金纳米棒在Au（111）表面的分散及其STM诱导发光初探

论文摘要

贵金属纳米颗粒因为具有独特的光学性质近年来备受关注,特别是其自由电子在外界电磁场的激发下会产生协同的集体振荡,表现出表面等离激元共振增强现象,在高灵敏拉曼和荧光光谱检测方面已经得到广泛应用。当一个荧光分子或者DNA分子靠近金属纳米结构的时候,分子的荧光强度与峰型等性质会受到金属等离激元的极大调制。如果能够对金属纳米结构的等离激元进行调控,就可实现对分子发光性能、光学跃迁以及能量转移等过程的调制。这个也是我们开展本课题研究的目的。为此我们先要在表面上分散贵金属纳米结构,并采用扫描隧道显微镜研究其发光特性,探索发光性能调控的可能性和实现途径。本文主要以金纳米棒为对象(也包括一些纳米多面体),通过制备形状、大小以及包裹剂不同的纳米结构,使得其表面等离激元共振峰得到调控。然后通过组装技术把金纳米棒均匀地分散在纯金膜的表面,再通过真空溅射的方法去除颗粒表面的包裹剂,最后在扫描隧道显微镜(STM)下对颗粒进行形貌上的表征和电致发光特性的研究。本论文主要内容如下:1.通过水相化学合成方法,制备大小不一纵横比不同的金纳米棒、以及形状不同的金纳米多面体,检测和调控金纳米结构的表面等离激元共振峰,并采用Mie理论对光谱特性进行拟合。2.以纯金膜为衬底,在金膜上利用自组装方法制作脱耦合层巯基十六烷基酸,然后在其上面通过液滴方法组装上金纳米棒,并通过真空离子溅射去除金表面的包裹剂CTAB等有机分子。3.利用扫描隧道显微镜测量组装在金膜上面的金纳米棒形貌,并对其电致发光谱进行研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 金纳米颗粒的性质和应用前景
• 1.2.1 小尺寸量子效应
• 1.2.2 金属颗粒表面等离激元共振
• 1.2.3 金纳米颗粒表面等离激元共振吸收峰的可调控性
• 1.2.4 金属纳米颗粒的表面等离激元共振的应用
• 1.3 金属表面荧光增强
• 1.3.1 表面增强荧光现象及其产生机理
• 1.3.2 表面增强荧光现象的应用
• 1.4 STM诱导发光
• 1.5 本论文的研究目的和内容
• 参考文献
• 第二章 金纳米粒子的制备与TEM电镜表征
• 2.1 球形纳米颗粒的制备
• 2.2 各向异性金纳米粒子的制备与TEM电镜表征
• 2.2.1 金纳米棒的合成
• 2.2.2 金纳米多面体的合成
• 2.2.3 金纳米棒表面包裹剂的替换
• 2.3 金纳米棒的表面等离激元共振峰模拟
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 金纳米棒在金（111）表面的分散
• 3.1 硫醇膜和MHA在金（111）表面的组装
• 3.1.1 硫醇膜在金（111）表面的组装
• 3.1.2 MHA在金属表面的自组装
• 3.2 金纳米棒在金（111）上面的分散
• 3.3 本章小结
• 参考文献
• 第四章 金纳米棒在STM下的扫描和电致发光研究
• 4.1 组装在金膜上面的金纳米棒在STM下的形貌扫描
• 4.2 金纳米棒在STM下针尖诱导的电致发光
• 4.2.1 在较高偏压较大隧穿电流下的金纳米棒电致发光谱
• 4.2.2 在较低偏压较小隧穿电流下的金纳米棒电致发光谱
• 4.3 实验结果的分析
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果