具有徑向各向異性納米顆粒體系的表面增強拉曼散射.pdf

1、表面增強拉曼散射(SERS)自從1974年首次被發(fā)現(xiàn)以來，一直受到廣泛的關(guān)注和研究，比如：表面增強拉曼散射在單分子探測和生物探測等方面就起到了重要的作用。而金屬納米核-殼顆粒體系作為一種獨特的光譜學(xué)和成像學(xué)器件的研究也備受關(guān)注。這主要是由于該結(jié)構(gòu)的等離激元共振頻率有很大的可調(diào)性--通過調(diào)節(jié)核-殼結(jié)構(gòu)金屬納米復(fù)合顆粒的相應(yīng)的物理參數(shù)和幾何參數(shù)可以調(diào)控等離激元共振強度和共振頻率。而且，在等離激元共振頻率下，核-殼結(jié)構(gòu)體系局域電場也會出現(xiàn)增強

2、。這些特性使得具有核-殼結(jié)構(gòu)的金屬納米復(fù)合顆粒體系在SERS的研究中應(yīng)用非常廣泛。
　　 在準靜態(tài)極限下，本文基于第一性原理開展對核-殼結(jié)構(gòu)的金屬納米顆粒復(fù)合體系的SERS效應(yīng)研究。本文的主要內(nèi)容是：
　　 一、基于第一性原理的納米顆粒體系的SERS理論
　　 我們從第一性原理出發(fā)，建立適用于納米球形顆粒體系的SERS理論公式。首先，在準靜態(tài)近似下，我們分析了引入具有徑向各向異性的核-殼納米顆粒體系的電勢分布情況

3、；然后，解析推導(dǎo)出具有各向異性的核-殼結(jié)構(gòu)復(fù)合顆粒基底的多級電偶極矩的表達式，并求出體系的極化率；最后，根據(jù)Gersten-Nitzan模型，得到SERS的增強因子對各向異性物理參數(shù)和納米幾何尺度的依賴關(guān)系。
　　 二、分子吸附在各向異性核-殼結(jié)構(gòu)表面附近SERS效應(yīng)理論研究
　　 根據(jù)SERS理論，系統(tǒng)地研究了SERS增強率與各向異性程度、不同的核-殼結(jié)構(gòu)、不同的分子放置方式以及顆粒的尺寸相互之間的內(nèi)在聯(lián)系。并且數(shù)值討