本文關(guān)鍵詞：銀納米線及合金納米管的表面等離子體耦合熒光的研究

  更多相關(guān)文章： 銀納米線 表面等離子體 量子點(diǎn) 表面等離子體耦合熒光

【摘要】：由于表面等離子體能夠突破光學(xué)的衍射極限,納米金屬的表面等離子體已成為當(dāng)今納米科學(xué)研究中的一個(gè)熱點(diǎn)。表面等離子體因其表面局域和近場(chǎng)增強(qiáng)的特性,可用于信息存儲(chǔ)、成像、太陽(yáng)能電池、納米尺度的光電器件和生物傳感器等領(lǐng)域。本論文主要圍繞表面等離子體耦合量子點(diǎn)熒光方面展開(kāi)研究,具體的研究工作包括:1.表面等離子體耦合CdSe量子點(diǎn)熒光并在銀納米線內(nèi)傳輸和出射。利用自制的共聚焦顯微成像裝置觀察量子點(diǎn)熒光耦合納米線的SPP并在納米線內(nèi)傳輸及端口出射所形成的激子-等離子體-光子的轉(zhuǎn)化過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn),對(duì)于單一的銀納米線,采用物鏡聚焦納米線中部方式無(wú)法激發(fā)SPP。當(dāng)納米線表面覆蓋量子點(diǎn)后,從中間激發(fā)可觀察到銀納米線導(dǎo)光現(xiàn)象。這說(shuō)明了量子點(diǎn)可以提高激發(fā)納米線SPP的波矢補(bǔ)償。同時(shí),研究了納米線導(dǎo)光的傳輸損耗問(wèn)題。此外,本論文還摸索了控制劑對(duì)于乙二醇法制備銀納米線的影響,獲得重復(fù)率高,表面光滑且直徑大于150 nm的銀納米線。2.周?chē)橘|(zhì)的折射率分布對(duì)銀納米線的SPP的影響。研究了覆蓋介質(zhì)的折射率對(duì)玻璃襯底上銀納米線SPP的局域場(chǎng)分布、傳輸長(zhǎng)度、有效模式面積等的影響。研究發(fā)現(xiàn)均勻的介電環(huán)境將產(chǎn)生均勻的SPP場(chǎng)分布和更大的傳輸長(zhǎng)度L。當(dāng)襯底和覆蓋層折射率差異變大時(shí)產(chǎn)生熱點(diǎn),且熱點(diǎn)分布在折射率大的介質(zhì)與金屬的界面上。同時(shí)研究了部分嵌入在PMMA中的不同直徑的銀納米線的SPP的場(chǎng)分布和各參數(shù)對(duì)PMMA厚度的依賴關(guān)系。對(duì)該理論進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:研究了當(dāng)覆蓋介質(zhì)分別為空氣和油的時(shí)候納米線的SPP耦合量子點(diǎn)熒光并在納米線內(nèi)的傳輸問(wèn)題,發(fā)現(xiàn)二者的傳輸損耗分別為92%和85%,與理論模擬基本一致。3.銀納米線和金銀合金納米管的SPP耦合量子點(diǎn)熒光強(qiáng)度對(duì)激發(fā)光偏振的依賴關(guān)系的比較研究。首先,在銀納米線基礎(chǔ)上制備了金銀合金納米管,提供了提高金銀合金納米管的制備效率的新方法。然后,實(shí)驗(yàn)比較了銀納米線和合金納米管耦合熒光強(qiáng)度對(duì)偏振的依賴關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)在入射光的偏振對(duì)銀納米線和合金納米管的SPP耦合量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度均表現(xiàn)出正弦關(guān)系,即當(dāng)入射光的偏振方向垂直納米結(jié)構(gòu)軸線時(shí),耦合強(qiáng)度最強(qiáng);當(dāng)入射光的偏振方向平行于納米結(jié)構(gòu)的軸線時(shí),耦合最弱。而且,與銀納米線相比,偏振對(duì)合金納米管的影響比較弱。并對(duì)該結(jié)論進(jìn)行了理論驗(yàn)證,進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了納米管對(duì)偏振的依賴關(guān)系遠(yuǎn)比線弱。并且,對(duì)于金納米管,當(dāng)偏振方向垂直于管長(zhǎng)軸時(shí),有大量的SPP能量陷入到管內(nèi)部。
【關(guān)鍵詞】：銀納米線 表面等離子體 量子點(diǎn) 表面等離子體耦合熒光
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TB383.1;O53
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-24
• 1.1 引言11
• 1.2 金屬納米材料11-13
• 1.2.1 納米材料的基本性質(zhì)11-13
• 1.2.2 銀納米線簡(jiǎn)介13
• 1.3 金屬納米結(jié)構(gòu)的表面等離子體激元13-16
• 1.3.1 表面等離子體激元的基本性質(zhì)13-15
• 1.3.2 表面等離子體激元的激發(fā)模式15-16
• 1.4 國(guó)內(nèi)外關(guān)于表面等離子體的研究16-22
• 1.5 本課題主要研究?jī)?nèi)容22-24
• 第二章 CdSe納米晶熒光耦合銀納米線的傳輸SPP24-35
• 2.1 引言24
• 2.2 銀納米線的制備24-27
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑25
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟25-27
• 2.3 控制劑對(duì)銀納米線形貌的影響27-30
• 2.3.1 用CuCl_2制備銀納米線27-28
• 2.3.2 三種控制劑對(duì)比分析28-30
• 2.4 共聚焦顯微成像光路的搭建30-31
• 2.5 銀納米線耦合CdSe納米晶熒光的實(shí)驗(yàn)分析31-34
• 2.5.1 量子點(diǎn)與單根銀納米線的耦合31-32
• 2.5.2 耦合距離對(duì)SPP傳輸損耗的影響32-34
• 2.6 本章小結(jié)34-35
• 第三章 周?chē)橘|(zhì)對(duì)銀納米線的傳輸SPP耦合熒光的影響35-47
• 3.1 引言35-36
• 3.2 周?chē)橘|(zhì)對(duì)銀納米線的SPP特征的影響36-43
• 3.2.1 基于有限元方法的COMSOL Multiphysics軟件介紹36-37
• 3.2.2 模型的建立37-38
• 3.2.3 周?chē)殡姯h(huán)境對(duì)SPP的場(chǎng)分布的影響38-39
• 3.2.4 周?chē)殡姯h(huán)境對(duì)SPP的有效折射率系數(shù)、傳輸長(zhǎng)度和模式面積的影響39-43
• 3.3 周?chē)橘|(zhì)對(duì)銀納米線的SPP耦合熒光并傳輸?shù)挠绊懙膶?shí)驗(yàn)研究43-45
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)步驟43-44
• 3.3.2 結(jié)果討論和分析44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-47
• 第四章 激發(fā)光的偏振態(tài)對(duì)銀納米線及金銀合金納米管SPP耦合納米晶熒光的影響47-57
• 4.1 引言47-48
• 4.2 金銀合金納米管的制備48-50
• 4.3 激發(fā)光偏振態(tài)對(duì)銀納米線耦合納米晶熒光的影響50-52
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)步驟50-51
• 4.3.2 結(jié)果討論和分析51-52
• 4.4 銀納米線和和金納米管SPP耦合納米晶熒光對(duì)偏振態(tài)依賴關(guān)系的比較研究52-54
• 4.5 銀納米線和和金納米管的SPP的局域場(chǎng)分布的理論模擬54-56
• 4.5.1 模型的建立54
• 4.5.2 結(jié)果討論和分析54-56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 第五章 總結(jié)與展望57-59
• 總結(jié)57
• 展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-66
• 致謝66-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果67
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文67
• 申請(qǐng)的專利67

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本文編號(hào)：957587