一维有序ZnO纳米棒阵列的制备与表征

通过改进传统水热法的密闭、高压的条件,在非密闭、常压环境下在氧化铟锡玻璃衬底上自组装生长了取向高度一致并且分散性好的ZnO纳米棒阵列.首先将乙酸锌溶胶旋涂到氧化铟锡玻璃衬底上,经热处理得到致密的ZnO纳米晶薄膜,然后将其垂直放入前驱体溶液中通过化学溶液沉积生长得到ZnO纳米棒阵列.室温条件下,对样品进行了SEM和XRD的测试.表明生成的氧化锌纳米棒阵列沿c轴取向,实现了定向生长,且纳米棒结晶较好,为六方纤锌矿结构,直径约为40 nm,长度达到微米量级.室温下的吸收光谱表明,由此方法得到的纳米棒纯度较高,有强的紫外吸收.室温下,观测到了该有序ZnO纳米棒阵列在387 nm处强的窄带紫外发射,半高宽小于30 nm,在468 nm处还有一强度较弱的蓝光发射峰.     

表面等离子激元非线性表面增强拉曼散射效应

本文采用热蒸发法制备得到纳米Ag颗粒作为增强拉曼衬底, 利用入射光子与纳米颗粒表面价电子的相互作用机理, 激发出高能表面等离子激元, 其表面等离子形成的高能"热点"起到表面增强拉曼散射效果. 通过比较不同入射光强下的拉曼峰强, 指出纳米Ag颗粒的增强拉曼散射效果可以实现低探测光强下的高散射强度, 即纳米Ag颗粒的表面等离子激元具有非线性的表面增强拉曼散射效果, 可降低对样品的光、热损伤, 以利于拓展拉曼散射光谱的应用范围. 同时比较不同纳米Ag颗粒衬底的表面增强拉曼散射效果表明, 采用的热蒸发工艺具有较大的工艺域度, 具有较强的工艺兼容性.     

纳米Ag材料表面等离子体激元引起的表面增强拉曼散射光谱研究

用热蒸发的方法制备了纳米Ag材料,并用扫描电子显微镜对纳米粒子进行了形貌的表征,通过紫外—可见分光光度计得到Ag纳米粒子的透过谱,得到了Ag纳米粒子的表面等离子体共振的峰值位置.以罗丹明6G为探针分子测定Ag纳米粒子衬底的表面增强拉曼散射效应,通过拉曼散射光谱与透过谱研究了由表面等离子体激元的强极化场引起的表面增强拉曼散射效应,结合透过谱与拉曼增益因子提出了一种描述表面等离子体光学和电学特性的方法,并结合扫描电镜的结果给出了不同结构的纳米Ag材料对表面等离子体激元强度的影响. 关键词： 热蒸发 纳米Ag材料 表面等离子体 表面增强拉曼散射     

锐钛矿二氧化钛超细纳米晶的三声子互作用

本文通过对粒径为2.2-25.5nm的锐钛矿二氧化钛超细纳米晶在83-293 K温度范围内的变温拉曼光谱的研究,得到了三声子互作用对拉曼频率和线宽的贡献随粒径的变化关系。结果表明锐钛矿二氧化钛超细纳米晶的三声子相互作用随粒径减小而加强。     

组装阵列中耦联剂对表面增强拉曼光谱的影响

利用自组装技术,将不同浓度比例的对巯基苯胺和N,N'-二苯基硫脲为功能耦联分子,在光滑银基底表面组装不同表面密度的二维银纳米粒子阵列。通过对组装阵列和粗糙银表面耦联剂分子的表面增强拉曼光谱比较,阵列中对巯基苯胺分子拉曼信号得到了明显的增强,但只有微弱的N,N'-二苯基硫脲的拉曼增强信号,说明在这种组装阵列中得到的拉曼散射增强主要来自于银纳米粒子和光滑银表面之间。     

Shape-Controlled Synthesis of Palladium Nanoparticles and Their SPR/SERS Properties

在水溶液中分别以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和CTAB/柠檬酸钠混合剂为包覆剂合成钯纳米颗粒,并研究其形貌演变．钯纳米颗粒在成核阶段会形成具有不同孪晶结构的晶核,在生长阶段又会选择性的放大某一组晶面,这两个因素导致了钯纳米颗粒形貌的多样性．在合成中CTAB既会影响钯纳米颗粒的成核,也会影响颗粒晶面的选择性生长．通过改变CTAB和还原剂的量可以调控钯纳米颗粒的形貌．溶液中CTAB和还原剂浓度的改变,非常明显地影响合成产物中不同形貌钯纳米颗粒的产率．通过向溶液中引入柠檬酸离子调控纳米颗粒的成核与生长过程,首次合成出了星状钯二十面体和截面为五角星形的钯纳米棒．这些不同形貌的钯纳米颗粒有着不同的表面等离子体共振和表面增强拉曼散射性质．     

不同稳定剂对水溶性CdTe纳米晶光学性质的影响

分别用巯基乙酸(TGA),巯基丙酸(MPA),L-半胱氨酸(L-Cys),3-巯基-1,2-丙二醇(TG)作为稳定剂,在水相中合成出CdTe纳米晶体,研究了稳定剂对所制备的纳米晶光学性质的影响,并且对所合成的球状和棒状纳米晶的稳定性进行了研究。实验结果表明,不同的稳定剂可以得到不同型貌的纳米晶,用L-半胱氨酸(L-Cys),巯基乙酸(TGA),巯基丙酸(MPA),3-巯基-1,2-丙二醇(TG)所得到的CdTe纳米晶的吸收和发射峰位不同,这是受稳定剂自身的官能团性质和空间位阻作用影响的结果。     

静电纺丝法制备聚丙烯腈/银纳米粒子复合纳米纤维及其SERS特性

利用静电纺丝技术制备了一种聚丙烯腈/银纳米粒子复合纳米纤维的表面增强拉曼光谱基底。通过调节聚丙烯腈溶液的浓度可得到不同直径、不同厚度的纤维薄膜,将聚丙烯腈的N,N-二甲基甲酰胺溶液与硝酸银溶液混合得到聚丙烯腈/Ag种子溶液,然后利用静电纺丝技术制备聚丙烯腈/Ag种子/AgNO₃复合纳米纤维;加入AgNO₃并利用水合肼二次还原后可制备适合拉曼检测的聚丙烯腈/Ag纳米粒子复合纤维膜,聚合物纤维表面和内部的金属纳米粒子的密度可调节。通过调节不同的纳米粒子的密集程度,可构筑出具有较高的电磁场增强效果的特殊的“热”结构(高局域强电磁场的亚波长区域)。而聚合物纤维内部的银纳米粒子可通过溶胀作用吸附更多的探针分子,提高拉曼检测的灵敏度。该基底有很好的SERS信号,并且可大规模制备。     

聚甲基丙烯酸甲酯间隔的金纳米立方体与金膜复合结构的表面增强拉曼散射研究

金属纳米颗粒与金属薄膜的复合结构由于其局域表面等离子体和传播表面等离子体间的强共振耦合作用,可作为表面增强拉曼散射(SERS)基底,显著增强吸附分子的拉曼信号.本文提出了一种聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)间隔的90 nm金纳米立方体与50 nm金膜复合结构的SERS基底,通过有限元方法数值模拟,得到PMMA的最优化厚度为15 nm.实验制备了PMMA间隔层厚度为14 nm的复合结构,利用罗丹明6G (R6G)为拉曼探针分子, 633 nm的氦氖激光器作为激发光源,研究了复合结构和单一金纳米立方体的SERS效应,发现复合结构可以使探针分子产生比单一结构更强的拉曼信号.在此基础上,研究了不同浓度金纳米立方体水溶液条件下复合结构中R6G的拉曼光谱.结果表明,当金纳米立方体水溶液浓度为5.625μg/mL的条件下复合结构中R6G的拉曼信号最强,且可测量R6G的最低浓度达10~(–11) mol/L.     

一种用表面增强拉曼光谱进行免疫检测的方法

一种结合表面增强拉曼(SERS)技术和纳米粒子标记技术,通过银增强来实现免疫检测的方法。将p-巯基苯甲酸(MBA)作为探针,固定在免疫金溶胶粒子表面形成纳米标记,其与被基底捕获抗原分子发生免疫识别。通过银增强技术,在"三明治"结构对探针进行拉曼检测。     

化学淀积银膜上的吡啶表面增强喇曼散射效应——银膜结构的影响

本文考察了由化学淀积法制得的不同厚度银膜上吸附的吡啶产生的SERS效应。结果表明金属银膜层的几何结构对增强效应产生极大影响,且增强效应不仅取决于银颗粒的大小,而且还与它们的间隔有关。我们借用了Wirgin提出的波导共振理论对实验现象作了定性解释,计算结果与实验结果基本相符。     

BiOCl{001}表面原子与电子结构的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了BiOCl{001}的三种不同终端面({001}-1Cl, {001}-BiO 和{001}-2Cl)的表面弛豫、能带结构、电子态密度和表面能. 计算结果表明: {001}-1Cl, {001}-BiO和{001}-2Cl表面均发生明显弛豫, 而在双Cl原子层处的层间距变化较大, 但未出现振荡弛豫现象, 其中{001}-1Cl表面弛豫较小. 与体相BiOCl电子结构相比, BiOCl{001}面具有较窄的带隙宽度, 并呈现较强局域性:对于{001}-BiO表面, 其导带与价带均往低能方向发生较大移动, 并且在导带底部出现表面态; 而{001}-2Cl表面的表面态主要出现在价带顶; {001}-1Cl表面的带隙中则无表面态产生; 表面态的出现导致{001}-BiO面和{001}-2Cl面带隙明显减小. BiOCl{001}三种终端表面的表面能分析结果表明, {001}-1Cl表面的表面能最小(0.09206 J·m^-2), 结构最稳定, 而{001}-BiO表面和{001}-2Cl表面的表面能分别为2.392和2.461 J·m^-2. 理论预测{001}-BiO表面和{001}-2Cl表面具有较高的活性, 但在BiOCl晶体生长过程中不易暴露. 本文计算结果为实验获得BiOCl高活性面{001}给予了基础理论解释, 进一步为BiOCl新型光催化材料的应用研究提供理论指导. 关键词： BiOCl{001}表面 表面弛豫 表面能 第一性原理     

Fractal Roughness Retrieval by Integrated Wavelet Transform

An integrated-wavelet-transform (IWT) approach is proposed for the study of scattering from slightly rough surfaces that manifest scaling properties over a finite domain of correlation lengths. Instead of collecting angle-resolved intensities, values of the irradiance integrated over increasing areas are used to enhance the contributions of small irradiances at large scattering angles and to reduce the coherent noise. In the case of self-similar surfaces, the scaling behavior of IWT allows investigation of the surface roughness at various length scales. For the realistic case of self-affine surfaces, IWT permits the evaluation of the scaling exponent of the autocorrelation and also offers a direct way to evaluate the necessary length scale of the surface profile.     

Surface plasmon dispersion relation for spherical metal particles

Using the hydrodynamical model, we have obtained the surface plasmon dispersion relation for spherical metallic particles in the following two cases: (1) a sharp surface cut off in electron density and (2) a diffused electron density at the surface. The diffused density is modelled with a step function. The diffuse nature of the electron density at surface of the metal particle is necessary to understand the experimental result for particles with small radii. Shift in the absorption frequency is estimated and found to be small.     

膨胀着的球面的相对论变换

分析了膨胀着的球面的相对论变换.     

Apparent and real roughness

Some works have studied the light scattering from a rough surface immersed in a liquid, where the light scattered from the immersed rough surface was assumed to be equivalent to that scattered from a fictitious rough surface with a different texture. This work deals with this kind of problems analyzing the light scattered by a reflecting strong scatterer and the light scattered by a rough surface immersed in a transparent liquid. The general Kirchhoff solution for scattering from a rough surface has been used.It is shown that under certain conditions, the mean scattered intensity (MSI) from a surface immersed in a liquid can be quasi-indistinguishable from that scattered from a non-immersed surface with an “equivalent texture”. An expression relating the equivalent texture and the immersed surface texture was obtained.The results of this work allow to evaluate the characteristics of any surface immersed in a liquid with a known refractive index.     

关于"毛细现象的能量来源"的表面热力学讨论

对《大学物理》１９９４年第１２期所刊登的“毛细现象的能量来源”一从表面热力角度进行详细讨论。     

The dynamic angle-limited integrated scattering (DALIS) method for measuring scattering of light from optical surfaces with random roughness

A new and simple dynamic angle limited integrated scattering (DALIS) method is developed to examine optically smooth reflective surfaces with defined surface form. Our experimental results from two systems show advantages over conventional angle resolved scattering measurement (ARS) methods. By collecting scattered light in a given solid angle, our methods do not require a detection unit with an extremely large dynamic range. Unlike in the common ARS measurement method, here we use a simple linear translation stage to scan scattered light. The power spectrum density function and the autocorrelation function of the surface roughness can be recovered from the measured scattering pattern. This method can be applied to in-workshop inspection of optical polishing processes.     

Lagrangian surfaces in the complex hyperquadric Q2

In this paper, we introduce a one-form $\Phi$ associated to a Lagrangian immersion $f$ from Riemann surface $M$ into the complex hyperquadric $Q_2$. It is proved that $f$ is minimal if and only if $\Phi$ is vanishing and $f$ is H-minimal if and only if $\Phi$ is holomorphic. As an application, a family of $S^1$-equivariant minimal Lagrangian tori in $Q_2$ are obtained.     

有机分子隔离层对机械抛光金属银表面的罗丹明6G荧光增强效应的影响

采用物理吸附法,在机械抛光纯银表面引入对巯基苯胺(p-Amiothiophenol,PATP)分子充当隔离层,运用激光光谱学方法研究隔离层对位于银表面附近的罗丹明6G(Rh6G)分子的荧光增强效应影响。实验结果表明,未经PATP分子修饰的机械抛光金属衬底对Rh6G分子表现为猝灭效应,而经过PATP分子修饰后的银表面对Rh6G分子的荧光发射具有增强效应。根据局域表面等离子共振及辐射能量转移模型对实验观测所得结果进行了分析研究,结果表明,PATP有机分子隔离层的引入有效地减小了荧光分子与金属衬底之间的无辐射能量速率,提高了荧光辐射强度。