金纳米微粒的光学性质及其在生物成像和光热疗法中的应用

作为生物探针,纳米微粒以其独特的光学性质,易控的表面化学能力,在基于生物成像和诊断的分子生物学和医学领域中引起越来越广泛的关注.贵金属,尤其是金纳米微粒,由于其表面等离子体共振(SPR)等强吸收和发光特性,在生物组织成像,癌症的诊断和治疗中存在着巨大的应用前景.结合配体的金纳米微粒能够特异性地标记癌症细胞上的受体,并提供特定分子的特有信息,进行生物成像和癌症检测.另外,金纳米微粒能够有效地吸收光能量进行局部加热,导致蛋白质变性,并致细胞死亡.主要回顾各种不同尺寸和形状的金纳米微粒的光学特性,以及选择性标记的金纳米微粒在生物成像,癌症诊断和光热疗法中的研究进展.     

金纳米棒复合纳米颗粒荧光辐射的微观和宏观调控

正金属纳米颗粒以其独特的表面等离子体共振(Surface plasmon resonance,SPR)特性广泛应用于生物标识、荧光增强、表面增强拉曼散射(SERS)等诸多领域。其中荧光增强和SERS主要利用的是金属纳米颗粒SPR产生的激发增强或发射增强效应。提出了一种基于金纳米棒的荧光增强的新方法:通过将金纳米棒的横向和纵向SPR模式分别与荧光分子的激发和辐射波段相匹配,可以实现激发和辐射的同时增强,获得最大的"激发-发射"效率。为验证这种"双SPR荧光增强"物理机制,开展了DDA数值模拟和单纳米颗粒荧光观测实验、理论和实验结果表明,满足"双SPR荧光增强"机制的金纳米棒复合纳米颗粒具有最高的"激发-发射"效率,达到20倍之多。这种"双SPR荧光增强"机制为表面等离子体荧光增强提供了一种新的思路。     

嵌入式纳米金阵列的表面等离子共振传感特性研究

基于本征值方程及时域有限差分(FDTD)算法,研究了嵌入二氧化硅衬底的菱形纳米金阵列表面等离子共振传感特性,推导出共振模式随嵌入深度变化的关系式.计算结果与数值模拟一致,验证了金纳米颗粒阵列上下介质的不对称性可以等效为单层介质光栅.理论分析了透射谱中产生多个共振峰的物理机制与影响因素,进一步探讨了透射谱与嵌入深度、长短轴比例、周期尺寸等参数的关系,分析了阵列结构的传感性能特点,为制作多波段工作的表面等离子体共振(SPR)传感器基底提供了理论依据.     

入射光偏振对金纳米棒状颗粒光学性质的影响

利用离散偶极近似(Discrete dipole approximation,DDA)方法分析了入射光偏振状态对单个金纳米捧状颗粒的光学性质的影响,并给出了单个金纳米棒状颗粒底面和剖面的近场分布图,对于设计实现基于金属微纳结构的纳米光子器件具有一定的指导意义.研究结果表明,不同的入射光偏振方向会激发不同的表面等离子体模式(横向表面等离子体共振和纵向表面等离子体共振),这将影响棒状颗粒的消光谱峰和近场分布.     

不同尺寸、形状和组成的金纳米颗粒的光热特性:在癌症治疗中的应用

光热疗法由于其安全和高效的优点,作为一种非破坏性方法在癌症治疗中有广泛的应用前景。光热疗法中,所采用的纳米颗粒在近红外波段的光热转换效率取决于纳米颗粒的光谱吸收特性。采用时域有限差分法对球型、壳型、杆型、片型、笼型、星型和花型等七种不同金纳米颗粒的光谱吸收特性进行了仿真计算,结果表明纳米颗粒的几何参数和结构对其光谱吸收效率和共振波长产生了显著的影响。通过对比七种金纳米颗粒的体积吸收系数,发现金纳米片在近红外波段的光热转换效率优于其他六种金纳米颗粒。从电流密度矢量分布得出,金纳米颗粒内部产生共振电流是导致金纳米颗粒在近红外波段具有明显的单色吸收特性的原因。     

具有窄带透明窗口的金属纳米颗粒流体吸收器北大核心

为了解决金纳米颗粒在构建金属流体时存在的紫外-蓝光波段吸收较弱的问题,提出可采用由种子生长法制备的金核银壳纳米棒,该结构可将金纳米棒的局域表面等离激元共振（LSPR）移向紫外-蓝光波段,在有效增强这一波段光吸收的同时,不会影响透明窗口的透射率。实验结果表明,这种由不同尺寸的金纳米棒和金核银壳纳米棒所构成的胶体溶液,能够使紫外-蓝光波段透射率降低到1%以下,在30-1 100 nm光谱范围内实现了较好的宽带吸收,同时在中心波长730 nm附近获得了一个透明窗口,其带宽约为150 nm,透射率大于40%。这种由贵金属纳米颗粒胶体溶液所构成的具有窄带透明窗口的流体吸收器的制备方法相对简单,有望用于太阳电池、传感等领域。     

超高温金属纳米结构增强吸收特性的仿真研究

利用表面等离子体改变材料吸收光谱特性越来越受到关注。为了增强超高温金属纳米结构的吸收特性,设计了超高温金属-金属以及膜层-金属-金属表面等离子体周期纳米结构,仿真分析其在波长200~4 000 nm光谱范围内,不同参数对材料吸收谱特性的影响。仿真分析表明,不同参数的吸收光谱中均会出现吸收峰,且吸收率达93%以上。而介电材料、金属纳米结构的周期、尺寸和深度是影响吸收率的主要因素。同时,介电材料和周期还会对吸收峰出现的位置产生影响。该仿真结果为超高温表面等离子体材料的吸收特性应用的研究提供了理论基础。     

基于等离子体共振1～10μm波段内可调节的双波段 超吸收研究

亚波长人工超构材料可以实现特定波长的近完美吸收,在红外光电器件应用中能够克服传统红外材料吸收效率低、厚度较大、工作波长受限于带隙等缺陷.本文利用金属/介质/金属结构构造了一种可大面积制备的亚波长结构,可以实现1-10μm波段内的双波段红外超吸收.通过时域有限差分法模拟和实验分析,我们认为该吸收器高频的吸收峰,主要来源F-P共振干涉增强吸收;而低频红外波段的吸收峰,主要得益于电偶极共振和磁共振模式的激发.利用退火工艺调节上层金颗粒的大小,可以有效地调节两个吸收峰的位置.     

金纳米棒在Au(111)表面上的分散与STM表征

本文报道了金纳米棒的合成、在Au(111)表面上的分散、有机污染物清洗以及STM形貌表征工作.金纳米棒通过金晶种在金生长液中的选择性生长来制备.通过对金纳米棒和Au(111)表面进行修饰,利用涂层外端基团之间的静电相吸作用,把金纳米棒经由点滴法均匀地吸附在Au(111)表面上,且分散密度可通过点滴次数加以控制.本文进一...     

基于表面增强拉曼光谱技术的陈皮年份检测北大核心CSCD

采用表面增强拉曼光谱技术对8种不同储存年份的陈皮进行检测。测试分析了储存11年的陈皮样品于金膜、银纳米颗粒、金膜-银纳米颗粒增强基底上的拉曼光谱。在金膜-银纳米颗粒增强基底上的陈皮拉曼光谱特征峰最明显,对375、493、650cm-1等12处的拉曼特征峰进行初步归属分析,据此对陈皮的生化成分进行初步判断,并探讨了陈皮在金膜-银纳米颗粒基底上拉曼信号的增强机理。此外,通过分析比较8种不同年份陈皮的表面增强拉曼光谱信息,区分出不同存储年份的陈皮。根据峰值位置信息的变化,得出与存放5年及以下的陈皮相比,存放7年及以上的陈皮产生了某些新成分的结论。     

箔条和箔片的性能特性及其应用和趋势

从箔条和箔片用于干扰雷达测和扰乱、迷惑、转移或者引诱进攻出发,详细论述箔条、箔条云及箔片、箔片云的雷达散射截面、带度、平移速度、下降速度及转动等情况,空间和时间我、水平和垂直极化性能、多普勒频移效应以及频谱展宽特性等,通过箔条和箔片有效成火控雷达实例,提出对抗火控雷达的三个重要因素及其采取的对策。     

Engineering education and industrial research and development-thepromise and the reality

The author observes that the social fabric of engineering, the support infrastructure of the profession, and the political and economic systems of the world are undergoing shifts that affect what engineering is, how it is accomplished, and what it should do. He asks what these changes mean in terms of the educational system and explores a few of these issues that lie between academia and the industrial environment beyond. He discusses the engineering curriculum as seen from industry, the role of continuing education, research in academia     

业务识别与控制技术及其测试评估

在传统Intemet网络逐步向多业务网络演进的过程中,监管者、运营商以及最终用户都对网络的可管可控能力提出了差异化的要求,业务识别与控制技术应运而生.作为IP领域的一项热点技术,该技术得到了广泛的关注并取得了迅猛的发展.在考虑来自不同主体需求的基础上,介绍了业务识别与控制技术.此外,还结合技术发展以及网络部署等要求,着重分析了该技术的测试评估方法及测试内容.     

"电路原理"与"信号与系统"课程的整合与优化

科学技术迅速发展,新兴学料不断增加,知识总量不断增长,迫使本科教育不断向着基础化方向发展,基础课程教学在本科教育中的地位愈来愈高。计算机技术的广泛应用,离散信号与系统的基础知识已是电气类各专业的必要的教学内容。因此基础课程要从根本上整体优化课程结构。本文提出了电气类专业“电路原理”与“信号与系统”课程教学改革方案,将两门课程教学内容进行整合与优化,并在实际教学过程中进行了教学试验,缩短了教学时间,提高了教学质量。     

Thin film deposition and microelectronic and optoelectronic devicefabrication and characterization in monocrystalline alpha and betasilicon carbide

The deposition of silicon carbide thin films and the associated technologies of impurity incorporation, etching, surface chemistry, and electrical contacts for fabrication of solid-state devices capable of operation at temperatures to 925 K are addressed. The results of several research programs in the United States, Japan and the Soviet Union, and the remaining challenges related to the development of silicon carbide for microelectronics are presented and discussed. It is concluded that the combination of α-SiC on α-SiC appears especially viable for device fabrication. In addition, considerable progress in the understanding of the surface science, ohmic and Schottky contacts, and dry etching have recently been made. The combination of these advances has allowed continual improvement in Schottky diode p-n junction, MESFET, MOSFET, HBT, and LED devices     

电压波动和闪烁的解析测量法及其应用与验证

文章介绍了针对特定电压变化特性的被测设备的、简单的、低成本的电压波动和闪烁的解析测量法,并将实际解析法测量计算结果与直接测量法结果进行了比较、验证,证明该方法切实可行,且符合标准规定的容差要求。     

“信号与系统”课程建设与教改的探索

信号与系统课程是高等院校电类专业一门重要的专业基础课程,本文以西安明德理工学院智能制造与控制技术学院的信号与系统课程建设与教学改革为例,介绍了我院在信号与系统课程资源建设和教学改革中的探索和实践。实践证明,本文提出的五维一体化线上线下课程资源建设和混合式教学改革能够有效推动教与学两个方面的变革,有效提高课程教学质量,为同类兄弟院校的同类课程建设和教学改革起到一定的借鉴作用。     

压电／电致伸缩材料及驱动器的新技术与应用

压电／电致伸缩驱动器是一种广泛使用的驱动器,文章概括总结了几种压电／电致伸缩新材料的发展方向,同时还介绍了几种新型驱动模式和超声电机的研究动态,并对压电／电致伸缩驱动器的发展前景予以展望。     

Issues and trends in RF and mixed signal integration and partitioning

Over the last 40 years in the semiconductor industry, one of the most reliable truths has been that "thepath forward is through integration." Moore's law and its various derivatives and cousins have illustrated how greater integration has provided tremendous benefits in cost, power, size, and performance. While shrinking process lithography has been a critical enabler of this trend, we should remember that tremendous innovation in device technology, circuits, system architecture, computer aided design (CAD), packaging, and many other areas have been necessary as well. The exponential integration phenomenon has not been limited to memory and microprocessors: mixed signal and radio functions have also seen striking advances in integration over the last 20 years, from cell phones to wireless LANs, integrated "systemon-a-chip" (SOC) transceivers have become prevalent in the circuits conferences, journals, and - in some applications - have even made it into commercial mainstream products.