基于金属微纳结构的成像和表面增强拉曼散射研究

发布时间：2020-11-19 01:47

　　 随着科学的发展,学者们对材料的研究已经达到微米级别甚至纳米级别,尤其是金属纳米材料。这些金属纳米材料的研究发展已经将科技推向前沿。金属纳米材料具有传统材料不具备的奇异特性,主要呈现在表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应三大特点,金属材料的特点为科技发展和应用提供了极大的发展空间。因此,当前大多数有关生物成像、SERS、生物医学、传感器、探测器等方面的新型科学技术主要采用金属纳米材料。在生物成像方面,金属纳米颗粒具有的稳定性、光信号强、生物兼容性等优点是其它材料无法比拟的,因此,它主要应用于暗场成像、拉曼成像、荧光成像等方面。在暗场成像方面,金纳米颗粒的引入使暗场探测成像的灵敏度突破了传统成像的灵敏度,且提高探测仪器成像的精确度。在表面增强拉曼散射方面,基底的结构、尺寸和材料决定SERS增强效果,而金属纳米颗粒的应用可提高待测分子的信号,解决SERS光谱灵敏度低的问题,这对医学检测、环境监测、食品安全等领域具有重要意义。本文主要探讨金属纳米颗粒呈现潜在指纹成像的问题,分析影响指纹成像辨别度和清晰度的主要因素;分别研究准周期结构(砂纸)和周期结构的金属纳米材料基底对SERS增强的主要影响因素,并对周期结构的SERS基底进行理论模拟。论文第一章主要介绍金属纳米颗粒的应用背景和现阶段的研究热点及应用。论文第二章主要介绍基于金纳米颗粒的指纹成像,讨论影响指纹成像质量的因素:(a)使用硝酸银和柠檬酸钠制备金纳米溶胶,并对金纳米颗粒的粒径大小、粒径均匀度进行表征;(b)探究粒子大小及其均匀度对指纹清晰度的影响;(c)研究金纳米薄膜厚度对指纹成像质量的影响。论文第三章主要介绍携带银纳米颗粒的准周期结构的SERS增强,研究了影响SERS增强的因素:(a)探究不同大小的准周期结构的暗场成像图,分析表面结构、表面深度和表面均匀度;(b)研究同一浓度下,不同大小的准周期结构对SERS增强的影响;(c)利用同一准周期结构时,探针分子的浓度对SERS增强的影响。论文第四章实验研究周期结构对SERS增强的影响:(a)两束激光干涉和三束激光干涉诱导周期结构图;(b)纳米周期结构对SERS增强的影响;(c)在三维周期结构下,研究探针分子浓度对SERS增强影响。论文第五章从理论上研究周期结构的电磁场增强和SERS增强,设计结构,研究晶格周期、纳米棒长度对电磁场增强的影响,进而分析SERS增强。最后是对全文的总结。
【学位单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB383.1;O657.37
【部分图文】：

图1.2金开口环与金棒结的构参数：（a）金纳米棒的结构参数；（b）金开口环的结构参数；（c）x-y-z平面上的结构；（d）开口环与纳米棒的距离[21]。图1.1 蝴蝶结微纳结构的参数：（a）x-y 平面上纳米蝴蝶结的结构；（b）x-z 平面上的SiO2/Au 纳米蝴蝶结的横截面。偏振平面波从透明衬底SiO2侧方照射[20]。

[21]。图1.1 蝴蝶结微纳结构的参数：（a）x-y 平面上纳米蝴蝶结的结构；（b）x-z 平面上的SiO2/Au 纳米蝴蝶结的横截面。偏振平面波从透明衬底SiO2侧方照射[20]。

图1.2金开口环与金棒结的构参（a）金纳米棒的结构参数；（金开口环的结构参数；（c）平面上的结构；（d）开口环与棒的距离[21]。.1 蝴蝶结微纳结构的参数：（a） 平面上纳米蝴蝶结的结构；（b） 平面上的SiO2/Au 纳米蝴蝶结的面。偏振平面波从透明衬底SiO2侧方照射[20]。
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 Mingwang Li;Yuanyuan Qiu;Chenchen Fan;Kai Cui;Yongming Zhang;Zeyu Xiao;;Design of SERS nanoprobes for Raman imaging:materials, critical factors and architectures[J];Acta Pharmaceutica Sinica B;2018年03期

2 陈华祥;尤汀汀;徐更;高宇坤;张晨萌;杨楠;殷鹏刚;;湿度响应纳米复合材料的组装及其SERS传感器应用（英文）[J];Science China Materials;2018年09期

3 孟娟;杨良保;张莉;唐祥虎;;基于SERS技术快速实现现场毒品检测[J];光散射学报;2016年04期

4 赵苗苗;刘文耀;杜建功;郭旭东;王磊;夏美晶;唐军;;Multidimensional Co_3O_4 nano sponge for the highly sensitive SERS applications[J];Optoelectronics Letters;2017年01期

5 宋薇;刘卓;齐宝玲;郭月;王丽丽;王海;何成彦;赵冰;;半导体纳米粒子SERS基底对大肠杆菌的无损检测研究[J];光谱学与光谱分析;2017年05期

6 赵进辉;李耀;袁海超;刘木华;;鸭肉中环丙沙星残留的表面增强拉曼光谱测定[J];分析测试学报;2017年05期

7 赵冰;陈雷;;SERS免疫检测探针的设计与制备[J];吉林师范大学学报(自然科学版);2017年03期

8 赵进辉;洪茜;袁海超;刘木华;;鸭肉中吉他霉素残留的SERS测定[J];食品与机械;2017年06期

9 陈雷;刘毛毛;张永军;王雅新;韩晓霞;赵冰;;SERS传感器间接检测蛋白质的研究进展[J];光谱学与光谱分析;2017年10期

10 刘晓莹;郑大威;张萍;师炜;林太凤;王惠琴;曹智;;SERS检测三聚氰胺的不确定度分析[J];食品研究与开发;2017年19期

相关博士学位论文 前10条

1 杨琳;典型癌症标志物的SERS免疫分析及光热免疫分析新方法[D];西南大学;2018年

2 王俊峰;金/银壳磁珠及其复合基底的可控制备与SERS检测关键技术研究[D];国防科学技术大学;2016年

3 邹玉秀;石墨纳米囊在SERS定量分析和生物医学中的应用[D];湖南大学;2018年

4 伍磊;基于表面增强拉曼光谱（SERS）的多元蛋白检测芯片技术基础研究[D];东南大学;2017年

5 杜微;纳米球刻印法制备的金属纳米颗粒阵列的结构、等离激元共振模式与SERS性能研究[D];南京大学;2017年

6 张磊;SERS及其结合免疫技术检测双酚A和丙肝抗体的方法建立与评价[D];广东工业大学;2017年

7 丁倩倩;表面等离激元催化反应的SERS研究[D];大连理工大学;2017年

8 欧阳磊;高性能表面增强拉曼基底的构建及应用[D];华中科技大学;2017年

9 刘仁勇;点击功能化纳米探针的制备及其在肿瘤诊断中的应用[D];中国科学技术大学;2018年

10 周彬斌;SERS活性针灸针的构筑及其在复杂检测环境中的性能研究[D];中国科学技术大学;2018年

相关硕士学位论文 前10条

1 王娟;电极溶液界面电化学SERS及SHINERS研究[D];苏州大学;2017年

2 邵宝仪;基于金银纳米隙SERS探针检测赭曲霉毒素A及细胞凋亡监控研究[D];江南大学;2018年

3 王杨;HPTLC-FLD-SERS快速定量筛检、分子确证鱼肉中组胺残留[D];江南大学;2018年

4 孙新;基于金银纳米材料自组装的土霉素SERS检测方法及应用研究[D];江南大学;2018年

5 范培迪;适配体调控GONR/CDs纳米酶催化活性SERS光谱检测Pb~(2+)[D];广西师范大学;2018年

6 刘遇瑶;GO/GONR催化-SERS/荧光法测定痕量铁蛋白和生物素[D];广西师范大学;2018年

7 景琦;免疫调控纳米催化—金银纳米溶胶SERS光谱检测尿微量白蛋白和叶酸[D];广西师范大学;2018年

8 常玲浩;基于SERS技术检测农产品中三种有毒残留物的研究[D];哈尔滨工业大学;2018年

9 沈云峰;MoS_2/Ag复合SERS基底的制备及等离激元催化研究[D];哈尔滨工业大学;2018年

10 孙友志;Au@Pt核壳纳米材料的精确可控合成及其在催化与SERS中的应用研究[D];南京邮电大学;2018年

本文编号：2889515