金納米棒的生長和光學性質(zhì).pdf

1、納米科學是現(xiàn)代科學和技術的重要基礎研究領域之一。掌握可控納米晶體的生長方法，是控制其性質(zhì)的重要手段，進而拓寬其應用領域。納米材料由于表面效應、小尺寸效應、量子尺寸效應等基本效應產(chǎn)生完全不同于體材料的物理和化學特性。例如，直徑小于3納米的金納米球失去了金色的光彩，其化學反應活性卻明顯增強。隨著尺寸和形貌的不同，金的膠體溶液呈現(xiàn)紅色、藍色等特殊的光學性質(zhì)。近年來，具有可調(diào)光吸收特性的一維金納米結構（如納米棒，納米線）因具有廣泛的應用前景而引

2、起人們的格外的關注。這些應用領域包括光電子學，探測，電磁學，生物兼容性，數(shù)據(jù)存儲等。金納米棒能從兩個方向上吸收和散射入射光，即橫向共振帶和縱向共振帶，其光學性質(zhì)決定于棒的形貌、縱橫比、晶面結構、化學組成以及所處介質(zhì)環(huán)境。
　　 本文的目的是利用簡單、有效的化學方法合成單晶金納米棒，探索納米棒的生長機制，研究其光學特性。熟悉納米材料的表征手段，如紫外-可見光譜儀（UV-Visible），透射電子顯微鏡（TEM），高分辨透射電子顯微

3、鏡（HRTEM），X射線衍射儀（XRD）等。主要工作如下：
　　 本文首先概述了貴金屬納米材料活性和光學性質(zhì)，介紹了金納米棒的制備方法，包括模板法，光刻方法，電化學方法，光化學方法等。由于晶種生長法成本低，易于控制等優(yōu)點，本工作采用晶種生長法。
　　 通過對一系列實驗參數(shù)的調(diào)整，制備出了不同縱橫比的金納米棒，并實現(xiàn)了縱向共振吸收帶在700-1100 nm的金納米棒的可控生長。通過描述納米粒子的靜電近似理論，Mie理論，D

4、DA理論揭示了表面等離子體共振的實質(zhì)。利用Gan方程和FDTD（有限差分時域方法）計算出了金納米棒的吸收光譜并與實驗結果作比較。
　　 研究了一維納米材料的生長機制。在CTAB單一表面吸附劑中，一維金納米結構經(jīng)歷了骨狀，啞鈴，棒之間的變化；在CTAB與 BDAC雙種表面吸附劑中，實驗發(fā)現(xiàn)，硝酸或鹽酸可以作為調(diào)節(jié)金納米棒縱橫比的有效手段。樣品經(jīng)過XRD和選區(qū)域電子衍射和高分辨電鏡表征，證明本實驗生長的金納米棒是單晶結構，棒的側面交