单颗粒金属核壳纳米棒的表面增强荧光效应研究
发布时间：2020-12-27 15:33
荧光光谱技术凭借其灵敏度高、方便快捷、稳定性好等优点,被广泛应用于指纹识别、化学检测和生物成像等领域。但是在实际应用中只有少量的荧光分子可以满足高量子效率、大散射截面等要求。因此,如何能够有效增强荧光强度成为了众多科研人员的研究目标。在外电磁场激发下,借助金属纳米颗粒的局域电磁场增强,可以实现附近荧光分子荧光强度增加。研究发现,金纳米棒是金属纳米颗粒实现荧光增强的重要衬底之一,并且衍生了许多复合结构。其中,由于金属核壳中产生的热点会进一步增强局域电磁场,所以金-银核壳纳米棒构型被大量应用在表面增强领域。由于传统荧光测量方法是对大量颗粒进行荧光数据采集,颗粒之间的相互作用会对观测结果造成影响。本文将利用纳米定位技术,通过对单颗粒Au@Ag@SiO2-dye核壳纳米结构的荧光信号原位检测,研究了壳层厚度对荧光增强和各向异性纳米结构对入射光偏振依赖关系的影响。论文主要研究内容如下:1.设计合成了金纳米棒结构。通过改变硝酸银与抗坏血酸的加入比例实现金纳米棒长径比的调控,长径比的变化可以调节等离激元共振（LSPR）峰的位置;利用湿化学法在金纳米棒表面还原生成银壳,制备了Au...
【文章来源】：陕西师范大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２金属纳米球表面等离激元示意图
?＼?／??…ｘｐ７??图１－２金属纳米球表面等离激元示意图。??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｎｇ?ｏｆ?ＬＳＰＲ?ｗｉｔｈ?ｍｅｔａｌ?ｓｐｈｅｒｅ．??１．１．２影响局域表面等离激元的因素??金属纳米颗粒的ＬＳＰ对频率共振的入射光具有很强的吸收及散射作用，吸收??是将能量转换为晶格振动，散射则是将部分入射光辐射的过程［７￣８］。并且，表面等??离激元的可调区域宽，对不同波长光可灵活性的吸收和散射。金属纳米颗粒凭借??这种奇特的光学特性在生物医疗、物理化学、光电子等领域有很大的研究潜力［９＿１１］。??研究发现，一般情况下，表面等离激元的共振波长与金属纳米颗粒的尺寸、形状、??组成成分以及外界介电函数等因素有关。??（１）颗粒尺寸的影响??为了研究颗粒尺寸对于金属表面等离激元的影响，采用Ｍｉｅ理论计算Ｎ个体积??为ｖ的颗粒的消光系数（消光＝吸收＋散射）为??＿?ＷｎＮＶｅＨ２?ｅ２??Ａ?［￡ｌ＋２￡ｍ］２＋￡ｌ?１?｝??根据公式我们可以得到，颗粒的消光系数与其体积是正比相关，即随着颗粒尺寸??的增大，其吸收峰向长波长移动。??Ｌ?Ｍ．?Ｌｉｚ－Ｍａｒｚａ＇ｒｉ对金纳米球的紫外可见光谱进行了理论模拟计算以及实验证??明［１３１如图１－３所示。二者很好的验证了
?６００?７００??图１－３?（ａ）理论模拟的不同尺寸金纳米球的吸收光谱，（ｂ）实验测量得到的不同尺寸金??纳米球的吸收光谱ｔ１３］。??Ｆｉｇ．?１－３?（ａ）?Ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ?ＵＶ－ｖｉｓｉｂｌｅ?ｓｐｅｃｔｒａ?ｆｏｒ?Ａｕ?ｓｐｈｅｒｅｓ?ｗｉｔｈ?ｖａｒｙｉｎｇ?ｄｉａｍｅｔｅｒｓ，?（ｂ）??Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｓｐｅｃｔｒａ?ｆｏｒ?Ａｕ?ｓｐｈｅｒｅｓ?ｗｉｔｈ?ｖａｒｙｉｎｇ?ｄｉａｍｅｔｅｒｓ＾１３］．??（２）
【参考文献】：
期刊论文
[1]局域表面等离激元增强荧光研究进展[J]. 吕国伟,沈红明,程宇清,龚旗煌. 科学通报. 2015(33)
[2]入射光偏振对金纳米棒状颗粒光学性质的影响[J]. 邓燕. 量子电子学报. 2010(06)
[3]表面等离激元研究新进展[J]. 王振林. 物理学进展. 2009(03)
[4]金属表面荧光增强的物理增强机制[J]. 徐良敏,张正龙,蔡晓燕,郑海荣. 发光学报. 2009(03)
博士论文
[1]基于表面等离激元光子学的增强光谱研究[D]. 张正龙.陕西师范大学 2013
本文编号：2942000
【文章来源】：陕西师范大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２金属纳米球表面等离激元示意图
?＼?／??…ｘｐ７??图１－２金属纳米球表面等离激元示意图。??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｎｇ?ｏｆ?ＬＳＰＲ?ｗｉｔｈ?ｍｅｔａｌ?ｓｐｈｅｒｅ．??１．１．２影响局域表面等离激元的因素??金属纳米颗粒的ＬＳＰ对频率共振的入射光具有很强的吸收及散射作用，吸收??是将能量转换为晶格振动，散射则是将部分入射光辐射的过程［７￣８］。并且，表面等??离激元的可调区域宽，对不同波长光可灵活性的吸收和散射。金属纳米颗粒凭借??这种奇特的光学特性在生物医疗、物理化学、光电子等领域有很大的研究潜力［９＿１１］。??研究发现，一般情况下，表面等离激元的共振波长与金属纳米颗粒的尺寸、形状、??组成成分以及外界介电函数等因素有关。??（１）颗粒尺寸的影响??为了研究颗粒尺寸对于金属表面等离激元的影响，采用Ｍｉｅ理论计算Ｎ个体积??为ｖ的颗粒的消光系数（消光＝吸收＋散射）为??＿?ＷｎＮＶｅＨ２?ｅ２??Ａ?［￡ｌ＋２￡ｍ］２＋￡ｌ?１?｝??根据公式我们可以得到，颗粒的消光系数与其体积是正比相关，即随着颗粒尺寸??的增大，其吸收峰向长波长移动。??Ｌ?Ｍ．?Ｌｉｚ－Ｍａｒｚａ＇ｒｉ对金纳米球的紫外可见光谱进行了理论模拟计算以及实验证??明［１３１如图１－３所示。二者很好的验证了
?６００?７００??图１－３?（ａ）理论模拟的不同尺寸金纳米球的吸收光谱，（ｂ）实验测量得到的不同尺寸金??纳米球的吸收光谱ｔ１３］。??Ｆｉｇ．?１－３?（ａ）?Ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ?ＵＶ－ｖｉｓｉｂｌｅ?ｓｐｅｃｔｒａ?ｆｏｒ?Ａｕ?ｓｐｈｅｒｅｓ?ｗｉｔｈ?ｖａｒｙｉｎｇ?ｄｉａｍｅｔｅｒｓ，?（ｂ）??Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｓｐｅｃｔｒａ?ｆｏｒ?Ａｕ?ｓｐｈｅｒｅｓ?ｗｉｔｈ?ｖａｒｙｉｎｇ?ｄｉａｍｅｔｅｒｓ＾１３］．??（２）
【参考文献】：
期刊论文
[1]局域表面等离激元增强荧光研究进展[J]. 吕国伟,沈红明,程宇清,龚旗煌. 科学通报. 2015(33)
[2]入射光偏振对金纳米棒状颗粒光学性质的影响[J]. 邓燕. 量子电子学报. 2010(06)
[3]表面等离激元研究新进展[J]. 王振林. 物理学进展. 2009(03)
[4]金属表面荧光增强的物理增强机制[J]. 徐良敏,张正龙,蔡晓燕,郑海荣. 发光学报. 2009(03)
博士论文
[1]基于表面等离激元光子学的增强光谱研究[D]. 张正龙.陕西师范大学 2013
本文编号：2942000
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