鐵氧化物-金核殼粒子的制備及表面增強(qiáng)拉曼光譜研究.pdf

1、蘇州大學(xué)博士學(xué)位論文鐵氧化物金核殼粒子的制備及表面增強(qiáng)拉曼光譜研究姓名：沈紅霞申請學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：物理化學(xué)指導(dǎo)教師：顧仁敖20090901中文摘要鐵氧化物，金核殼粒子的制備及表面增強(qiáng)拉曼光譜研究二、單個(gè)紡錘形Fe203@Au核殼粒子上的偏振相關(guān)SERS及理論研究基底材料的尺寸及形狀對(duì)SERS效應(yīng)的貢獻(xiàn)差異極大，具有較大長徑比的橢球狀顆粒往往表現(xiàn)出理想的增強(qiáng)效應(yīng)，當(dāng)入射激光的偏振方向與納米材料的維度尺寸匹配時(shí)可激發(fā)最大的LSPR，由此

2、產(chǎn)生強(qiáng)的SERS效應(yīng)。因此若能根據(jù)SERS的增強(qiáng)特點(diǎn)與LSPR的關(guān)系，設(shè)計(jì)制備一些特殊結(jié)構(gòu)的納米材料，不僅可以作為理想的SELLS基底以拓寬SERS的應(yīng)用范圍，同時(shí)可作為模型體系，有利于復(fù)雜SERS機(jī)理的研究。已有SERS偏振相關(guān)性研究集中在的粒子之間的耦合作用，對(duì)于真正的單個(gè)孤立的粒子而言，由于沒有粒子問的耦合作用，SERS效應(yīng)主要來自粒子本身。因此，研究單個(gè)粒子的SERS效應(yīng)可使體系簡單化和模型化，有助于深入了解SERS的增強(qiáng)機(jī)理。

3、主要結(jié)果如下：1紡錘形Fe203@Au結(jié)合了納米棒和納米殼的優(yōu)良特性，通過改變殼層厚度可調(diào)諧核殼粒子的光學(xué)性質(zhì)。利用水解法制備得到較大長徑比的紡錘形Fe203粒子，表面生長連續(xù)Au殼層后獲得Fe203@AIl復(fù)合粒子。以苯硫酚為探針分子，研究了Fe203@1Au核殼結(jié)構(gòu)粒子的SERS效應(yīng)，隨著Au殼層的厚度的增加，SELLS強(qiáng)度增強(qiáng)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算表明核殼結(jié)構(gòu)平均增強(qiáng)因子約為106，其主要來自電磁場增強(qiáng)效應(yīng)。2通過FDTD的理論模擬計(jì)

4、算，表明單粒子和雙粒子耦合表面局域電場具有特征分布。計(jì)算表明對(duì)平行偏振(即入射激光的光電場矢量的方向與粒子長軸平行時(shí)，0=00)，緊靠長軸末端外表面拉曼信號(hào)最強(qiáng)，對(duì)于垂直偏振(即入射激光的光電場矢量的方向與粒子長軸垂直時(shí)，0=900)，所得到的拉曼強(qiáng)度較弱，約是平行偏振最大值的10。7。不同0角度下單粒子表面局域電場的最大值與0的余弦函數(shù)的四次方曲線吻合。這為預(yù)見各向異性粒子的偏振相關(guān)SERS光譜提供理論依據(jù)。3首次獲得了單個(gè)紡錘形Fe