本文主要研究内容
作者耿辰琰（2019）在《水凝胶基三维等离子激元光子晶体的耦合特性及葡萄糖传感研究》一文中研究指出：光子晶体是通过介电常数或晶格常数对光场进行调控,金属纳米结构的等离子体与自由电子的共振效应也可以提供调节光与物质的相互作用的另一种手段。若在光子晶体的基础上引入具有电子激发振荡材料,可能会使光子晶体与局域共振效应之间产生更丰富的光调制协同效应,将丰富面向光催化、能源、生化传感等应用的光场调控手段。三维胶体晶体模板制备的有效研究导致光子晶体与均匀的等离子体共振的三维协同作用更有意义,可能会优化布拉格衍射机制的响应灵敏度,使其应用在生化传感方面具有更高的灵敏度。因此我们采用水凝胶辅助解离法制备了银纳米颗粒几何可控且周期性分布的三维银等离子激元光子晶体结构,通过电磁仿真与实验光谱及形态的表征去分析结构耦合特性。以葡萄糖响应凝胶为辅助制备银等离子激元光子晶体葡萄糖传感器,通过电磁仿真和实验的传感检测及灵敏度计算,分析了耦合效应对生化传感器灵敏度的影响。具体内容包括:(1)葡萄糖响应水凝胶辅助制备银等离子激元光子晶体。以胶体晶体为模板采用电化学沉积法制备银反蛋白石,分别以葡萄糖敏感基元3-丙烯酰胺基苯硼酸(APBA)凝胶和葡萄糖分子印迹4-乙烯基苯硼酸(VPBA)水凝胶为辅助,采用恒压电化学抛光法得到在凝胶辅助下三维周期分布的银纳米颗粒。主要研究了以电化学抛光法制备低填充率银反蛋白石,达到透射率增加及保持完整周期性的目的,进而保证了光聚合水凝胶的顺利进行。通过电化学抛光过程中反向恢复电流与结构解离程度、抛光时间的关系研究提高了电化学抛光过程的可控性。(2)银等离子激元光子晶体的光学耦合特性。使用实验及仿真手段研究了局域等离子激元共振的表现形式、银等离子激元光子晶体的反射峰出现机制和银等离子激元光子晶体的光学耦合特性。通过不同频段下的电场分布及吸收光谱分析发现由于四面体银纳米颗粒的曲率不同使局域等离子激元共振在近红外至近紫外波段产生了宽谱吸收。通过不同晶格常数的能带结构、电场分布、不同光入射角度下的光谱特征分析确定了结构反射主波峰和次波峰的主要起因是布拉格衍射产生的一级光子带隙和二级光子带隙。通过实验及仿真研究不同晶格常数的不同银填充高度、不同周期尺寸的结构反射光谱证实了处在局域等离子激元共振频段下的反射峰是由光子带隙和局域等离子激元共振的耦合作用共同决定的,表现形式是反射峰的位置发生移动,与周期晶格常数成非线性关系。(3)以葡萄糖敏感基元APBA凝胶辅助制备的银等离子激元光子晶体对葡萄糖响应的灵敏度研究。以APBA凝胶辅助制备的银反蛋白石对葡萄糖进行检测,通过实验及仿真的灵敏度计算验证了布拉格二级衍射峰和表面等离子激元谷的灵敏度处在同一数量级。以APBA凝胶辅助制备的银等离子激元光子晶体对葡萄糖进行检测,结构反射光谱随着葡萄糖浓度的升高发生明显红移实现了对葡萄糖的检测,实验及仿真手段研究了不同晶格常数结构检测葡萄糖时的布拉格一级和二级衍射的灵敏度,发现检测葡萄糖浓度在5-100 mM范围内时,300 nm周期结构的布拉格一级衍射灵敏度提高最大,200 nm周期结构的布拉格二级衍射灵敏度提高最大。检测葡萄糖浓度在0.1-0.5mM范围内时,400nm周期结构的布拉格一级衍射灵敏度提高最大。200 nm、300 nm、400 nm的周期结构的布拉格二级衍射灵敏度均有提高。
Abstract
guang zi jing ti shi tong guo jie dian chang shu huo jing ge chang shu dui guang chang jin hang diao kong ,jin shu na mi jie gou de deng li zi ti yu zi you dian zi de gong zhen xiao ying ye ke yi di gong diao jie guang yu wu zhi de xiang hu zuo yong de ling yi chong shou duan 。re zai guang zi jing ti de ji chu shang yin ru ju you dian zi ji fa zhen dang cai liao ,ke neng hui shi guang zi jing ti yu ju yu gong zhen xiao ying zhi jian chan sheng geng feng fu de guang diao zhi xie tong xiao ying ,jiang feng fu mian xiang guang cui hua 、neng yuan 、sheng hua chuan gan deng ying yong de guang chang diao kong shou duan 。san wei jiao ti jing ti mo ban zhi bei de you xiao yan jiu dao zhi guang zi jing ti yu jun yun de deng li zi ti gong zhen de san wei xie tong zuo yong geng you yi yi ,ke neng hui you hua bu la ge yan she ji zhi de xiang ying ling min du ,shi ji ying yong zai sheng hua chuan gan fang mian ju you geng gao de ling min du 。yin ci wo men cai yong shui ning jiao fu zhu jie li fa zhi bei le yin na mi ke li ji he ke kong ju zhou ji xing fen bu de san wei yin deng li zi ji yuan guang zi jing ti jie gou ,tong guo dian ci fang zhen yu shi yan guang pu ji xing tai de biao zheng qu fen xi jie gou ou ge te xing 。yi pu tao tang xiang ying ning jiao wei fu zhu zhi bei yin deng li zi ji yuan guang zi jing ti pu tao tang chuan gan qi ,tong guo dian ci fang zhen he shi yan de chuan gan jian ce ji ling min du ji suan ,fen xi le ou ge xiao ying dui sheng hua chuan gan qi ling min du de ying xiang 。ju ti nei rong bao gua :(1)pu tao tang xiang ying shui ning jiao fu zhu zhi bei yin deng li zi ji yuan guang zi jing ti 。yi jiao ti jing ti wei mo ban cai yong dian hua xue chen ji fa zhi bei yin fan dan bai dan ,fen bie yi pu tao tang min gan ji yuan 3-bing xi xian an ji ben peng suan (APBA)ning jiao he pu tao tang fen zi yin ji 4-yi xi ji ben peng suan (VPBA)shui ning jiao wei fu zhu ,cai yong heng ya dian hua xue pao guang fa de dao zai ning jiao fu zhu xia san wei zhou ji fen bu de yin na mi ke li 。zhu yao yan jiu le yi dian hua xue pao guang fa zhi bei di tian chong lv yin fan dan bai dan ,da dao tou she lv zeng jia ji bao chi wan zheng zhou ji xing de mu de ,jin er bao zheng le guang ju ge shui ning jiao de shun li jin hang 。tong guo dian hua xue pao guang guo cheng zhong fan xiang hui fu dian liu yu jie gou jie li cheng du 、pao guang shi jian de guan ji yan jiu di gao le dian hua xue pao guang guo cheng de ke kong xing 。(2)yin deng li zi ji yuan guang zi jing ti de guang xue ou ge te xing 。shi yong shi yan ji fang zhen shou duan yan jiu le ju yu deng li zi ji yuan gong zhen de biao xian xing shi 、yin deng li zi ji yuan guang zi jing ti de fan she feng chu xian ji zhi he yin deng li zi ji yuan guang zi jing ti de guang xue ou ge te xing 。tong guo bu tong pin duan xia de dian chang fen bu ji xi shou guang pu fen xi fa xian you yu si mian ti yin na mi ke li de qu lv bu tong shi ju yu deng li zi ji yuan gong zhen zai jin gong wai zhi jin zi wai bo duan chan sheng le kuan pu xi shou 。tong guo bu tong jing ge chang shu de neng dai jie gou 、dian chang fen bu 、bu tong guang ru she jiao du xia de guang pu te zheng fen xi que ding le jie gou fan she zhu bo feng he ci bo feng de zhu yao qi yin shi bu la ge yan she chan sheng de yi ji guang zi dai xi he er ji guang zi dai xi 。tong guo shi yan ji fang zhen yan jiu bu tong jing ge chang shu de bu tong yin tian chong gao du 、bu tong zhou ji che cun de jie gou fan she guang pu zheng shi le chu zai ju yu deng li zi ji yuan gong zhen pin duan xia de fan she feng shi you guang zi dai xi he ju yu deng li zi ji yuan gong zhen de ou ge zuo yong gong tong jue ding de ,biao xian xing shi shi fan she feng de wei zhi fa sheng yi dong ,yu zhou ji jing ge chang shu cheng fei xian xing guan ji 。(3)yi pu tao tang min gan ji yuan APBAning jiao fu zhu zhi bei de yin deng li zi ji yuan guang zi jing ti dui pu tao tang xiang ying de ling min du yan jiu 。yi APBAning jiao fu zhu zhi bei de yin fan dan bai dan dui pu tao tang jin hang jian ce ,tong guo shi yan ji fang zhen de ling min du ji suan yan zheng le bu la ge er ji yan she feng he biao mian deng li zi ji yuan gu de ling min du chu zai tong yi shu liang ji 。yi APBAning jiao fu zhu zhi bei de yin deng li zi ji yuan guang zi jing ti dui pu tao tang jin hang jian ce ,jie gou fan she guang pu sui zhao pu tao tang nong du de sheng gao fa sheng ming xian gong yi shi xian le dui pu tao tang de jian ce ,shi yan ji fang zhen shou duan yan jiu le bu tong jing ge chang shu jie gou jian ce pu tao tang shi de bu la ge yi ji he er ji yan she de ling min du ,fa xian jian ce pu tao tang nong du zai 5-100 mMfan wei nei shi ,300 nmzhou ji jie gou de bu la ge yi ji yan she ling min du di gao zui da ,200 nmzhou ji jie gou de bu la ge er ji yan she ling min du di gao zui da 。jian ce pu tao tang nong du zai 0.1-0.5mMfan wei nei shi ,400nmzhou ji jie gou de bu la ge yi ji yan she ling min du di gao zui da 。200 nm、300 nm、400 nmde zhou ji jie gou de bu la ge er ji yan she ling min du jun you di gao 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自北京交通大学的耿辰琰，发表于刊物北京交通大学2019-09-27论文，是一篇关于金属等离子激元论文,光子晶体论文,数值仿真论文,葡萄糖传感器论文,北京交通大学2019-09-27论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自北京交通大学2019-09-27论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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