激光刻蚀法制备Pd纳米颗粒及其光谱特性初探

用Nd:YAG脉冲激光器1 064 nm激发光在二次去离子水中制备了Pd胶体.此体系中Pd颗粒表面不存在杂质离子,为"化学纯净".刻蚀后将Pd胶体沉积在铝基底上形成一层Pd岛膜.紫外-可见吸收光谱表明Pd胶体在200～800 nm测量范围内没有出现特征吸收峰,说明Pd胶体的吸收光谱并不能反映Pd胶体中Pd颗粒的粒径分布等信息.SEM显示Pd岛膜由Pd纳米颗粒组成,其平均粒径在200 nm左右.以101-3mo/·L-1的4-巯基吡啶(4MPY)为探针分子对Pd胶体和Pd岛膜的表面增强拉曼散射(SERS)进行了研究.结果显示,在Pd胶体中没有获得4MPY的SERS信号;Pd岛膜是一种非常高效的活性增强基底,从实验数据估算得出其增强因子约为8.7×104.SERS光谱分析显示4MPY分子通过S原子以倾斜的方式吸附于Pd岛膜表面;与Pd岛膜表面相比,4MPY分子在Ag岛膜上更趋于采用垂直于表面的吸附取向.     

金-银复合纳米颗粒的去极化光谱特性理论研究

对金银复合纳米颗粒的去极化光谱进行了理论计算和研究。研究结果表明:金银复合纳米颗粒去极化光谱具有单峰的特征。在不同能量光照下,其介电常数是不同的,所以其去极化光谱也是变化的,然而其峰值总是介于纯金和纯银纳米颗粒去极化峰值之间,并且随着金银复合纳米颗粒中银体积分数的增加,去极化峰位于449~268nm附近,即近乎线性蓝移,峰形为高斯型,半高宽在514~324nm范围内近乎线性的减小。这说明可以通过控制入射光的能量和金银的组分来可控的改变金-银复合纳米颗粒的去极化光谱。     

(Au,Ag)/Si复合纳米颗粒薄膜的微结构与光谱特性

采用复合靶共溅射方法制备了(Au,Ag)/Si复合纳米颗粒薄膜,分别采用Maxwell-Garnett理论和微分有效媒质(DEM)理论计算了Ag/Si复合薄膜的吸收光谱,实验测量结果与DEM理论计算更接近,讨论了(Au,Ag)/Si体系复合薄膜共振吸收峰宽化的微观机制. 关键词：     

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.     

SiO2纳米颗粒对R6G-乙醇溶液荧光光谱影响

在3×10－4M和1×10－4M浓度的R6G-乙醇溶液中分别掺杂了8个不同浓度的SiO2纳米颗粒（107～1012 个/mL）.研究了SiO2纳米颗粒（100 nm）对若丹明6G（R6G）荧光光谱的影响,结果表明:n1～n4(1012～1010个/mL)浓度掺杂的SiO2纳米颗粒在549 nm处的有很好的荧光增强作用,对570 nm处的荧光峰有明显的粹灭作用|n5～n8(109~107个/mL)浓度掺杂的SiO2纳米颗粒在549 nm处没有明显的荧光增强作用,但对570 nm处的荧光峰有增强作用,荧光增强因子可达10%~20%.荧光增强与粹灭的原因在于纳米颗粒对荧光的散射作用和R6G无荧光H-型二聚体或荧光J-型二聚体的形成.     

染料掺杂聚合物薄膜中金纳米颗粒增强的随机激光

基于金属纳米结构而获得随机激光的增强,其独特的性质及其潜在的应用价值具有重要的研究意义,在表面增强荧光、光学开关器件、表面等离子激元激光等方面实现了较多应用。报道一种快捷有效的制备纳米颗粒的手段并基于该纳米颗粒结构分析了染料掺杂聚合物薄膜涂覆的随机激光现象和规律。利用离子溅射沉积和高温热处理在石英基底上制备了Au纳米颗粒,改变溅射时间Au纳米颗粒的尺寸发生可控变化,该方法便捷、工艺简单。研究采用40,80和120 s三种不同的时间进行Au膜溅射并在650 ℃下高温处理,得到粒径尺寸不同的Au纳米颗粒,随着溅射时间延长Au纳米颗粒的尺寸逐渐变大。通过涂覆有机荧光染料DCJTB掺杂的PMMA聚合物薄膜构建光致激射系统,利用纳秒脉冲激光对样品进行激发,得到随机激光并研究其出射光强度和阈值的变化规律特征。40,80和120 s三种溅射时间下所得Au纳米颗粒的平均粒径尺寸分别为230,250和390 nm,在532 nm激光激发下产生随机激光的阈值分别为20.5,17.5和12.5 μJ·pulse-1。Au纳米颗粒尺寸越大、粒子间距越小时,光子散射的平均自由程越短,光在金属颗粒之间可以多次有效散射,从而显著提高散射效率,产生较低阈值的激光发射;Au纳米颗粒的吸收峰与染料的荧光峰恰好匹配时,将会显著增强染料的荧光效应,激发更多染料分子发生能级跃迁,增加光子态密度,获得峰值更高、阈值更低的激射现象;泵浦光不破坏染料分子的情况下,可以多次循环泵浦获得激光,染料分子的发光效率随着多次激发略有降低,有助于随机激光器件的研究开发。实验研究结果与理论分析相一致,进一步明确了Au纳米颗粒对光子散射和等离子共振对光吸收增强的随机激光发射机理。该研究以Au纳米结构对光子的强散射效应为增益,通过理论分析和实验测量获得随机激光,为实现高效率、低阈值的随机激光研究提供了一种便捷的技术手段,有望促进随机激光器件的开发和应用。     

SiO2纳米颗粒对R6G-乙醇溶液荧光光谱影响

在3×10-4M和1×10-4M浓度的R6G-乙醇溶液中分别掺杂了8个不同浓度的SiO2纳米颗粒(107～1012个/mL).研究了SiO2纳米颗粒(100 nm)对若丹明6G(R6G)荧光光谱的影响,结果表明:n1～n4(1012～1010个/mL)浓度掺杂的SiO2纳米颗粒在549 nm处的有很好的荧光增强作用,对...     

电化学刻蚀制备的荧光碳纳米颗粒

以纯石墨作电极、乙二胺四乙酸二钠溶液作电解液制备了具有荧光性质的碳纳米颗粒。利用紫外-可见分光光度计和荧光分光光度计分析了碳纳米颗粒的光吸收和荧光发射特征,利用透射电镜和电子能谱分析了碳纳米颗粒的尺寸、晶体状态和成分。结果表明,碳纳米颗粒仅有几纳米,呈分散状态;在325 nm附近具有强的光吸收并表现出强的蓝光发射特征。研究了电解质溶液的种类、浓度等对碳纳米颗粒荧光发射的影响,讨论了碳纳米颗粒的荧光发射机理。     

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。     

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。     

Fluorescence enhancement of Ln doped nanoparticles

Fluorescence emission of Ln³⁺ doped nanoparticles is influenced by many factors. Enhancement of fluorescence emission of Ln³⁺ doped nanoparticles can be achieved either through an external approach or an internal adjustment. The external approaches mainly include application of core/shell configuration and metal or semiconductor nanoparticles. Varying the crystal phase of the nanoparticle or introducing a codopant sensitizer are the internal approaches frequently used to obtain fluorescence enhancement, which are through inner adjustments to change the local structure, local symmetry and interaction with active ions. In the current work, efforts to obtain luminescence enhancement in Ln³⁺ doped nanoparticles through external or internal approaches are reviewed. The important roles of local symmetry and asymmetric interactions with optically active ions are extensively discussed.     

培氟沙星胶束包合物的荧光特性及应用

提出一种基于胶束增敏测定培氟沙星的荧光分光光度法 ,研究了培氟沙星与十二烷基硫酸钠 (SDS)形成胶束包合物的荧光性质 ,对影响荧光的不同变量和参数进行了研究和优选。试验结果表明 ,在pH 5的BrittonRobinson(BR)缓冲溶液中 ,SDS胶束对培氟沙星有强的增敏作用 ,培氟沙星胶束包合物的激发和发射波长分别为 λex =2 78nm和λem =4 32nm 。其线性范围为 0 0 6～ 1 2 0 μg·mL- 1 ,方法检出限为 0 0 6 μg·mL- 1 ,回收率为 98 5 %～ 10 0 8% ,相对标准偏差为 1 4 %～ 2 3%。该方法已成功用于片剂和血浆中培氟沙星含量的测定 ,其结果令人满意。本文采用同步导数荧光光谱法测定了血浆中的培氟沙星 ,其选择性好 ,灵敏度高 ,可有效地消除血浆中荧光背景的干扰 ,降低了检测限。     

纳米银胶中PVP和Alq3的荧光猝灭研究

本文通过湿法化学还原法合成了平均粒径为4.42nm、标准差为0.98nm的球形银纳米颗粒,并研究了在不同反应时间后获得的银纳米颗粒对PVP和Alq3的荧光猝灭效应。通过深入研究发现,PVP的荧光猝灭效应主要由于其分子链上的酮基与Ag颗粒之间发生了静电吸附,进而导致处在激发态的PVP分子与银颗粒之间产生电子或者能量转移(即非辐射弛豫),猝灭了PVP的荧光发光;而Alq3的荧光猝灭效应则主要归因于银纳米颗粒的欧姆损耗。通过采用时域有限差分法进行模拟发现,溶液中随机分布的银纳米颗粒,不仅能够吸收激发电磁波,削弱激发场强度,而且能够吸收荧光分子辐射的电磁波,进而猝灭了Alq3分子的荧光效应。这些研究成果将有利于了解金属纳米颗粒与PVP及Alq3分子荧光发光之间的关系,为调控荧光发光提供指导。     

常见翡翠的三维荧光光谱特征研究

翡翠为一种珍贵的玉石.不同品级的翡翠价值差异巨大,翡翠经充填、染色等处理以提高外观质量,并冒充天然翡翠.鉴别翡翠就显得非常必要.全面收集了市场上常见的A,B,C,不同颜色B+C货翡翠样品,在常规宝石学特征描述的基础上,进行了三维荧光光谱测试.三维荧光光谱技术是近年发展起来的一门新的荧光分析技术,该技术在宝石学方面还未得...     

银纳米颗粒对胆固醇荧光的增强效用研究

在传统荧光光谱技术的基础上,结合金属纳米颗粒的增强荧光技术,探索提高荧光光谱技术检测人全血溶液中胆固醇含量的精度和分辨率的方法。实验研究方面,采用波长为407 nm的激光作为激发光,照射加入一定量银纳米颗粒作为荧光增强剂的人全血溶液,研究了银纳米颗粒对人全血溶液在可见光波段的荧光增强作用。结果表明,胶体状态的银纳米颗粒可以显著增强低浓度的人全血溶液荧光光谱的强度,且不同位置荧光发射峰的荧光增强效率随银胶加入量的增加均呈现先增后减的趋势,但不同峰位置的最强增强效率对应的银胶加入量不同。理论分析方面,根据实验结果及胆固醇分子和银纳米颗粒在溶液中的分布情况,建立了分子间距模型,并根据模型计算得出胆固醇分子和银纳米粒子之间的最佳增强荧光效果间距在12.19～25 nm范围内,这个结果和其他文献中的理论值吻合较好。综上所述,使用银纳米颗粒可实现全血溶液荧光的增强,研究结果为提高检测血液中多种物质的灵敏度和精度提供了有价值的参考作用。     

量子点尺寸对量子点和金纳米粒子之间的荧光共振能量转移的影响

量子点（QDs）所具有的一元激发多元发射的特点预示着QDs在高通量的多元量化生物信息处理领域具有应用前景。采用柠檬酸钠直接还原法制备了粒径为15 nm的Au纳米粒子,利用静电自组装的方法构建了Au与QDs的荧光共振能量转移（FRET）系统。采用该系统研究了QDs的尺寸变化对FRET效率的影响,获得了FRET效率和给体与受体之间交叠积分的关系。结果证明,QDs是构建多元均相免疫检测技术的一个有效给体。     

Yb∶YAG晶体的荧光特性研究

测量了不同掺杂浓度Yb∶YAG晶体氧化和还原气氛退火前后的色心吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命.研究了色心对Yb∶YAG晶体的荧光强度和荧光寿命的影响.结果表明,只有当Yb的掺杂浓度大于10 at.%时,色心吸收的加强对发光强度和荧光寿命有明显猝灭作用.     

基于荧光光谱技术的大肠杆菌活性及灭菌效应研究

在食品和环境监测中,大肠杆菌是一个重要指标细菌,因此,对大肠杆菌的监测和灭菌效果也引起了人们广泛的关注。基于荧光光谱检测技术具有的灵敏度高、速度快、稳定性强等优点,利用荧光光谱技术研究了大肠杆菌的发射峰强度与大肠杆菌浓度的内在变化规律,得到了一种更加方便、快捷、监测浓度更低的大肠杆菌计数方法。采用289 nm的激发光照射大肠杆菌水溶液,得到大肠杆菌的荧光发射光谱;改变大肠杆菌溶液的浓度,得到不同浓度大肠杆菌溶液的荧光光谱,并分析大肠杆菌特征峰强度与大肠杆菌浓度的关系。在此基础上,利用荧光光谱技术研究了银纳米颗粒对大肠杆菌荧光发射的影响,分析了银纳米颗粒对大肠杆菌的灭菌效果,结果表明：(1)当289 nm的激发光照射大肠杆菌水溶液时,大肠杆菌分别在332和425 nm两处有明显的荧光特征峰;荧光特征峰强度随着大肠杆菌浓度降低而降低;当大肠杆菌浓度小于20%时,332和425 nm处特征峰强度与大肠杆菌溶液的浓度均呈线性关系。(2)当大肠杆菌水溶液中加入银纳米颗粒时,在4个小时内,银纳米颗粒的作用时间越长,大肠杆菌的荧光特征峰越弱,即灭菌率越高;增加银纳米颗粒的浓度或者提高环境温度,均可提高银纳米颗粒对大肠杆菌的灭菌率。本文的研究结果对食品、环境等中大肠杆菌的计数和灭菌研究有参考意义。