金纳米棒的超快电子—声子耦合动力学研究

论文摘要

本论文采用飞秒泵浦-探测系统结合去偏振探测法对金纳米棒被光激发后其超快电子-声子耦合动力学过程展开了研究。目的在于探讨金纳米棒作为一种各向异性的贵金属纳米材料,与各向同性的金纳米球相比,其超快电子-声子耦合动力学过程是否会呈现出特殊的性质,以此对其超快电子动力学过程进行深一步地理解和探讨。主要工作包括:首先,搭建了一套高灵敏度飞秒泵浦-探测（瞬态吸收光谱）系统,主要由掺钛蓝宝石（Ti:Sapphire）飞秒脉冲激光器,泵浦-探测光路,光谱仪（Avantes）和计算机（PC）组成。其次,基于所搭系统采用飞秒瞬态去偏振测试方法对金纳米棒的超快电子-声子耦合动力学过程进行测试表征。最后,基于实验结果分析讨论金纳米棒中的超快电子-声子耦合动力学过程,并提出理论模型进一步验证了实验结果。实验结果和理论分析表明金纳米棒存在各向异性的电子-声子耦合动力学过程,但它不是一个本征过程,而是在不同的探测光偏振方向上由于金纳米棒的各向异性特性而被分配了不同的激发能分量。由瞬态实验测得的电子-声子耦合动力学不能简单的用单指数函数来描述,而是水溶液中随机分布的各个方向的金纳米棒在探测方向上的分量共同积分作用的结果。在实验使用的相对较高的激发能量下,金纳米棒的电子-声子弛豫时间与激发能量之间是线性关系,其本征电子-声子弛豫时间与金纳米球和体金材料的基本一致。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 超快光谱技术
• 1.2 金纳米棒的简介
• 1.3 金纳米棒的超快电子动力学过程
• 1.4 研究目的及论文构成
• 第二章 飞秒泵浦-探测系统的搭建及优化
• 2.1 实验系统的基本原理
• 2.2 实验系统的搭建
• 2.2.1 飞秒激光光源
• 2.2.2 实验光路及检测系统
• 2.2.3 数据采集
• 2.3 实验系统的优化
• 第三章 金纳米棒的实验结果与讨论
• 3.1 金纳米棒的制备
• 3.1.1 金纳米棒的合成
• 3.1.2 金纳米棒的表征
• 3.2 金纳米棒的超快测试结果
• 3.2.1 时间分辨的瞬态吸收光谱
• 3.2.2 超快电子－声子耦合动力学过程
• 3.3 理论分析
• 第四章 结论
• 参考文献
• 研究生期间发表的学术论文
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT