多孔氧化铝膜调制的银纳米颗粒的表面增强荧光效应

采用氧化还原方法,在多孔氧化铝膜（Anodic Aluminum Oxide,AAO）模板中直接反应生成银纳米颗粒（SNPs）,制备出一种新型的AAO/SNPs纳米复合结构衬底.在532nm连续激光的激发下,研究了位于该纳米复合衬底上Rh6G分子的荧光增强效应.结果表明,AAO/SNPs纳米复合衬底对Rh6G的荧光发射强度与未经SNPs修饰的AAO对Rh6G的荧光发射强度相比,增强倍数可达6倍左右,而且荧光增强因子与AAO的孔径大小有关.此外本文还运用局域场增强理论对纳米复合体系中的荧光增强效应进行了分析讨论,并探讨了空间周期调制的金属纳米复合衬底对表面增强荧光效应的独特优点.     

机械抛光金属衬底表面对Rh6G的荧光增强效应

应用激光光谱法,对吸附在机械抛光金属表面的Rh6G分子的荧光增强和淬灭现象进行研究,结果表明,金属银和铜表面均对Rh6G荧光辐射具有增强作用,且银表面增强效果优于铜表面.Rh6G荧光分子与金属衬底表面距离增大到一定程度时,银表面仍会增强Rh6G的荧光辐射,而铜表面则表现出荧光淬灭效应.     

银纳米颗粒的合成与表面增强拉曼光谱

采用传统水热法制备出尺寸单一的银纳米颗粒,其反应机理基于相转移和相分离机制.银纳米颗粒的乙醇溶液通过甩胶处理涂抹在清洗后的硅片表面.Rhodamine 6G分子被用为检测分子,发现该材料为具有表面增强拉曼散射活性的衬底材料,其较大的增强因子可归结为金属颗粒耦合增强机制.     

距离调控纳米多孔金表面增强荧光特性

通过调控纳米多孔金(NPG)基底与荧光分子之间的距离,系统研究了其表面增强荧光特性.利用物理气相沉积方法在NPG表面沉积二氧化硅薄膜,通过调整二氧化硅的厚度来控制NPG与荧光分子之间的距离,系统研究了NPG孔径尺寸以及与荧光分子之间距离对其表面增强荧光(SEF)特性的影响.由于多孔金具有纳米级多孔结构,其表面等离子体能够通过分子附近局域电场的增强使分子的激发光场得到增强,从而提高分子的激发强度和效率;当荧光分子与多孔金表面存在一定距离时,通过与光子之间的共振耦合作用,表面等离子体能够增强多孔金周围电磁场,实现荧光增强.通过研究发现,NPG孔径为36nm、表面二氧化硅厚度为20nm时,表面组装的罗丹明6G荧光分子的荧光强度得到最大增强.     

银纳米/氨基硫脲复合物的合成 、表征及光学性质研究

采用微波加热反应,以AgNO_3、氨基硫脲(TSC)为原料,在PVP保护下采用一步合成法制备银纳米/氨基硫脲复合物(AgNPs-TSC),并通过紫外可见光谱(UV-Vis)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱和热失重(TGA)等分析方法对其进行分析和表征.结果表明:微波反应时间不影响银纳米颗粒的形态;纳米复合物颗粒平均粒径在30nm左右,形状为球形或类球形;TSC分子是通过配位键覆在银纳米颗粒表面上.同时通过荧光光谱研究复合前后的荧光变化,并通过Z-扫描研究了复合后非线性光学性质的变化,表明复合后双光子吸收系数吸收截面以及三阶非线性光极化率均有明显增强,是一种较好的非线性光学材料.     

Ag纳米粒子增强CdS白光量子点器件的研制

在十八烯体系中合成Cd S量子点,用光诱导法制备银纳米粒子,并将两者复合,制备成4种复合样品,分析复合样品的荧光谱,在银纳米颗粒的表面等离子体共振峰分别对应于富含缺陷的硫化镉量子点的带边荧光峰和表面态荧光峰时,发生了带边荧光淬灭而表面态荧光增强的现象.结果表明,通过控制金属和量子点之间的距离,能够控制带边荧光辐射和缺陷带荧光辐射的比例,从而控制白光量子点的色温.采用395 nm紫光LED作为激发光源,将涂有荧光样品的玻片与激发光源组装成银纳米颗粒/量子点复合结构白光照明器件原型,银纳米粒子能够改变Cd S量子点样品发光颜色,荧光效应的增强程度随着量子点样品的厚度减小而加强.该研究为认识荧光物质和金属之间的相互作用提供了新途径,同时探讨了该器件在变色发光材料方向的应用前景.     

高拉曼增强银纳米帽阵列活性基底的模板法制备及其性能

介绍了一种大面积高度有序、结构可控、信号增强显著、信号均一稳定、制备简单的拉曼增强活性基底的制备方法. 以超薄氧化铝(ultra-thin alumina mask, UTAM) 作为模板,通过热蒸发在UTAM 表面沉积一定厚度的银薄膜, 将银薄膜翻转制得大面积结构有序、参数可调的银纳米帽阵列. 采用罗丹明6G (Rhodamine 6G, R6G)为探针分子测试不同模板参数下制备的基底的拉曼活性. 结果表明: 该结构作为表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS) 衬底, 拉曼增强效果非常显著, 拉曼增强因子最高可达10⁹, 约是相同厚度的银薄膜SERS 强度的16.4 倍, 而且信号均一稳定, 基底参数对表面拉曼增强效果可调控. 该制备方法操作简单, 成本低, 易于批量生产, 不同批次间可重复性高, 可用于化学物质和生物分子的痕量分析.     

单分子表面增强光谱

单分子表面增强光谱的研究不仅对揭示分子与金属纳米结构的相互作用的物理机制具有重要意义, 而且具有重要的应用前景. 本文主要结合我们在单分子表面增强拉曼散射方面的研究工作, 介绍了单分子表面增强拉曼散射的研究进展, 包括增强机理、与入射光偏振的关系、多颗粒体系中对拉曼散射光的偏振调控、单分子表面增强拉曼散射中的光学力问题及单分子表面增强拉曼散射的远程激发, 并简要介绍了单分子针尖增强拉曼散射和单分子表面增强荧光.     

胞嘧啶分子在不同基底上的拉曼散射研究

用几种不同的方法制备了银纳米颗粒和银纳米点阵,分别通过透射电子显微镜和扫描电子显微镜表征了纳米颗粒的形貌,并研究了胞嘧啶分子吸附在这几种银纳米颗粒上的表面增强拉曼散射光谱,结果分析表明:(1)银纳米颗粒粒径在50nm左右时产生的增强效果最强;(2)胞嘧啶通过羧基和N3位垂直吸附于纳米银颗粒表面.     

共振金属纳米天线近场区域单分子荧光增益性质的研究

从理论上研究了发生表面等离激元共振时, 银纳米天线对其周围近场区域单分子荧光性质的影响。最优的荧光增益效果在电场增益率和弛豫系数变化率的比值(即优化系数)较大时发生。通过对优化系数的计算, 发现当荧光分子的偶极矩与入射光偏振相同时, 并且在距离纳米天线30～100 nm的近场区域内, 荧光增益效果最佳。讨论了不同偏振方向荧光分子在天线周围不同距离、不同方向的平面以及入射波长变化时对于荧光性质的影响, 可以为金属纳米天线调控荧光行为的实验给予指导。     

纳米银溶胶中超痕量分子的Raman光谱

根据柠檬酸钠还原硝酸盐的原理制备直径为80~90 nm的银纳米颗粒溶胶, 采用1 mW激光功率和5 s积分时间, 通过表面增强Raman散射技术检测到浓
度为10^-13 mol/L水中的超痕量若丹明6G分子, 通过制备银纳米膜的方法检测到浓度为10^-11 mol/L的超痕量R6G分子. 实验结果表明, 若银纳米颗粒的密度降低, 则其增强Raman散射的能力减弱.     

聚多巴胺/银复合纳米粒子的制备及其在细胞荧光/表面增强拉曼双成像中的应用

提出了一种具有荧光/表面增强拉曼光散射(SERS)双成像能力的复合纳米粒子的简便制备方法.在银纳米粒子表面修饰上4-巯基吡啶,再在其表面包裹聚多巴胺膜并吸附罗丹明6G.选择合适的激发波长,获得了良好的细胞的荧光和SERS图像,研究了肿瘤细胞的荧光/SERS双成像与药物释放.这种具有荧光/SERS双成像能力的复合纳米粒子有望在生物体成像和药物控释等领域获得应用.     

自组装二维银纳米粒子的复合Langumir-Blodgett膜的结构及表面增强拉曼散射研究

利用Langumir-Blodgett(LB)技术制备了单层的LB膜，通过自组装的方法将银颗粒组装到LB膜上，形成了成膜分子-银纳米粒子二维结构的复合LB膜。AFM和π—A曲线表明调节成膜分子的比例，银离子可以亚单层形式排列于基底表面。拉曼光谱研究表明，该基底显示出了良好的表面增强拉曼散射效应。     

罗丹明6G在多孔硅-银粒子复合基底上的表面增强拉曼散射

多孔硅与货币金属(Au、Ag、Cu)的复合材料在表面增强拉曼光谱领域有很大的应用前景。本文采用恒电流电解法分别制备了具有均匀纳米孔洞的低阻多孔硅和具有多层次微纳米结构的高阻多孔硅，并开发了一种将铈掺杂进入银胶体中形成铈掺杂的银纳米粒子的方法。作为固态SERS基底的一种制备方式，将银颗粒在多孔硅表面固定化，获得了具有很强选择性的复合基底。以罗丹明6G(Rhodamine 6G, R6G)作为探针分子的拉曼测试表明：多孔硅-银粒子复合基底对较大拉曼位移的拉曼峰(1 590 cm^-1)更加敏感，铈掺杂则进一步增强1 360 cm^-1处的拉曼峰；且复合基底能够检测到10^-9 mol/L浓度的R6G。     

化学镀法制备图案化银纳米颗粒单层膜

一步法完成Ag纳米颗粒的制备及图案化组装,开辟低成本、高效率制备图案化银纳米颗粒单层膜的新途径。采用微接触印刷技术,将有机分子十六烷基硫醇(HDT),1,10-癸二硫醇硫醇(DDT)选择性自组装在金表面,通过化学镀法在基底材料上制备高度分散有序直径约为10nm的球形银纳米颗粒。得到规则有序的图案化银纳米颗粒单层膜。采用自主装诱导技术结合化学镀法,制备Ag纳米颗粒的同时,完成图案化银纳米颗粒薄膜的制备。图案化分散有序的金属纳米颗粒在表面催化和微电子器件制备方面有广阔的应用前景。     

一种适于水相中使用的表面增强拉曼散射基底的制备

利用自组装技术和银镜反应给出了一种制备表面增强拉曼散射基底的新方法.以自组装的方法在玻璃基片上组装巯丙基三甲氧基硅烷分子膜,利用这层分子膜使银纳米颗粒与基底表面形成较强的化学键结合.通过优化银镜反应条件,得到了可以长时间在水相中使用的高活性表面增强拉曼散射基底.结果显示其检测灵敏度可达单分子层,且具有很好的稳定性和重复性.     

Ag@Au双金属纳米颗粒的制备和表征

采用种子生长法制备了银纳米颗粒,通过电置换反应将单金属银颗粒转变为中空金银双金属纳米颗粒.电镜表征及吸收光谱的结果表明,通过控制种子溶液的加入量、超声时间和离心次数等条件,能够有效调控金属纳米颗粒的尺寸以及局域表面等离激元的共振峰位与目标分子匹配;进而可以利用配体交换反应在金属纳米颗粒表面包裹TDBC分子薄膜,实现表面等离激元-分子激子的强耦合.     

有机-金属结构的复合薄膜及其激光写入效应

通过真空蒸发的方法,在有机层表面蒸镀厚度为纳米尺度的银(Ag)金属层,制备了有机-金属结构复合薄膜.低功率激光照射之后,该复合薄膜的表面产生明显的激光写入点.用扫描电子显微镜(SEM)观察了激光写入点的形貌,并用紫外-可见(UV-vis)吸收光谱以及X-射线光电子能谱(XPS)对复合薄膜进行了表征,研究证明银超薄层中存在Ag纳米颗粒,这些纳米颗粒与有机层之间存在明显的相互作用.     

染料包覆纳米银粒子复合膜的荧光猝灭效应

将染料包覆的纳米银粒子掺入明胶基质中,利用Sol-Gel法制备出染料包覆纳米银粒子的复合膜,电镜（TEM）测量了该复合膜中银粒子尺寸大小及形成,发现银粒子有较大的链结和团簇,且由纳米粒子构成,通过对复合膜的荧光光谱测量发现,与纯Ph6G染料溶液相比,在用罗丹明6G（Rh6G)包覆银粒子的复合膜中,Rh6G分子的荧光猝灭约有92％,从理论上对这种现象给予分析和解释。     

纳米粒子体系中染料分子的表面增强拉曼光谱

用化学还原的方法制得银胶体,并加入酒精或腺嘌呤(A)使其聚集,以聚集的银胶体作为表面增强拉曼散射的衬底。分别用原子力显微镜和紫外分光光度计来检测银胶体聚集前后的表面形貌和吸收光谱。以罗丹明B(RhB),罗丹明6G(R6G)作为探针分子测定衬底的表面增强拉曼散射效应。结果表明,在同一衬底上,RhB的拉曼灵敏度大约是R6G的2倍。RhB在腺嘌呤引起银胶体聚集形成的衬底表面的拉曼灵敏度比在酒精引起银胶体聚集形成的衬底表面的拉曼灵敏度高。由此可知腺嘌呤引起银胶体聚集的SERS衬底上的"活性点"比酒精引起银胶体聚集的衬底上的"活性点"活跃。