银纳米球阵列的局域表面等离子体特性研究北大核心CSCD

基于金属纳米颗粒的光散射理论,利用时域有限差分法计算了Ag纳米球阵列不同结构参数下的散射光谱、吸收光谱及散射效率,分析了Ag纳米球阵列在共振波长下的极化电场和极化电荷分布情况,讨论了Ag纳米球阵列的局域表面等离子体(LSP)对GaN基LED发光效率增加的机理。结果表明,随着间距的减小,Ag纳米球阵列LSP的散射峰逐渐呈双模分布,且位于长波段的散射峰蓝移;随着Ag纳米球直径的增大,LSP的共振波长红移且散射效率增大。当LSP的共振波长与LED辐射光波长相匹配时,Ag纳米球阵列的LSP与LED辐射光发生耦合作用,在一定条件下,部分耦合的能量辐射到自由空间,增大LED的内量子效率。     

局域表面等离子体共振效应气体传感器的研究进展

贵金属纳米结构的局域表面等离子体共振光学在光催化、光学传感器、表面增强光谱学、太阳能电池等领域具有广阔的应用前景。基于贵金属的局域表面等离子体共振效应传感器的性能主要依赖于贵金属的结构,总结了纳米贵金属粒子性质以及各种结构的制备方法和应用,并展望了未来表面等离子体共振效应传感器的发展趋势。     

前驱物和表面活性剂对等离子体电化学法制备银纳米颗粒的影响

利用等离子体电化学法成功制备出银纳米颗粒,并通过局域表面等离子共振效应对颗粒的生长过程进行实时监测,研究了表面活性剂的浓度、种类和前驱物浓度对银纳米颗粒制备的影响。研究结果表明:增大前驱物或表面活性剂浓度对Ag;还原均有促进作用;与聚乙烯吡络烷酮(PVP)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)相比较,十二烷基硫酸钠(SDS)作为表面活性剂,在相同时间内,生成的银纳米颗粒数量更多,尺寸和形状分布更均匀。     

基于局域表面等离子体共振效应生物传感器的制备方法及应用

金属纳米颗粒表现出来的局域表面等离子体共振效应被广泛应用于生物传感器领域.综述了局域表面等离子体共振效应的基本原理,对比了局域表面等离子体和表面等离子体的异同,详细介绍了胶体化学平板印刷术、电子束光刻法、聚焦离子束光刻法、纳米球光刻术等多种金属纳米颗粒阵列和图形制备技术、特点及应用,分析了局域表面等离子体共振生物传感器的应用前景、现存问题及其解决途径.     

局域表面等离子体共振在可视化传感中的应用进展

贵金属纳米材料具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观隧道效应、表面等离子体共振(SPR)和局域表面等离子体共振(LSPR)等物理化学性质,本文阐述了SPR和LSPR产生的机理,并总结了LSPR在可视化传感中的应用进展。     

银纳米颗粒的化学还原法制备简介及其应用

银纳米颗粒的光学性能,如局域表面等离子体共振(Localized Surface Plasmon Resonance,LSPR)特性可通过其形貌、尺寸、外部介电环境的调控而实现变化。不同形貌的银纳米颗粒具有强弱不同的局域表面等离子体共振效应,从而表现出独特的光学性质。综述了利用化学还原法制备不同形貌的银纳米颗粒,主要包括柠檬酸钠还原法、多元醇法以及种子介导生长法,分析了这3种合成方法的机理和特点,将近年来不同形貌银纳米颗粒的研究进展进行了综述。最后介绍了不同形貌银纳米颗粒在表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Roman scattering,SERS)基底、催化、抗菌领域上的应用研究,并总结和展望了银纳米颗粒在合成和相关应用领域的发展前景。     

载银纳米二氧化钛的表面改性

采用硅烷偶联剂对载银纳米二氧化钛(TiO2/Ag )进行表面改性,考察了偶联剂用量、反应时间、反应温度及pH值对表面改性的影响,从而确定最佳用量和最佳反应条件.利用元素分析、红外光谱(FTIR)和透射电子显微镜(TEM)等表征手段及亲油化度的测定,研究了表面改性的效果及分散状况.结果表明:TiO2/Ag 纳米粉体表面处理的最佳条件为:硅烷偶联剂KH560添加量8%,反应的水浴温度78.5℃,反应时间4小时,pH=7;KH560以化学键的形式接枝在粉体表面,同时,经过表面改性后的载银纳米TiO2的亲油性和分散性与未改性的粉体相比明显得到改善.     

金纳米锥阵列与金薄膜耦合结构表面等离子体折射率传感研究

设计了基于SiO₂薄膜间隔的金纳米锥与金薄膜耦合结构表面等离子体共振折射率传感器。使用时域有限差分法研究了复合结构中的表面等离子体共振模式,复合结构不仅能够激发局域表面等离子体共振,也可激发传播表面等离子体共振。入射电磁波的能量部分通过单个金纳米锥耦合到局域表面等离子体,部分通过金纳米锥阵列二维光栅耦合到传播表面等离子体。在待测物折射率1.30～1.40的范围内,对复合结构的反射光谱进行了模拟研究,发现共振波长与分析物折射率呈线性关系,且由于局域和传播表面等离子体的高效激发,反射光谱共振峰处的反射率几乎为零。此外,在最优的金纳米锥几何参数下,传播表面等离子体共振模式的半高全宽非常窄,灵敏度和品质因数分别达到770 nm/RIU和113 RIU^-1,具有良好的折射率传感性能。所设计的复合结构作为表面等离子体共振传感器有望广泛应用于生物检测领域。     

一种用于LSPR传感的纳米金属列阵制作方法

提出利用光刻定位自组装填充的方法制作纳米金属列阵．在平面基板上通过光刻手段制作具有列阵微区的定位模板,再利用单分散聚苯乙烯纳米球在微区里进行自组装,得到单层规则排布的纳米球结构;进一步沉积金属后,通过去牺牲层工艺去除球体,可得到呈六角形分布的纳米金属列阵结构;最后对获得的纳米金属列阵结构的形貌和光学性能进行分析,给出金属纳米列阵结构的电子显微镜照片和消光谱．     

银纳米片的绿色化学法合成及其光学性能研究

结合简便且绿色的方法,在单宁酸体系中制备出银纳米片。该化学反应无需热源,也不需要引入其他任何表面活性剂和形貌控制剂,故是一种能耗低、对环境绿色友好的策略。采用透射电镜、X射线衍射仪、紫外可见分光光度计等测试手段对样品进行分析和表征。系统优化制备银纳米片中单宁酸浓度及溶液pH值的工艺参数,实现了银纳米片的SPR峰从520...     

银纳米颗粒有序阵列光学偏振玻璃特性研究

银纳米椭球微粒有序掺杂的光学偏振玻璃具有光学玻璃的高透过率特性和本征的偏振特性,是综合性能好的光学偏振器件。利用米氏理论和电偶极子理论分析了光入射到椭球形银纳米微粒产生的消光特性和偏振机理;建立椭球形纳米微粒周期阵列分布的光学偏振玻璃模型,采用有限元数值算法模拟计算近红外光入射该模型后的偏振光输出特性。通过优化玻璃内部椭球微粒的几何参数,获得波长在700~1 100nm近红外全波段内的偏振玻璃的透过率达到80%以上,消光比达20dB以上;尤其当波长在740~840nm范围内,透过率高达90%以上,消光比达50dB以上。     

光纤端面可调LSPR金纳米半球壳阵列的制备

提出了一种具有可调局域表面等离子体共振(LSPR)特性的光纤端面纳米结构的制备方法.利用二维胶体聚苯乙烯球(PS)单层膜的可转移性,结合溅射沉积,在光纤端面上获得了金纳米阵列结构.扫描电子显微镜和透射电子显微镜图像表明,单个纳米颗粒具有半球壳结构,阵列结构呈现六角密堆积排列;光谱测量结果显示,制备的样品具有明显的LSPR效应,改变溅射时间可实现对LSPR峰位从可见至近红外的调控,且金纳米半球壳直径改变时其LSPR峰位调控规律相似,重复测量结果表明制备的纳米结构具有良好的稳定性.     

等离子体辅助球磨制备表面修饰片状纳米Cu粉及摩擦学性能

以硬脂酸为过程处理剂,采用等离子体辅助球磨制备表面修饰片状纳米Cu粉,并测试其摩擦学性能。结果表明:在等离子体的快速加热及电致塑性效应协同作用下,Cu粉呈现出超塑性而发生剧烈形变,辅助球磨5h制备的片状纳米Cu粉一次颗粒厚度在20nm左右。等离子体辅助球磨使片状纳米Cu粉体表面吸附并化学键合了非极性基团,Cu粉获得亲油疏水表面特性,在40CA船用润滑油中具有良好的分散性。片状纳米Cu粉严重的变形使其具有极高的活性,在摩擦过程中容易吸附铺展在摩擦副表面,使复合油有更好的抗磨性能。在高载荷、高转速工况下,片状纳米Cu粉显示出良好的减摩自修复效果,有效提高了润滑油的极压抗磨性能。     

电弧等离子体法制备纳米Ce-NiO的气敏特性

用Ｈ２＋Ａｒ电弧等离子体法制备纳米Ｃｅ－ＮｉＯ并研究其气敏特性。实验结果表明：与通常用作氧敏传感器的Ｐ型ＮｉＯ半导体材料相比，Ｈ２＋Ａｒ电弧等离子体法制备的纳米Ｃｅ－ＮｉＯ气敏材料表现出一定的ｎ型导电性，对乙炔具有很好的选择性和较高的灵敏度；其气敏特性与纳米Ｃｅ－ＮｉＯ晶粒的显微结构有关。     

Co纳米锥阵列的磁性研究

利用聚苯乙烯微球自组装法得到了单层二维晶体掩模板，利用离子束溅射沉积法在掩模板上沉积高纯Co薄膜，去除聚苯乙烯微球后得到Co纳米锥阵列。利用扫描电镜观察样品表面形貌，并利用振动样品磁强计测量其磁学特性．磁性研究表明，纳米锥颗粒为单畴颗粒，其矫顽力较薄膜样品有较大增加，剩磁比也有所改善．     

二氧化硅纳米微球的制备及其表面改性

以正硅酸四乙酯(TEOS)为前驱体,氨水为催化剂,经Stber法制备了单分散SiO2纳米微球,并采用硅烷偶联剂KH-570对其表面进行了改性;通过激光粒度分析仪、傅里叶变换红外光谱、透射电子显微镜对SiO2纳米微球进行了检测分析。结果表明,随着TEOS和氨水用量的增加,SiO2纳米微球的粒径逐渐增大,而粒径分布到后期也有所增加;经KH-570改性后,SiO2纳米微球不仅具有良好的单分散性,而且表面成功接枝上丙烯酸酯基团,因而具有较好的亲油性,能更好地分散在甲苯和苯乙烯中。     

金属纳米结构的表面等离子体光学研究获得系列进展

金属纳米结构的表面等离子体光学在光催化、纳米集成光子学、光学传感、生物标记、医学成像、太阳能电池,以及表面增强拉曼光谱（SERS）等领域有广泛的应用前景,这些功能和金属纳米结构与光相互作用时产生的表面等离子体共振密切相关。最近,中科院物理研究所光物理实验室李志远研究组,     

Ag/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂的制备及性能研究

以阳极氧化法制备的二氧化钛(TiO_2)纳米管阵列为基底,利用化学还原法制备了不同银(Ag)含量的Ag/TiO_2复合薄膜,并对其进行表征。结果表明,化学还原法有利于Ag纳米颗粒在TiO_2纳米管上的均匀分布,Ag能产生表面等离子体共振吸收,有效增强TiO_2纳米管阵列对可见光的吸收能力,Ag的修饰大幅度提高了TiO_2纳米管阵列对气相苯的光催化降解活性,在光催化反应80min条件下,Ag含量为2%(wt,质量分数)制得的Ag/TiO_2复合薄膜光催化活性最佳,对气相苯的降解率达到97%。     

载银纳米TiO2有机表面改性的研究

采用硬脂酸对以硫酸氧钛为原料制备的栽银纳米TiO2粉体进行有机表面改性,研究了改性剂用量、改性剂浓度、改性时间、改性温度以及改性pH值的影响,利用红外谱图(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)等对粒子进行了表征,并检测了其抗菌性能.结果表明,最佳的改性条件下粉体的亲油化度值可达到66.3%,硬脂酸化学键合在粉体的表面,虽抗菌率略有下降,但仍能达到99.77%.