径D为500μm的微孔光-液耦合喷嘴进行抛光加工的冲击动力学,分析了非淹没射流条件下光-液耦合喷嘴内、外的流场分布情况及其对工件表面的喷射冲击特征,对紫外光诱导纳米颗粒胶体射流冲击动力学过程进行了理论描述。计算结果表明,在1MPa入射压力时,微孔光-液耦合喷嘴口TiO2胶体的喷射速度约为30m/s,其集束匀速喷射距离约为5mm。在此喷射距离时进行垂直喷射,在胶束与工件表面的冲击射流作用区域,其射流静压最大值分布在射流冲击作用中心,但射流动压及射流合成速度在此区域的截面分布呈"W"形状,射流动压及速度最大值出现在胶体射流束的外环直径约2mm处。     

不同类型银纳米粒子的吸收和拉曼增强特性的关系研究

一直以来,将纳米结构材料用于其表面增强拉曼散射(SERS)时会先测试其吸收光谱,因为一般研究认为,纳米结构材料产生SERS的原因是纳米结构材料对于入射光的吸收产生了局域表面等离子体共振(LSPR),因此我们常把SERS的增强因子随波长变化的曲线等同于吸收光谱曲线.近年来,有学者认为两者之间的联系可能是非常间接的,并且在...     

基于功能化的金纳米的共振瑞利散射方法手性识别肉碱对映体（英文）

一种不经分离而同时测定手性对映体的简便方案是非常有趣和有用的。提出一种基于共振瑞利散射(RRS)光谱技术手性识别新方法,利用功能化的金纳米粒子(Au NPs)同时检测肉碱对映体。AuNPs的RRS强度很弱,但当Cu~(2+)存在时,RRS强度显著增加。更有趣的是,肉碱对映体均可以降低Cu~(2+)-Au NPs体系的RRS强度,但D-肉碱使RRS降低更多。在最优实验条件下,均有良好的线性关系并有很好的相关系数以及较低的检出限。由此,这种方法可以计算出肉碱对映体的对映体比率和对映体分数。并应用于胶囊样品中肉碱对映体混合物手性识别的研究。该方法不需要复杂的手性修饰处理,并具有简捷低消耗、灵敏度高、选择性好等优点。