基于W 18 O 49 的表面增强拉曼散射性能与机理研究

发布时间：2024-07-11 00:39

　　表面增强拉曼散射(SERS)作为一种超灵敏的微量检测技术受到广泛关注。由于贵金属(金、银等)具有表面等离子体共振效应,常被用作SERS基底。然而贵金属SERS基底易被氧化、生物相容性差,不利于规模化生产。与金属基底相比,半导体SERS基底具有化学性质稳定、无毒和价格低廉等诸多优点,逐渐成为一种新颖的SERS基底材料。深入研究半导体材料的SERS增强机理,探索有效提高半导体SERS性能的普适方法,对推动SERS技术的发展和实际应用具有重要意义。在半导体SERS基底材料中,掺杂氧化钨,特别是非化学计量比的W₁₈O₄₉,具有丰富的表面态和杂质能级,非常适合用于研究半导体SERS基底的化学增强机制。本文将W₁₈O₄₉基底作为主要研究对象,研究了氧空位掺杂和载流子掺杂两种方式对SERS性能的影响,以期探索提升SERS性能的普适方法。第一章介绍课题研究背景及研究意义。第二章介绍理论计算方法、实验制备与表征方法。第三章用杂化密度泛函(HSE06)方法研究了钨氧化物的电子结构,得到未掺杂六角WO₃

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 表面增强拉曼散射机理
        1.1.1 拉曼散射
        1.1.2 表面增强拉曼散射
        1.1.3 SERS增强机理
    1.2 表面增强拉曼散射技术的发展及应用
        1.2.1 表面增强拉曼散射基底材料的发展
        1.2.2 表面增强拉曼散射技术的应用
    1.3 氧化钨的国内外研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第二章 计算原理及实验方法
    2.1 第一性原理计算方法
    2.2 样品制备及表征方法
        2.2.1 样品制备方法
        2.2.2 样品表征方法
    2.3 SERS增强因子计算
第三章 载流子掺杂对氧化钨电子结构影响的理论研究
    3.1 引言
    3.2 计算细节
    3.3 计算结果及讨论
        3.3.1 载流子掺杂对六方WO₃电子结构的影响
        3.3.2 载流子掺杂对W₁₈O₄₉电子结构的影响
    3.4 本章小结
第四章 氧空位对W₁₈O₄₉基底SERS性能影响的实验研究
    4.1 引言
    4.2 W₁₈O₄₉样品表征及SERS性能分析
    4.3 本章小结
第五章 表面电子掺杂对W₁₈O₄₉基底SERS性能影响的研究
    5.1 引言
    5.2 实验结果与分析
        5.2.1 贵金属负载的W₁₈O₄₉样品表征及SERS性能分析
        5.2.2 供电子基团有机物修饰的W₁₈O₄₉样品表征及SERS性能分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简历



本文编号：4004978