具有等离子体共振特性金纳米结构构筑及其性能研究

发布时间：2021-11-04 12:12

　　近年来,由于等离子金属阵列结构具有较高的灵敏度以及显著的电磁增强效应等特点被广泛应用于太阳能电池、表面增强拉曼散射光谱、等离子光学器件等领域。相较于等离子体纳米粒子,纳米阵列具有更好的性能稳定性和重现性,目前制备等离子体金属阵列结构的常用方法为聚焦离子束刻蚀、电子束刻蚀、纳米球刻蚀以及纳米压印技术。为了在降低刻蚀成本的同时构筑出大面积、灵敏度较高、重复性较强的金属阵列结构需要对构筑方法进行合理选择和实验设计。本文综合利用改进的气液固模板法构筑出大面积尺寸可调的聚苯乙烯微球（PS）自组装单层膜模板并结合纳米球刻蚀技术在聚二甲基硅氧烷（PDMS）基底和硅基底通过控制刻蚀气体和刻蚀时间来构筑阵列结构;结合纳米压印技术在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）基底上通过控制压印温度和时间来构筑阵列结构。在构筑的阵列结构表面沉积金膜并对其表面等离子共振（SPR）性能进行表征,实现大面积多热点的金等离子体阵列结构构筑。本论文研究内容主要包括:（1）PS微球自组装单层膜模板的构筑:为了得到制备过程简单、大面积和少缺陷的用于纳米球刻蚀的掩膜版,本实验部分使用自制改进装置在气-液界面构筑了PS微球自组装单层膜,通过... 

【文章来源】：河南大学河南省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 表面等离子体简介
        1.2.1 表面等离子体研究背景
        1.2.2 表面等离子激元
    1.3 等离子体共振增强的应用
        1.3.1 表面等离子共振在荧光增强领域的应用
        1.3.2 表面等离子共振在太阳能电池领域的应用
        1.3.3 表面等离子共振在表面增强拉曼散射增强领域的应用
    1.4 具有等离子特性基底的构筑方法
        1.4.1 聚焦电子束刻蚀法
        1.4.2 电子束刻蚀法
        1.4.3 纳米球刻蚀法
        1.4.4 纳米压印法
    1.5 具有等离子共振特性的纳米柱阵列结构的应用
    1.6 时域有限差分法(FDTD)模拟
    1.7 论文的研究思想和主要内容
第二章 PS微球气液界面自组装及金网状阵列的构筑和表征
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂和仪器
        2.2.2 实验流程
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 气液界面自组装
        2.3.2 不同pH值、温度水相下的PS微球自组装
        2.3.3 网状阵列的表征
        2.3.4 连续转移两层PS微球构筑阵列结构的延展
    2.4 FDTD模拟
    2.5 本章小结
第三章 具有等离子特性的金纳米锥柱阵列的构筑和表征
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂和仪器
        3.2.2 实验流程
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 锥柱阵列的表征
        3.3.2 锥柱阵列复型阵列的表征
    3.4 FDTD模拟
        3.4.1 具有最强SERS增强效果的锥柱等离子阵列的FDTD模拟
        3.4.2 具有最佳等离子特性的PMMA圆锥阵列的FDTD模拟
    3.5 本章小结
第四章 总结与展望
    4.1 总结
    4.2 展望
参考文献
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致谢



本文编号：3475703