【摘要】：基于納米金屬顆粒的等離子共振特性實現(xiàn)熒光物質(zhì)發(fā)光增強的相關研究已經(jīng)成為當前納米金屬材料研究應用的一個熱點方向。銀納米顆粒由于表面等離子共振的原因會在紫外可見光之間產(chǎn)生一個明顯的吸收帶,在熒光增強、生物醫(yī)學檢測、促進光催化等領域都有非常好的應用前景。本論文圍繞納米銀顆粒的制備方法以及納米銀顆粒對熒光體系的發(fā)光增強進行研究,主要有以下幾點內(nèi)容:(1)利用磁控濺射的方法,采用交替循環(huán)濺射銀靶和鈦酸鋇靶的方式,在氮氣氛圍下退火,最終在鈦酸鋇薄膜的表面制備出銀顆粒。通過掃描電鏡、紫外分光光度計等手段進行表征分析,所制備的銀顆粒形貌均勻,粒徑大部分在分布20-30nm之間,等離子吸收共振吸收特性較強。此外,還側(cè)重分析了退火溫度和循環(huán)層數(shù)對納米銀顆粒形貌和等離子吸收特性的影響。退火溫度的提升有助于銀顆粒的融合和擴散速度,進而提升了顆粒的致密程度和均勻程度,等離子共振吸收特性也隨之增強,通過對比確定較適宜的退火溫度為500℃。循環(huán)層數(shù)的改變對納米銀顆粒的致密度有重要的影響,雖然隨著循環(huán)層數(shù)的遞增,顆粒的尺寸在降低,顆粒的致密度卻在增加,致密度的提升增強了等離子體共振吸收特性。在固定銀濺射厚度為2nm,鈦酸鋇濺射厚度為10nm時,等離子共振吸收最強的循環(huán)層數(shù)為三層。納米銀顆粒共振吸收峰還受到周圍環(huán)境的影響,可以通過改變納米顆粒周圍的介質(zhì)環(huán)境來調(diào)控納米銀顆粒的吸收峰。銀納米顆粒在鈦酸鋇表面相比于石英片表面,吸收峰發(fā)生了明顯的紅移。通過引入具有高介電參數(shù)特性的鈦酸鋇,使銀顆粒的吸收峰移動到可見光的范圍內(nèi),便于銀顆粒的吸收峰與熒光相耦合。(2)通過浸漬提拉的方法將CdSe量子點和所制備的納米銀顆粒復合在一起,選擇450nm作為激發(fā)波長,便于激發(fā)波長和納米銀顆粒的等離子共振吸收峰值相接近耦合。結(jié)果發(fā)現(xiàn)CdSe量子點的發(fā)光強度得到了增強,最大的增強倍數(shù)可以到達8.7倍。發(fā)光的增強倍數(shù)與納米銀顆粒的等離子吸收特性有重要的聯(lián)系。通過分析其中的增強機理,發(fā)光增強可能主要是由于所制備的納米銀顆粒和激發(fā)光相互耦合作用,增強了CdSe量子點周圍的局域電場,提升了激發(fā)效率,屬于耦合增強的機制。(3)利用溶膠凝膠的方法制備摻有稀土離子Er~(3+)-Yb~(3+)的BaTiO_3膠體,將膠體旋涂到所制備的納米銀顆粒的表面,使用980nm激光器激發(fā),由于納米銀顆粒的作用,稀土離子Er~(3+)-Yb~(3+)上轉(zhuǎn)換發(fā)光強度得到了增強,增強倍數(shù)可達到5.7倍。通過分析,這種發(fā)光增強主要可能是由于納米銀顆粒受到激發(fā)光的影響,產(chǎn)生了等離子共振效應,增強了局域電場的強度,進而達到了熒光增強的效果。本文所制備的銀顆粒具有單位密度高、表面分散均勻、形貌規(guī)則、粒徑分布均勻等優(yōu)點,可以應用于熒光增強領域。
【圖文】：

第 1 章 緒 論子共振的相關性質(zhì)概念波長遠大于納米顆粒的尺寸）照射在納電子的移動，此時電子相對于原子核有子還會受到來自原子核和電子兩者之間兩者的共同作用下，電子會發(fā)生振蕩。合時，就會產(chǎn)生等離子共振的現(xiàn)象。如示意圖。這種共振的結(jié)果通常表現(xiàn)為對的光的吸收和散射作用。其中，振蕩的密度、電子的有效質(zhì)量和電子云分布的，，除了偶極等離子共振，還有四極子、

這種共振的結(jié)果通常表現(xiàn)為對光的吸收和散射作用。其中，振蕩的度、電子的有效質(zhì)量和電子云分布的，除了偶極等離子共振，還有四極子、圖 1-1 納米金屬顆粒等離子體共振的示意圖
【學位授予單位】：遼寧大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1

【參考文獻】

相關期刊論文 前8條

1 趙亞麗;李克訓;馬富花;孫繼偉;谷建宇;魏學紅;;納米Ag顆粒復合薄膜的制備及其吸收特性[J];發(fā)光學報;2015年02期

2 蔣童童;邵偉佳;尹乃強;劉玲;宋江魯奇;朱立新;許小亮;;Enhanced photoluminescence of CdSe quantum dots by the coupling of Ag nanocube and Ag film[J];Chinese Physics B;2014年08期

3 佟建波;黃茜;張曉丹;張存善;趙穎;;納米Ag顆粒表面等離子激元對上轉(zhuǎn)換材料光致發(fā)光性能影響的研究[J];物理學報;2012年04期

4 趙亞麗;桂亞強;張振林;張富花;許曉麗;許小亮;;The edges and terrace effect of Ag particles on optical resonance absorption property[J];Chinese Physics B;2011年09期

5 劉玲;雷潔梅;劉艷松;楊周;許小亮;;自組裝Ag納米顆粒的表面等離子體共振及其對CdSe量子點的熒光增強效應[J];功能材料;2011年04期

6 徐良敏;張正龍;蔡曉燕;鄭海榮;;金屬表面熒光增強的物理增強機制[J];發(fā)光學報;2009年03期

7 趙亞麗;許小亮;明海;;Ag顆粒形貌對Ag-SiO_2復合薄膜表面共振吸收特性的影響[J];無機材料學報;2008年02期

8 趙亞麗;高帆;汪壯兵;明海;許小亮;;Ag-SiO_2復合薄膜形貌和吸收特性的研究[J];物理學報;2007年06期

本文編號：2599465