納米尺度金屬粒子的光譜研究.pdf

1、納米尺寸的金屬與功能分子的自組裝在未來(lái)納米電子器件中具有廣闊的應(yīng)用前景，對(duì)其基本理論和實(shí)際應(yīng)用的研究正成為一個(gè)新興的研究領(lǐng)域。單粒子電荷轉(zhuǎn)移的性質(zhì)與粒子的大小和粒子間的距離有很大的關(guān)系。重要的是，耦聯(lián)分子的結(jié)構(gòu)可以改變兩個(gè)粒子間電子轉(zhuǎn)移的活化能。特別是當(dāng)粒子與具有共軛兀鍵的分子相結(jié)合時(shí)，會(huì)有隧道電荷轉(zhuǎn)移現(xiàn)象出現(xiàn)。另外，最近SERS已實(shí)現(xiàn)單分子檢測(cè)，這對(duì)納米材料，分析化學(xué)，和單分子光譜學(xué)都是相當(dāng)有意義的。據(jù)估計(jì)，空間上相距很近的兩個(gè)粒子間

2、，由電磁場(chǎng)增強(qiáng)引起的增強(qiáng)因子大約為10。在單分子SERS中，電荷轉(zhuǎn)移(CT)機(jī)理也扮演著重要角色。 在大多數(shù)的SERS研究中，從實(shí)驗(yàn)上獲得與CT機(jī)理相關(guān)的增強(qiáng)效應(yīng)是困難的，通常情況下，化學(xué)增強(qiáng)不可避免地伴隨有電磁場(chǎng)增強(qiáng)?？紤]到電磁場(chǎng)增強(qiáng)與金屬粒子在可見(jiàn)光區(qū)的表面等離子體共振有強(qiáng)烈的依賴關(guān)系，在我們的SERS測(cè)定中選用1064nm的激發(fā)光作為光源，此激發(fā)光遠(yuǎn)離組裝體中納米粒子的表面等離子體吸收區(qū)，在這樣的條件下獲得的SERS譜峰可

3、能與CT效應(yīng)有極大的關(guān)系。 本論文的主要工作和結(jié)論： (1)用氫氣還原法合成性質(zhì)穩(wěn)定、粒徑較大的銀納米粒子。在不同條件下制備銀納米粒子與功能分子PABA的復(fù)合物，采用1064nm激發(fā)光對(duì)復(fù)合物進(jìn)行SERS研究。研究發(fā)現(xiàn)，功能分子濃度較低時(shí)，b<,2>振動(dòng)得到極大增強(qiáng)，這是通過(guò)功能分子在銀納米粒子間的電荷轉(zhuǎn)移的直接結(jié)果。濃度較高時(shí)，SERS中a<,1>振動(dòng)占主導(dǎo)地位，因?yàn)樵谶@樣的體系中，銀粒子被功能分子包圍，彼此相距較遠(yuǎn)，

4、跨越粒子的電荷轉(zhuǎn)移被阻斷的結(jié)果。 (2)在水-乙醇體系中PATP作為穩(wěn)定劑一步合成銀-PATP復(fù)合物，并對(duì)此復(fù)合物進(jìn)行吸收光譜、TEM和拉曼光譜研究。研究發(fā)現(xiàn)，在酸性條件下合成的銀粒子粒徑較小，形狀不規(guī)則且不穩(wěn)定，而非酸性條件下得到的粒子呈球形，粒徑非常大卻非常穩(wěn)定。 (3)用檸檬酸鈉還原法合成性能穩(wěn)定、粒徑均勻的金納米粒子，利用自組裝技術(shù)在ITO玻璃上構(gòu)筑二維亞單層金納米結(jié)構(gòu)，并用電化學(xué)方法沉積半導(dǎo)體材料CdS。不同條