用于SALDI增强的光子晶体设计与制备
本文选题:SALDI + 光子晶体 ; 参考:《东南大学》2017年硕士论文
【摘要】:表面辅助激光解吸离子化(surface assisted laser desorption ionization,SALDI)是一种免基质的激光解吸离子化方法,对质谱分析技术的发展具有重要意义。SALDI是利用纳米材料吸收激光能量,将能量间接转移到分析物使之解吸离子化。它能保护分析物避免受到激光的直接破坏,减少分析物碎片。巨大的应用潜能使SALDI在近几年发展迅速,其基底材料依然是讨论的热点。除了材料本身的化学性质,由独特物理结构而产生的特殊光电性能也为SALDI基底的研究提供了新思路。光子晶体是折射率呈周期性分布的人工介质结构,具有优秀的光子调控能力,在光学、电学等领域中都存在着巨大的潜在应用。光子晶体最根本的特征是具有光子禁带,频率处于禁带内的光将无法传播。在光子晶体禁带的高和低能量边界处,光以与光子晶格相称的驻波存在,并以接近零的群速度前行,在这里被称为“慢光子”。光子晶体在理论上具有零速度慢光的能力,可以大大增加激光与纳米材料的相互作用时间。本文研究讨论了利用光子晶体增强SALDI作用的方法,根据半导体金属氧化物性能以及光子晶体禁带特性,设计了解吸激光波长与慢光效应匹配的反蛋白石光子晶体,成功制备出了基于钨钛氧化物的增强激光解吸离子化基底,并进一步探索了碳C量子点、Au纳米粒子、引爆剂等掺杂的光子晶体基底的制备方法。本文主要研究内容有:(1)半导体金属氧化物反蛋白石光子晶体的禁带设计与制备(论文第二章):选取钨钛氧化物作为基础材料,设计并成功制备了慢光在不同光谱区域的反蛋白石光子晶体。(2)钨钛氧化物反蛋白石光子晶体掺杂设计与制备(论文第三章):采取掺杂半导体量子点和贵金属纳米粒子的方式来增强半导体金属氧化物反蛋白石光子晶体对光吸收的能力。设计并制备了掺杂C量子点和Au纳米粒子的钨钛氧化物反蛋白石光子晶体。(3)结合引爆剂的钨钛氧化物反蛋白石光子晶体的设计与制备(论文第四章):利用纳米结构引爆剂可以促进质谱待测物解吸附离子化的性能,设计并制备了结合引爆剂的钨钛氧化物反蛋白石光子晶体。(4)钨钛氧化物反蛋白石光子晶体的增强激光解吸离子化效果(论文第五章):制备禁带在光谱不同位置的钨钛氧化物反蛋白石光子晶体作为基底进行质谱检测,验证了解吸激光波长能与慢光效应耦合的样品增强解吸离子化效果最好。
[Abstract]:Surface-assisted laser desorption ionization (assisted laser desorption) is a matrix free laser desorption ionization method, which is of great significance for the development of mass spectrometric analysis. SALDI is the use of nanomaterials to absorb laser energy. Energy is transferred indirectly to the analyte for desorption and ionization. It can protect the analyte from direct laser damage and reduce the fragment of the analyte. Because of its great application potential, SALDI has been developing rapidly in recent years, and its substrate material is still a hot topic. In addition to the chemical properties of the material, the special optoelectronic properties due to the unique physical structure also provide a new idea for the study of SALDI substrates. Photonic crystal is an artificial dielectric structure with periodic distribution of refractive index. It has excellent photonic control ability and has great potential applications in the fields of optics, electricity and so on. The fundamental characteristic of photonic crystals is that they have photonic bandgap, and the light in which the frequency is in the forbidden band will not be able to propagate. At the high and low energy boundaries of the photonic crystal band gap, the light exists in a standing wave corresponding to the photonic lattice and travels at a group velocity near zero, which is called "slow photon" here. Photonic crystals theoretically have the capability of zero speed slow light, which can greatly increase the time of laser interaction with nanomaterials. Based on the properties of semiconductor metal oxides and band gap of photonic crystals, an inverse opal photonic crystal which matches the wavelength of desorption laser with slow light effect is designed. An enhanced laser desorption ionization substrate based on tungsten and titanium oxide was successfully prepared and the preparation methods of doped photonic crystal substrates such as carbon C quantum dots au nanoparticles and detonators were further explored. The main contents of this thesis are: (1) the design and fabrication of band gap of semiconductor metal oxide inverse opal photonic crystal (chapter 2: choosing tungsten and titanium oxide as basic material, The doping design and fabrication of inverse opal photonic crystals with slow light in different spectral regions have been designed and fabricated. (chapter 3: doping semiconductor quantum dots and noble metal nanocrystals Particles to enhance the ability of semiconductor metal oxide opal photonic crystals to absorb light. The design and preparation of tungsten and titanium oxide inverse opal photonic crystals doped with C quantum dots and au nanoparticles were studied. The structure detonator can promote the performance of desorption and ionization of mass spectrometry. Design and preparation of Tungsten Titanium oxide inverse Opal Photonic Crystal. 4) enhanced Laser Desorption Ionization effect of Tungsten Titanium oxide inverse Opal Photonic Crystal (Chapter 5: preparation of bandgap at different positions in the spectrum) Tungsten titanium oxide inverse opal photonic crystal was used as substrate for mass spectrometry. The results show that the desorption ionization effect is the best when the wavelength of desorption laser is coupled with the slow light effect.
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O734
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 汤炳书,吴正怀;浅谈光子晶体及其应用[J];滁州师专学报;2001年03期
2 方舟 ,严寒 ,小平;光子晶体[J];光机电信息;2002年12期
3 易小菊;控制光子的“半导体”——光子晶体[J];湖南大学学报(自然科学版);2003年S1期
4 李蔚;光电子技术的又一重大发展——光子晶体及其应用[J];世界产品与技术;2003年06期
5 胡兴军;杨燕;;光子晶体的技术和新产品开发情况[J];集成电路应用;2004年10期
6 蒋锐 ,曹三松;光子晶体可能成为磁激发器[J];激光技术;2004年03期
7 开桂云,董孝义,秦玉文,何杰,巴恩旭,汪美林;《全国光子晶体及其应用学术交流与发展战略研讨会》纪要[J];光电子·激光;2005年08期
8 孙涛涛;金碧辉;;光子晶体 数据聚焦分析[J];科学观察;2006年05期
9 李会玲;王京霞;宋延林;;光子晶体的制备与应用研究[J];自然杂志;2009年03期
10 陈义;李晋成;;光子晶体在分析化学中的应用[J];色谱;2009年05期
相关会议论文 前10条
1 顾忠泽;赵祥伟;朱蓉;;基于光子晶体的生物分子编码[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(上册)[C];2006年
2 娄建勇;徐铁军;徐宝连;邰伟莹;;异质缺陷光子晶体的高性能光捕获研究[A];2011西部光子学学术会议论文摘要集[C];2011年
3 李志远;刘荣鹃;傅晋欣;;磁光光子晶体的理论和实验研究[A];第八届全国光学前沿问题讨论会论文集[C];2009年
4 王京霞;崔丽影;田恩涛;江雷;宋延林;;大面积、高强度聚合物光子晶体的制备[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年
5 葛建平;;胶体光子晶体的磁组装及显示性能研究[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年
6 马龙;;光电子学新技术-光子晶体[A];江苏省通信学会2004年学术年会论文集[C];2004年
7 汪河洲;;光子晶体研究[A];全国第十二次光纤通信暨第十三届集成光学学术会议论文集[C];2005年
8 胡小永;江萍;杨宏;龚旗煌;;飞秒超快速可调谐有机光子晶体微腔[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
9 顾忠泽;刘兆彬;赵祥伟;;可用于生物分子编码的自组装光子晶体[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
10 王志兵;叶永红;;光子晶体中光学微腔的发光调制[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
相关重要报纸文章 前10条
1 贾正根;光子晶体学俏然崛起[N];中国电子报;2001年
2 清华大学材料科学与工程系 周济;光子晶体:光信息时代的“半导体”[N];中国电子报;2005年
3 张孟军;攀登光子晶体高峰的人[N];科技日报;2004年
4 刘霞;美制成兼具电学光学性质的光子晶体[N];科技日报;2011年
5 丛林;聚合物光子晶体研究取得进展[N];中国化工报;2011年
6 华凌;耐上千摄氏度高温的光子晶体问世[N];科技日报;2012年
7 杨健;中科院取得光子晶体理论创新[N];人民日报;2003年
8 ;我国光子晶体中原子自发辐射特性研究获突破[N];中国高新技术产业导报;2006年
9 新华;可变色塑料薄膜开发成功[N];福建科技报;2007年
10 ;穿上变色塑料薄膜“新衣”,食品变质一看就知[N];新华每日电讯;2007年
相关博士学位论文 前10条
1 朱志宏;光子晶体应用理论研究[D];国防科学技术大学;2007年
2 王昕;平面光子晶体研究[D];复旦大学;2007年
3 王晓玲;光子晶体在生化传感中的应用研究[D];北京邮电大学;2009年
4 李岩;光子晶体及其应用的数值模拟研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2004年
5 李文超;折射率可调的光子晶体及实验的研究[D];河北工业大学;2011年
6 冷晗阳;利用二维及三维非线性光子晶体调控倍频光波和纠缠光子的实验研究[D];南京大学;2014年
7 葛潇尘;基于光子晶体和人造表面等离子体的谐振腔器件研究[D];浙江大学;2015年
8 邢慧慧;可调带隙光子晶体/液晶光功能材料的制备及调控机理研究[D];北京化工大学;2015年
9 傅涛;等离子体填充金属光子晶体Cherenkov辐射源研究[D];电子科技大学;2014年
10 朱海滨;光子系统中非互易传输现象及光子器件研究[D];上海交通大学;2014年
相关硕士学位论文 前10条
1 郭刘洋;用于SALDI增强的光子晶体设计与制备[D];东南大学;2017年
2 夏丰田;刺激响应性光子晶体材料的制备[D];电子科技大学;2017年
3 李天龙;光子晶体热控涂层的力学行为研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
4 王栋柱;光子晶体与金属纳米复合体系的光学增强效应研究[D];西南大学;2015年
5 余钧;太赫兹波段二维金属光子晶体的透射研究[D];清华大学;2014年
6 范卉青;多孔硅表面缺陷腔光子晶体的传感特性研究[D];燕山大学;2015年
7 谢望;铁酸铋反蛋白石光子晶体的制备和光催化性能的研究[D];辽宁大学;2015年
8 刘雯;多重准晶光子晶体的设计和制作方法研究[D];郑州大学;2015年
9 马桂杰;SOI基SiO_x柱光子晶体的研究[D];山东建筑大学;2015年
10 路光;光波在非对称多层膜光子晶体中的零反射传输特性[D];山东大学;2015年
,本文编号:1865935
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/1865935.html