基于银纳米结构的SERS基底制备及特性研究
发布时间：2021-03-28 23:09
拉曼（Raman）光谱作为分子的“指纹谱”,可以通过对分子振动的探测,实现对物理、化学、生物等各种复杂系统的高信息量分析。拉曼光谱学广泛应用于固体、液体以及气体样品的研究,是一种强大的化学分析光谱技术。然而在自发拉曼散射过程中,只有约千万分之一与分子相互作用的光子会经历拉曼散射的过程,以至于拉曼散射信号通常很弱,拉曼光谱的检测灵敏度受到了极大的限制。1974年,Fleischmann等人首次发现了附着在粗糙银电极表面的吡啶分子具有很强的拉曼信号,后来这种现象被命名为表面增强拉曼散射（SERS）效应。SERS技术的出现为解决自发拉曼光谱的低灵敏度提供了有效的解决途径。除此之外,纳米技术的不断发展也为SERS技术的应用奠定了扎实的基础。本文利用银纳米材料,制备了新型的SERS基底,并通过实验仪器（包括扫描电子显微镜,拉曼光谱仪等）,对基底的形貌及其SERS的特性进行了细致的研究。于此同时,利用时域有限差分法（FDTD）从理论上对基底进行了研究和讨论。本文主要制备了具有压电效应的（PVDF/AgNWs）SERS基底,和具有光催化效应的（ZnTiO3/AgNPs）SERS...
【文章来源】：山东师范大学山东省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光学现象示意图
山东师范大学硕士学位论文1第一章绪论1.1散射与拉曼散射光照射介质时，光与介质会相互作用，产生许多光学效应和现象[1]。如图1-1所示，当一束光照射到介质上时，其中一部分光被介质透射、吸收、反射，另一部分光则被介质散射至四周。图1-1光学现象示意图光散射现象指的是：当光束穿过介质时，一部分光偏离了其主要传播方向。利用散射现象，人们不但可以研究物质的相互作用，而且可以进一步研究其内部的结构和运动。卢瑟福在1911年利用了粒子与带电粒子进行碰撞的散射实验发现原子的中心有一个带正电的原子核。1920年，康普顿利用光子与带电粒子的碰撞散射实验证明了光的粒子性。迄今为止，基本粒子的实验研究大多都是利用不同入射粒子与靶粒子发生碰撞的散射实验进行的。图1-2光散射示意图
?玖Ｗ拥难芯科鹬凉刂匾?淖饔谩Ｉ⑸淇梢苑治?凶由⑸浜凸庾由⑸洌ㄒ匀肷淞Ｗ?区分），而光子散射又可以分为可见光散射和X、γ射线散射等（以能量区分）[2]。表1.1为散射实验中，几种入射粒子的能量和波长特性。表1.1散射实验中常用的入射粒子及能量和波长的估计值[3]入射粒子类型能量波长实验（能量）不确定性电子伏/eV赫兹/Hz纳米/nm△E/E中子10-2101410-110-4光子可见光10010165×10210-8X射线103101910-110-2而在日常生活中，光散射其实是经常出现且很容易被人们观察到的普遍现象。比如丁达尔现象[4]，如图1-3，当光束穿过胶体时，在胶体中观察到一条明亮的“通路”。从粒子相互作用的角度可以更好地理解光的散射过程：光由光子组成，这是光的微粒性。照射到介质上的一束光就是一束粒子，作为粒子来讲，它就有能量和动量（每个光子都有确定的能量hυ0和动量hk0）。介质当中也有粒子（原子，电子和离子，还有准粒子），光与介质的相互作用就是光子和介质中的粒子发生碰撞的过程[5]。图1-3丁达尔现象示意图19世纪，有关于光散射的研究以自然界中存在的液体和气体为主，并根据物质中粒子尺度的不同把散射分为分子散射（粒子尺度小于入射波长）和丁达尔散射（粒子尺度与入射波长相当或稍大）。英国的物理学家瑞利在1871年提出了著名的瑞利散射定律[6]，即散射光的强度跟λ4(波长的四次方)成反比。而1908年米研究丁达尔散射时，发现与分子散射不同，散射光的强度与λ4不成比例关系，因此丁达尔散射又叫米氏散射[7]。20世纪以来，
【参考文献】：
博士论文
[1]时域有限差分方法的改进及在多物理场中的应用[D]. 牛凯坤.安徽大学 2019
[2]柔性压电纳米发电机的设计构建与应用研究[D]. 朱杰.中北大学 2018
[3]应用显微激光拉曼光谱分析单个流体包裹体CO2碳同位素值[D]. 李佳佳.长安大学 2017
[4]高SERS活性的纳米银溶胶的制备及其增强机理研究[D]. 孟卫.南京理工大学 2014
硕士论文
[1]g-C3N4/Ag纳米结构的制备及其SERS性能的研究[D]. 马云峰.中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所) 2018
[2]氢键协同弛豫对低温防护和血压调制的影响机理[D]. 倪沧皓.湘潭大学 2018
[3]基于FDTD算法的混响室研究[D]. 王大增.西安电子科技大学 2014
[4]表面增强拉曼光谱信息处理技术的研究与应用[D]. 郭淑霞.厦门大学 2014
[5]大型电力变压器油中特征气体拉曼光谱检测及信号分析研究[D]. 马志鹏.重庆理工大学 2014
[6]多模式振动光谱在食品安全检测中的应用研究[D]. 刘云曼.天津大学 2014
[7]基于纳米多孔银的表面增强拉曼散射[D]. 赵寅.山东大学 2013
[8]硫化铅和硫化亚锡微纳米晶的制备及表征[D]. 王美娟.南京理工大学 2010
[9]利用FPGA实现等离子体时域有限差分算法的加速[D]. 封俊.南京航空航天大学 2010
[10]激光液相烧蚀法制备贵金属纳米颗粒及在Raman光谱学的应用[D]. 张建兵.首都师范大学 2006
本文编号：3106412
【文章来源】：山东师范大学山东省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光学现象示意图
山东师范大学硕士学位论文1第一章绪论1.1散射与拉曼散射光照射介质时，光与介质会相互作用，产生许多光学效应和现象[1]。如图1-1所示，当一束光照射到介质上时，其中一部分光被介质透射、吸收、反射，另一部分光则被介质散射至四周。图1-1光学现象示意图光散射现象指的是：当光束穿过介质时，一部分光偏离了其主要传播方向。利用散射现象，人们不但可以研究物质的相互作用，而且可以进一步研究其内部的结构和运动。卢瑟福在1911年利用了粒子与带电粒子进行碰撞的散射实验发现原子的中心有一个带正电的原子核。1920年，康普顿利用光子与带电粒子的碰撞散射实验证明了光的粒子性。迄今为止，基本粒子的实验研究大多都是利用不同入射粒子与靶粒子发生碰撞的散射实验进行的。图1-2光散射示意图
?玖Ｗ拥难芯科鹬凉刂匾?淖饔谩Ｉ⑸淇梢苑治?凶由⑸浜凸庾由⑸洌ㄒ匀肷淞Ｗ?区分），而光子散射又可以分为可见光散射和X、γ射线散射等（以能量区分）[2]。表1.1为散射实验中，几种入射粒子的能量和波长特性。表1.1散射实验中常用的入射粒子及能量和波长的估计值[3]入射粒子类型能量波长实验（能量）不确定性电子伏/eV赫兹/Hz纳米/nm△E/E中子10-2101410-110-4光子可见光10010165×10210-8X射线103101910-110-2而在日常生活中，光散射其实是经常出现且很容易被人们观察到的普遍现象。比如丁达尔现象[4]，如图1-3，当光束穿过胶体时，在胶体中观察到一条明亮的“通路”。从粒子相互作用的角度可以更好地理解光的散射过程：光由光子组成，这是光的微粒性。照射到介质上的一束光就是一束粒子，作为粒子来讲，它就有能量和动量（每个光子都有确定的能量hυ0和动量hk0）。介质当中也有粒子（原子，电子和离子，还有准粒子），光与介质的相互作用就是光子和介质中的粒子发生碰撞的过程[5]。图1-3丁达尔现象示意图19世纪，有关于光散射的研究以自然界中存在的液体和气体为主，并根据物质中粒子尺度的不同把散射分为分子散射（粒子尺度小于入射波长）和丁达尔散射（粒子尺度与入射波长相当或稍大）。英国的物理学家瑞利在1871年提出了著名的瑞利散射定律[6]，即散射光的强度跟λ4(波长的四次方)成反比。而1908年米研究丁达尔散射时，发现与分子散射不同，散射光的强度与λ4不成比例关系，因此丁达尔散射又叫米氏散射[7]。20世纪以来，
【参考文献】：
博士论文
[1]时域有限差分方法的改进及在多物理场中的应用[D]. 牛凯坤.安徽大学 2019
[2]柔性压电纳米发电机的设计构建与应用研究[D]. 朱杰.中北大学 2018
[3]应用显微激光拉曼光谱分析单个流体包裹体CO2碳同位素值[D]. 李佳佳.长安大学 2017
[4]高SERS活性的纳米银溶胶的制备及其增强机理研究[D]. 孟卫.南京理工大学 2014
硕士论文
[1]g-C3N4/Ag纳米结构的制备及其SERS性能的研究[D]. 马云峰.中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所) 2018
[2]氢键协同弛豫对低温防护和血压调制的影响机理[D]. 倪沧皓.湘潭大学 2018
[3]基于FDTD算法的混响室研究[D]. 王大增.西安电子科技大学 2014
[4]表面增强拉曼光谱信息处理技术的研究与应用[D]. 郭淑霞.厦门大学 2014
[5]大型电力变压器油中特征气体拉曼光谱检测及信号分析研究[D]. 马志鹏.重庆理工大学 2014
[6]多模式振动光谱在食品安全检测中的应用研究[D]. 刘云曼.天津大学 2014
[7]基于纳米多孔银的表面增强拉曼散射[D]. 赵寅.山东大学 2013
[8]硫化铅和硫化亚锡微纳米晶的制备及表征[D]. 王美娟.南京理工大学 2010
[9]利用FPGA实现等离子体时域有限差分算法的加速[D]. 封俊.南京航空航天大学 2010
[10]激光液相烧蚀法制备贵金属纳米颗粒及在Raman光谱学的应用[D]. 张建兵.首都师范大学 2006
本文编号：3106412
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