貴金屬(Ag-Au)納米顆粒的制備及其性能研究.pdf

1、因其獨(dú)特的光電性質(zhì)，貴金屬納米顆粒被廣泛地應(yīng)用于太陽(yáng)電池、發(fā)光二極管以及生物傳感器等領(lǐng)域。眾所周知，納米顆粒的光電性質(zhì)與其形貌、尺寸、介電環(huán)境、表面覆蓋率等因素密切相關(guān)。因此，探索貴金屬納米顆粒形貌和尺寸的可控性制備及其性能，特別是物理法制備納米顆粒，將對(duì)其潛在的應(yīng)用有重要的科學(xué)價(jià)值?；诖?，本文主要開展了Ag和Au納米顆粒的制備、形成機(jī)理及光學(xué)性能的研究。
　　本論文采用磁控濺射結(jié)合熱處理的方法制備了Ag和Au兩種貴金屬納米顆粒

2、。重點(diǎn)研究了退火溫度、退火方式、介質(zhì)層對(duì)Ag納米顆粒形貌和光學(xué)性能的影響。在Au納米顆粒的制備方面，首次采用磁控濺射結(jié)合熱處理的方式制備出單晶正六角Au納米顆粒。通過研究，主要取得如下成果:
　　1、退火模式對(duì)Ag納米顆粒形貌有著重要影響。原位退火后的Ag納米顆粒的粒徑分布范圍較寬，且存在大量粒徑小于50nm的Ag納米顆粒;而快速熱退火后的納米顆粒尺寸分布相對(duì)均勻，呈現(xiàn)出高斯分布的特點(diǎn)。
　　2、原位退火和快速熱退火模式下，

3、Ag薄膜的形貌演變遵循不同的機(jī)理。采用原位退火和快速熱退火方式分別對(duì)9nm厚的Ag膜在200、250、300、400℃進(jìn)行退火處理。研究發(fā)現(xiàn)前者遵循孔洞形核理論，后者則遵從晶界成槽理論。我們認(rèn)為這是由于原位退火升溫速率很慢(0.33℃/min)，有利于薄膜中的空位形成孔洞;而快速熱退火有較高的升溫速率(100℃/s)，使Ag膜瞬間獲得足夠的能量并在晶界處斷裂。
　　3、SiO2薄膜厚度對(duì)Ag納米顆粒的陷光性能有著重要影響。研究發(fā)現(xiàn)

4、SiO2層的引入，會(huì)顯著改變Ag納米顆粒的形貌，具體表現(xiàn)為:隨著SiO2厚度的增加，Ag納米顆粒的表面覆蓋率會(huì)逐漸下降，最低為33.2％，同時(shí)平均粒徑會(huì)隨之逐漸上升，最高為68.98nm。同時(shí)光學(xué)性能研究發(fā)現(xiàn)，引入SiO2，Ag納米顆粒的偶極消光峰會(huì)發(fā)生紅移，最大紅移為86.0nm，但是消光峰的強(qiáng)度卻將降低;相對(duì)于未引入SiO2薄膜的Ag納米顆粒而言，沉積SiO2薄膜的Ag納米顆粒散射光子數(shù)目降低了2×1018。
　　4、采用磁控