Preparation and spectral analysis of gold nanoparticles using magnetron sputtering and thermal annealing

Gold(Au) nanoparticles were prepared on Au-fi lm-coated K9 glass and silicon substrates by direct current(DC) magnetron sputtering and thermal annealing treatment. The effects of substrate material, annealing temperature, and time on morphologies of Au nanoparticles were investigated, and the formation mechanism of Au nanoparticles was discussed. The experimental results indicate that silicon substrate is more suitable for the formation of Au nanoparticles. On a silicon substrate, Au nanoparticles formed with good spherical shapes at temperature over 700 ℃. It was also found by spectral analysis that the fi eld enhancement factor of the island-shaped Au particles was smaller than that of the granular Au particles; the better the spherical shape as well as the smaller the size and spacing of Au particles, the higher the light absorption rate; the absorption peak had a red shift with increasing particle size and spacing.     

纳米粉体的激光制备方法

总结了激光技术制备纳米粉末的特点,介绍了激光诱导化学气相沉积法、激光烧蚀法、激光诱导液-固界面反应法以及激光-感应复合加热法等的基本原理、装置及特点,综述了目前纳米粉体激光制备技术的应用研究现状,指出了其今后的研究方向和应用前景.     

FTO薄膜表面激光诱导制备ZnO纳米结构

采用磁控溅射法在FTO(掺氟二氧化锡)玻璃基底表面沉积金属Zn层,再将其置于双氧水溶液中,通过纳秒脉冲激光对其表面进行辐照处理来实现ZnO纳米结构的制备。研究了激光能量密度和扫描速率对ZnO纳米结构的形成和得到的ZnO纳米结构复合FTO(Zn O/FTO)薄膜表面形貌和光电性能的影响。结果表明,当Zn层厚度为200 nm时,可保证FTO薄膜表面既出现完整的Zn O纳米结构,又仅有少量Zn剩余。当激光能量密度为0.80 J/cm2,扫描速率为15 mm/s时,FTO薄膜表面制备出了均匀一致性最好的ZnO纳米结构,此时ZnO/FTO薄膜有最佳的光电性能,其在400～800 nm波段的平均透光率为70.18%,平均反射率为7.10%,方块电阻为9.23Ω。     

飞秒激光刻蚀氧化锆表面微纳结构及其润湿与抗菌性能

目的 构筑氧化锆表面微纳结构,提高表面疏水性能。方法 用飞秒激光在氧化锆表面刻蚀网格结构,随后用硬脂酸修饰所得表面,系统研究了激光能量密度、激光扫描速度对氧化锆表面形貌及润湿性的影响,分析不同处理条件下氧化锆的表面形貌和润湿性,通过润湿模型进一步揭示润湿性转变内在机理。进一步通过在饱和大肠杆菌溶液中浸泡的试验,对不同处理条件下氧化锆表面的抗菌性能进行了测试和分析。结果 在9.6 J/cm²的过高能量密度以及10 mm/s的过小扫描速度下会导致氧化锆表面过度烧蚀,破坏表面微结构,不利于提高表面疏水性。发现激光纹理化氧化锆的最佳参数为激光能量密度8.3 J/cm²,扫描速度20 mm/s,制备的微凸起结构为表面覆盖大量纳米结构的周期性锥状阵列,凹槽的平均宽度和平均深度分别为(27.598±1.376)μm和(33.825±0.559)μm,此时表面粗糙度最大为9.556 μm,随着表面粗糙度的增加,微纳复合结构可以截留更多的空气,减少固液接触面积,表面具有最大的水接触角为(163.9±1.5)°,最小的水滚动角为(4.3±0.8)°。平板菌落计数法测定结果显示,此时硬脂酸修饰的激光纹理化氧化锆超疏水表面的抗菌率最高,为(89.1±3.6)%。结论 采用飞秒激光刻蚀结合硬脂酸修饰的方法,通过激光参数优化,可在氧化锆表面产生微纳复合结构,增加其表面粗糙度,从而制备得到疏水甚至超疏水的氧化锆表面,超疏水氧化锆表面截留的空气层对大肠杆菌的黏附具有很好的抑制作用,表现出明显的抗菌性,有望扩展氧化锆在牙科领域的应用。     

飞秒激光不锈钢表面陷光微结构的制备与性能研究

利用飞秒激光在高真空环境下,在316L不锈钢表面两次交叉扫描制备了周期性微纳结构,并研究了微纳结构对波长范围200~900nm的光波的吸收增强能力。样品表面微结构形貌与成分采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪测试。第1次扫描采用高能流激光,获得了微米级锥状钉结构,表面覆盖了典型的激光诱导周期性表面结构(LIPSS)。然后将样品旋转90°,采用能流为0.02J/cm2的激光进行第2次扫描,路径与第1次扫描相交。第1次扫描的结构中的LIPSS被第2次低能流激光打断纳米颗粒,从而与锥状钉结构结合形成双尺度微结构。反射率测试结果表明,这种双尺度微结构表面的平均反射率约为2.28%,为光滑表面平均反射率的3.42%。结合XRD分析结果,不锈钢表面获得强陷光性能主要归因于飞秒激光制备的微结构。     

从自然到仿生的超疏水表面的微观结构

利用体视显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪对蝴蝶翅膀和蝉翼表面的微细结构及疏水性能进行研究发现:蝴蝶翅膀表面的微米级孔穴和蝉翼表面的纳米阶层柱状结构,是其表面具有超疏水特性的根本原因.受此启发,用激光直写法和软刻蚀法制备出微米级周期排列的方柱、方孔微结构,测量其表面静态接触角分别为151.4°和121.7°.实验结果表明,周期排列的方柱和方孔微结构增强了固体表面的疏水性,且微结构的形态对润湿性能有很大的影响.用经典润湿理论对实验结果进行理论分析发现,Cassie理论与Wenzel理论分别适用于不同程度润湿性能的疏水微结构表面,且微结构的参数影响其表面的润湿性能.     

激光刻蚀对Ag/FTO/AZO薄膜光学和电学性能的影响

采用不同能量密度的激光对制备的Ag/FTO/AZO多层薄膜进行光栅结构刻蚀,分析激光刻蚀后薄膜的表面形貌、光学性能和电学性能的变化,并确定薄膜获得最佳性能时的激光能量密度。结果表明,以一定的激光能量密度对薄膜进行光栅结构刻蚀处理,不仅能有效提高薄膜的抗反射能力,还能产生附加退火作用,促使薄膜晶粒生长,减少晶界面积,从而减少晶界的光子和载流子的散射损失,提高载流子的迁移率,最终提高薄膜的透过率,优化薄膜的导电性能,实现薄膜的光学性能和电学性能的优化。     

二维光子晶体1.55μm带隙中心的优化设计

利用平面波展开法对正方晶格二维光子晶体带隙随结构参数的变化进行了研究,计算结果表明,能带频率随着归一化半径r/a的增大有减小的趋势,带隙宽度是先增大后减小.带隙宽度随介电常数比ε的变大而增加,能带频率有减小的趋势.当格子常数a=0.594μm,r/a=0.16,ε=13时得到能带中心波长为1.55μm,最大能带归一化频率宽度为0.15.     

医用316L不锈钢表面微结构的飞秒激光制备及血液相容性研究

利用飞秒激光在316L不锈钢表面诱导制备血液相容性微结构,并从微结构的润湿性角度分析血液相容性改善的机理。随着激光能量密度的增加,在样品表面分别制备了单一的亚微米级典型激光诱导周期性波纹(LIPSS),以及两种双尺度结构,即覆盖了LIPSS的微米级波纹结构和锥状钉结构。硅烷化后的微结构样品表观接触角都超过150°,达到了超疏水性能要求,并且随着所采用激光能量密度的增强而增大,尤其是锥状钉双尺度结构的接触角达到了163.8°。采用了3种常规评价方法对微结构表面的血液相容性进行了评价,结果表明微结构表面的血液相容性显著优于光滑表面,且随着表面的表观接触角的增大而改善。     

导数紫外吸收光谱法测定复方新诺明片剂含量

本文探讨了导数紫外吸收光谱法测定复方新诺明片剂中磺胺甲基异噁唑(SMZ)和甲氧共氨嘧啶(TMP)含量的最佳条件。在0.1N氢氧化钠溶液中,用二阶导数光潜(△λ=2nm)在243.5nm处测定TMP;三阶导数光谱(△λ=4nm),在244.nm处测定SMZ,各组分互不干扰,测定回收率为99.8～101.8％,变异系数0.19～0.84％。本法不需分离即可同时测定,方法简便,精密度高。