激光刻蚀金银合金胶体的制备及其SERS应用

金属胶体是一种新兴的表面增强拉曼散射(SERS)活性衬底,利用激光液相刻蚀技术制备了金银合金胶体,并通过透射电镜、吸收光谱、表面增强拉曼散射光谱等手段对其特性进行表征。结果表明,合金粒子多数为球形颗粒,颗粒大小在5nm左右,并且有很好的分散性,等离子体共振吸收峰位于428nm。此外,该胶体表现出很好的表面增强拉曼散射活性,且性能稳定可在室温下长时间保存。     

基于纳米锥森林的三维SERS基底检测miRNA

表面增强拉曼散射(SERS)是一种从存在于不同化学或生物环境中的分子中获取振动信息的强大技术。本文提出了一种基于纳米锥森林结构的三维SERS基底。制备基板采用等离子体处理技术,这项技术是一种简单、快速和高通量的方法。制备的基于纳米锥森林的SERS基底具有很高的灵敏度。实验表明,该基底可以检测到浓度低至10-10 M的miRNA。同时,所制备的SERS基底在大面积上表现出高度的均匀性。这些实验结果表明该3D SERS基底在广泛应用中的巨大潜力。     

三光束激光干涉诱导向后转移制备金纳米结构及其SERS特性

为了提高激光诱导向后转移制备微纳阵列结构的效率,本文提出三光束激光干涉诱导向后转移(LIIBT)技术,为激光干涉技术与激光诱导向后转移的有机结合。本文以ITO玻璃为接收衬底,金薄膜为靶材,LIIBT过程中采用三光束激光干涉进行加工。SEM结果表明,在激光能量密度为25 mJ/cm^2,金膜厚度为50 nm条件下,获得了较好的阵列结构,周期为5μm,金纳米粒子均匀分布在其表面,尺寸小于100 nm的粒子达到80%以上。EDX分析结果表明微米尺度点阵由大量的In元素组成,该结构的形成源于激光与ITO层相互作用。将1.0×10^-5,1.0×10^-7和1.0×10^-9 M的罗丹明6G溶液,旋涂于微结构表面并进行拉曼光谱研究,在612 cm^-1,773 cm^-1,1190 cm^-1,1319 cm^-1和1511 cm^-1处发现了罗丹明6G的特征峰,说明制备的金纳米结构对微量的罗丹明6G有明显的SERS效应。本文提出的LIIBT技术将大大提高激光诱导向后转移制备微纳阵列结构的效率,在超灵敏检测、光电子器件、微流控等领域均具有广泛的应用前景。     

纳米多孔银的制备及其表面增强拉曼散射特性研究

表面增强拉曼散射(SERS)因其具有高达单分子检测量级的灵敏度，在医学诊断、食品安全、环境监测等领域有着较大的应用前景。制备具有高密度“热点”的SERS基底是这项技术走向实际应用的关键。双连续结构的纳米多孔金属由于近邻纳米结构之间的耦合效应，所以具有很好的SERS增强特性。采用溅射方法制备了银锌合金前驱体，采用自由脱合金工艺和电化学脱合金工艺制备了具有纳米多孔结构的银基底，通过调制脱合金参数，获得了具有高增强因子的SERS基底。所制备的纳米多孔银基底对结晶紫的检测极限达到了10^-12 mol/L，可应用于超灵敏检测。     

岛状纳米多孔金制备及其SERS特性研究

表面增强拉曼散射（surface-enhanced Raman scattering,SERS）技术将纳米结构材料和拉曼光谱相结合,解决了传统拉曼散射技术灵敏度低的问题,为痕量物质检测提供了新的技术手段。高SERS活性基底材料是将拉曼光谱应用到痕量物质检测中的关键。采用磁控溅射技术结合脱合金工艺在硅片上制备出岛状纳米多孔金SERS基底,该基底的孔隙尺寸和金韧带宽度的比值远小于传统纳米多孔金,有效地增强了金韧带之间的电磁耦合效应,表现出更强的局域电磁场。该基底的检测极限可达约10-10 mol·L-1,且SERS光谱相对强度与浓度呈现出较好的线性关系,动态响应范围可达3个数量级。同时该基底结构均匀、性能稳定,制备工艺具有良好的可重复性。     

金铜双金属表面增强拉曼散射基底的制备及应用

双金属材料结合了两种金属的特性从而获得远超单一金属的性能,因而在材料应用领域获得了广泛关注。如何以低成本获得高性能功能性材料是双金属推广应用的关键。以Cu30Mn70合金片材为前驱体,采用自由腐蚀和化学电镀两步法制备了金包铜纳米多孔基底(Au@NPC)。金包覆层在有效抑制铜在空气中氧化的同时,减小了韧带间孔径距离,进一步增大了紧邻韧带间的电磁耦合效应,使Au@NPC具有更强的局域电磁场增强特性,表现出优于纳米多孔铜的表面增强拉曼散射活性。金铜双金属材料可用作表面拉曼增强散射基底,具有优异的稳定性和较低的成本。     

基于磁控溅射制备铜基表面增强拉曼散射基底

为了提高拉曼光谱仪的探测灵敏度,设计了铜基表面增强拉曼散射(surface enhanced Raman scattering, SERS)薄膜基底。以Cu_(40)Ti_(60)合金为靶材,通过控制磁控溅射参数获得了一系列铜钛合金薄膜,采用脱合金法进一步获得了不同结构的铜基薄膜,系统地研究了不同溅射参数对铜基薄膜的SERS特性的影响,确定了制备SERS基底的最佳溅射参数。脱合金后所得铜膜具有多孔结构,能形成高强度局域电磁场,即SERS"热点"(hotspots),从而表现出优异的SERS增强性能。该基底制备成本低,重复性好,能用于灵敏检测且SERS增强因子可达1.8×10~7,具有较好的应用前景。     

基于维氏金刚石针尖制备复合SERS基底的技术研究

基于维氏金刚石针尖的连续压痕加工方法,在铜基石墨烯表面上成功地制备出了阵列的四棱锥形压痕结构。随后,在结构化的铜基石墨烯表面涂覆一层金膜以作为复合SERS基底。实验结果表明,通过改变相邻间距的四棱锥压痕重叠形成不同形状的阵列微/纳结构,且该微纳结构对带有金膜的铜基石墨烯基底的拉曼强度有影响。在制备微纳结构的过程中,石墨烯出现了堆叠的现象,且随着加工间距的减小,石墨烯的层数有逐渐增加的趋势。其次,通过改变相邻两个压痕之间的间距四棱锥压痕的深宽比(S)对R6G分子的拉曼强度有明显的影响。其中,当S为0.043时,检测R6G分子610 cm^-1特征峰的最大拉曼强度为1 439 counts。在压痕的材料堆积处及压痕的内部检测R6G分子拉曼强度的标准偏差分别为6.16%和9.19%。在检测农药残留方面,采用该复合基底检测百草枯和西维因的分辨率分别为10^-5 mol/L和10^-6 mol/L。该方法是一种可靠的及成本低的制备复合SERS基底的方法,且能够实现对农药残留的低浓度检测。     

CO2激光辐照氧化矾热像仪的实验

为了研究波段内激光辐照焦平面阵列热像仪时的性能表现.设计了一系列视场内辐照实验.理论上采用了平顶高斯函数和有限个复高斯函数之和模拟激光器输出的平顶型光束以及激光器输出镜和光路中各种光学元件构成的光阑,结合近轴光学系统的柯斯林光束衍射公式计算了激光光束的传递以及变换.在实验中,通过在光路中放置单透镜光学元件以及调节该元件...     

半导体激光血管内照射治疗静脉曲张的机理研究

对利用半导体激光器治疗静脉曲张的可行性及治疗机理进行了研究.通过半导体激光对犬副头静脉进行血管内照射的临床试验,分析激光与血管组织及血液的相互作用,同时对激光血管内照射治疗静脉曲张的机理进行了研究.研究结果表明:半导体激光进行腔内静脉照射,由于血红蛋白对光的吸收,可以引起静脉腔内血栓形成、血管壁损伤、血管闭合,实现对静脉曲张的治疗;激光照射导致静脉腔内血栓形成,与血栓性静脉炎的形成机制不同,并没有影响全身凝血功能.     

基于Fe3O4/SiO2/Au-MNPs磁性SERS基底的特布他林超灵敏检测

为了快速灵敏地检测特布他林(terbutaline,TB),制备核?卫星纳米结构的Fe3O4/SiO2/Au-MNPs磁性基底对其进行表面增强拉曼光谱(SERS)检测。通过磁性分离、调节体系pH的方法考察特布他林浓度与拉曼光谱强度之间的线性关系并绘制校准曲线。实验结果表明,该纳米卫星结构的磁性SERS基底对TB的检测限为3.77×10^?10 mol/L,同时在5×10?5~5×10^?9 mol/L范围内,TB的SERS信号与其浓度呈线性关系,利用最小二乘法拟合得到的线性相关系数R2为0.996。该复合材料制备方法简便易行,为合成其他纳米复合材料提供了参考。     

激光辐照下尼龙纤维材料的热烧蚀规律

为了得到激光辐照下尼龙材料的烧蚀规律,利用红外成像的方法分析了近红外连续激光辐照尼龙材料引起的热烧蚀现象。用摄像机和红外热像仪记录了尼龙材料在烧蚀过程中的主要现象和温度变化过程,并对实验结果与ANSYS仿真结果进行了对比。使用波长为976nm,输出功率密度为1×105 W/m2、光斑高斯半径为10mm的光束对尼龙材料进行照射的结果显示:开始时尼龙材料温度迅速上升,发生膨胀,并逐渐熔融分解;随着照射时间的增加,尼龙材料温度变化变缓,熔融部分向光斑边缘退化;当达到一定温度时,材料温度不再升高。由于受光束质量、材料性能不均匀、熔融部分向边缘退化等因素影响,得到的实验烧蚀结果与理论烧蚀结果稍有差异,但基本吻合,验证了实验方法及ANSYS数值仿真方案的可行性。     

激光超声信号变分模态分解与裂纹定量检测

针对激光超声检测技术应用于金属增材件中所获取的信号具有复杂、多模态、信噪比低的特性的问题,获取激光超声信号进行时频分析,探究其频域可分性,采用变分模态分解算法根据频域特征进行分离并提取最佳表面波模态。在此基础上,提出一种基于激光超声信号B扫图结合变分模态分解提取表面回波特征值技术,对金属增材件表面裂纹长度进行定量检测。针对直接观察B扫图获取裂纹长度信息存在误差较大的问题,通过对变分模态分解提取的表面波模态在有无裂纹时反射回波峰峰值的变化分析,绘制扫查位置-峰峰值图并据此精确获取裂纹起始和结束位置,检测结果的相对误差不超过8%。与直接获取原始信号B扫图的裂纹长度信息相比,提高了检测精度。该方法在金属增材件的激光超声信号的特征提取与定量检测方面具有可行性。     

170ps激光脉冲辐照可见光面阵Si-CCD的实验

开展了532 nm ps激光辐照面阵Si-CCD的实验研究,建立了532 nm,170 ps激光辐照Si-CCD效应实验测量系统,观察到了各种典型的干扰和损伤效应现象并测量了阈值.对破坏后的CCD器件的微观结构进行了显微观察,并深入分析了各种典型实验现象和电路层面的损伤机理.开展了10 ns和150 f,激光对CCD探...     

STM study of the effects of pulsed laser irradiation on semiconductor surfaces

A clean Si(111) flat surface was irradiated by pulsed Nd-YAG laser beams. STM observation of the irradiated surfaces indicates that the laser irradiation generates two kinds of corrugations: rounded hills 100 Å high and 600 Å wide and small spikes 20 Å high and 35 Å wide. The corrugations grew and spread with repeated irradiation and increased laser power. The heating of the irradiated surface at 1200°C for 5 s smoothed the surface atomically, but no ordered structure was observed, possibly due to the covering contaminants released from the surfaces surrounding the specimen by laser irradiation and heating.     

纳秒级激光脉冲展宽系统的分析及应用

建立了一种纳秒级多腔式激光脉冲扩展系统.通过激光脉冲展宽,该系统可以有效降低脉冲激光的峰值功率,从而在激光燃烧诊断实验中避免激光诱导等离子体的产生,减少背景干扰,有效提高信噪比.建立了理论模型,对影响脉冲展宽的分束比、腔长以及光学腔个数等几个主要参数进行了分析,并通过数值计算实现了各参数的优化.利用建立的多腔串联式激光...     

Effect of laser irradiation on abrasive wear of glass fibre polyester composite

Low power laser irradiation improves the wear resistance of glass-fibre-reinforced polyester composites, if irradiation time is restricted to short periods. Laser irradiation (i) enhances crosslinking in unsaturated polyester, (ii) modifies surface microstructure and (iii) increases the hardness of the composite material. Improved mechanical properties, in turn, increase the material's resistance to wear.