表面等离激元与激子耦合原理及在表面催化反应中的应用

发布时间：2021-11-07 00:50

　　表面等离激元是在入射光的驱动下金属纳米结构中的自由电子相对于金属核集体振荡的一种行为,并能够使金属纳米结构表现出一系列新的光学性质,如可见光的选择性吸收和散射、局域电磁场增强以及能将电磁波的能量局域到亚波长范围等。自2010年,基于等离子体衰减产生热电子驱动表面化学反应被发现以来引起了科研工作者极大的关注。同时鉴于表面增强拉曼散射（SERS）效应能够有效提供分子的指纹信息以及高灵敏性检测的优点,该项技术已经成功的被应用于化学反应实时检测。后来经研究发现等离子体衰减产生的热电子在表面催化反应中起关键作用,但是电子的转移效率往往不会超过1%,而这从本质上影响了化学反应的效率和产率。因此,如何提高电子的转移效率成为了提高化学反应效率的关键因素所在,同时这也成为了目前等离激元驱动化学反应所面临的一大难题。随着人们不断深入的探索,等离激元-激子耦合共同驱动催化反应的设想引起了科研工作者的极大的兴趣,基于这样的设想,很多的金属纳米结构与半导体复合结构的材料被制备,并且也已经很成功地被应用到了催化反应的领域当中。近年来,等离激元与激子的耦合相互作用以及对于等离激元-激子-光子三者间的转化效率在理论与... 

【文章来源】：山东师范大学山东省

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

局域表面等离激元在金属纳米颗粒表面产生的示意图

当具有特定波长的入射光照射到金属纳米颗粒表面时，此时其中的自由电纳米颗粒为中心集体往复振荡，鉴于该种振荡模式仅限于颗粒表面附近，所以由电子的往复振荡模式被称为局域表面等离激元（Local surface plasmons, LS1.1 给出了局域表面等离激元在金属纳米颗粒表面产生的示意图。假设金属纳米颗粒的半径为a(a λ)处于电场强度为 E 的均匀静电场中时此时0E = E rcosθ ,金属纳米颗粒的内部和外部的电场强度分别用 Ein和 Eout表部电势用 ( )inΦ r,θ 和 ( )outΦ r,θ 表示。( )inE = - Φ r,θ， ( )out outE = - Φ r,θ ,( )2in Φ = 0 r < a ,( )2out Φ = 0 r > a ,(1.6该体系满足的边界条件是内、外部电势相等,在 r=a 的情况下 ( ) in Φ r,θ =inout,r r = ε为金属纳米颗粒的介电常数，εm为周围介质的介电常数。

山东师范大学硕士学位论文模式。而这种情况下，取而代之使用的应该是修正的g-wavelength approximation, MLWA）即correct3 2aa = ,2 1 a1- ik - k3 a 4π模型能够完美的解释金属粒子表面等离激元共振峰的位置的红移现象。表面等离激元的特性及应用提到在共振激发的情况下，等离子体金属晶体与入射光发生之，局域表面等离激元共振效应给予了金属纳米晶体更强的


本文编号：3480843