粗糙金属表面吸附分子的喇曼散射增强机理

本把任意粗糙度的金属表面看成是由许多二唯傅氏分量的叠加．通过简单的唯象模式，讨论了粗糙金属表面上感应“局域场”的增大和金属表面与分子的相互作用对SERS效应的影响．分析结果表明：SERS增强不仅由与表面粗糙度有很大关系的“长程”作用决定，而且还必须考虑到具有化学效应的“短程”增强，也即还要考虑到金属电子和分子电子的量子隧道和化合引起的调制表面偶极矩．并讨论了表面粗糙度对SERS的影响．     

PVDF自供电柔性基底的制备及SERS性能研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体，加入还原石墨烯，制备了具有电场调制性能的PVDF复合材料，进一步将其与具有表面等离子体性能的银纳米线(AgNWs)相结合，制备了一种自供电柔性表面增强拉曼散射(SERS)基底。通过折叠操作使基底表面带电荷，利用静电引力作用将溶液中带相反电荷的染料分子富集于基底表面后，基底表面银纳米线的表面等离子体共振作用使染料分子的拉曼信号得到增强。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)对自供电柔性基底的形貌和结构进行表征，并利用拉曼光谱仪对该基底的拉曼增强性能进行了探究。研究结果表明，该自供电柔性SERS基底集富集-增强于一体，展现出了优异的拉曼增强性能，有望用于环境污染物分子的高灵敏检测。     

表面等离子体激元增强荧光辐射的机理研究

荧光光谱技术在研究物质分子结构及物质相互作用动力学过程中具有重要应用,基于荧光的化学或生物传感器得到人们广泛研究,如何提高基于荧光传感器的灵敏度是一个重要研究课题,表面等离子体激元可有效增强荧光分子的发光强度,因而从物理机制上研究表面等离子体激元增强荧光的内函具有重要意义。本文在讨论荧光辐射基本原理的基础上,论述了基于金属的表面等离子体激元增强荧光的物理机制,主要有荧光共振能量转移、表面等离子体激元共振增强荧光辐射理论和RP模型等三种理论模型。     

银/多孔金字塔硅基底的制备及其SERS性能研究

文章通过简单的湿化学方法制备了银/多孔金字塔硅(Ag/PPSi)基底。该基底结合了银纳米粒子优异的局域表面等离子体共振(localized surface plasmon resonance, LSPR)特性和多孔金字塔硅超大的多孔表面和规则金字塔阵列结构,具有优异的表面增强拉曼散射(surface enhanced Raman scattering,SERS)检测灵敏度和均匀性。实验结果表明,Ag/PPSi基底对罗丹明分子的检测限可低至10~(-10) mol/L,增强因子(enhancement factor,EF)可高达1.1×10~6,其SERS性能比普通的银/平面硅基底高一个数量级,因而有望成为一种新型的低成本、高灵敏的SERS基底。     

银电极表面吸附分子的表面增强喇曼散射(SERS)光谱

本文介绍了吸附于粗糙银电极表面的毗啶等四种喇曼活性分子的表面增强喇曼散射(SERS)光谱的实验研究工作及所得到的 SERS 光谱。研究了电极表面增强效应的淬灭、保存和再生条件。实验结果表明,电极表面的粗糙度对喇曼活性分子的喇曼光谱表面增强效应有较大影响,电极的外加电位对表面增强效应也有较大影响。最后,对SERS 光谱表面增强效应的起因进行了初步讨论。     

半导体表面吸附分子的表面增强喇曼散射

本文介绍了半导体材料表面吸附分子的表面增强喇曼散射(SERS)研究工作.至今,人们主要在二类半导体材料表面进行了SERS 实验:一类是半导体材料表面吸附分子的SERS 实验;另一类是被银修饰了的(silver-modified)半导体材料表面吸附分子的SERS 实验.文章还简单介绍了对半导体材料表面SERS效应所作的理论解释.最后对半导体材料表面SERS 研究的发展和应用前景作了展望.     

P(NIPAM-NVP)/GNRs复合材料的制备及其温敏性质研究

通过调节GNRs的生长方式,在P(NIPAM-NVP)凝胶膜中原位制备出了密度可控的GNRs,研究了P(NIPAM-NVP)/GNRs复合材料的温敏性质以及GNRs的密度对温敏-光学性质的影响.研究发现,该复合材料的局部表面等离子体共振(LSPR)吸收峰的位置和强度随温度的变化发生明显的改变,并呈现出温敏可逆性.此外还研究了P(NIPAM-NVP)/GNRs复合材料的表面增强拉曼(SERS)性质,发现随着温度的升高,尼罗蓝A(NBA)的拉曼信号产生明显的增强.     

氧化还原循环对Ag/γ-吡啶甲酸体系表面增强喇曼散射效应的影响

通过改变非对称方波电位阶跃的各个参数,控制0.1 mol·L~(-1)KBr及0.05 mol·L~(-1)γ-吡啶甲酸体系(pH=9.5)中银的氧化还原循环(ORC)过程的氧化过电位、还原过电位及氧化电量。用扫描电镜观察不同参数的ORC过程对银电极表面微观形态的影响,并研究了电极表面形态的变化对表面增强喇曼散射(SERS)效应的影响。实验结果表明,还原过电位和ORC过程中的氧化电量对电极表面形态及SERS效应有较明显的影响。另外,还用电结晶理论及表面局域场增强理论对实验结果进行了讨论。     

基于表面等离子体的高增益光学天线

表面等离子体共振能够产生沿金属表面传播的波,能产生许多特殊的电磁现象.该文首先研究运用表面等离子体共振特性而设计的处于远红外波段偶板子天线的近场增强效应,而后根据尖端效应,对天线的形状进行改变,由偶板子演变到阶梯状天线,而后逐步增加天线的阶数,最后将天线的类型演化为其无穷级近似的蝶形天线.利用有限时域差分法(FDTD),对各种形状的天线的进行研究,得到蝶形天线具有更强的场增强.在实际的工程应用中,拥有巨大的场增强效应的光学天线可以使探测器获得更高的灵敏度,还可以使激光通信获得更长的传播距离.     

局域表面等离子体研究进展

阐述了局域表面等离子体特性,金属纳米粒子的常用制备方法,以及不同形状、尺寸等因素对局域表面等离子体光谱和灵敏度的影响,分析了表面增强拉曼散射的增强因子与金属纳米粒子的等离子共振波长和拉曼激发波长之间的关系,介绍了局域表面等离子体在生物传感方面的应用.     

介质表面的辉光放电特性

为产生大面积片状等离子体,实验研究了在介质表面的直流放电氩等离子体特性. 测试了共面电极和对面电极两种结构下的放电伏安特性曲线和等离子体发光图像,讨论了介质表面效应对电场分布和放电特性的影响. 结果表明,这两种电极结构具有相似的放电特征,等离子体通道紧贴介质表面;二者伏安特性曲线基本相同,它们随放电条件的变化规律也比较相似,但与传统平板电极直流放电特性不尽相同. 介质表面影响电场分布和电荷损失机制,因而影响放电特性. 介质表面共面和对面电极结构可以产生高密度平面等离子体.     

表面性质对介质阻挡放电的影响

为了分析介质阻挡放电(DBD)中表面性质改变对气体放电的影响,实验研究了大气压介质阻挡放电介质表面覆盖或不覆盖金属膜时的放电特性,观测了放电丝时空演化行为. 结果表明,未覆盖金属膜的DBD是典型的丝状放电,而覆盖金属膜后DBD放电丝数目锐减而且随时间缓慢游动. 金属膜使介质表面等电位化,电荷表面自由移动使得放电空间只存在少数的放电丝;空间电场梯度减小以及局域热作用导致的自禁止效应使得放电丝在空间中连续随机运动.     

基于微扰法的二维fBm分形粗糙面电磁波透射问题研究

采用二维fBm分形函数来模拟二维实际粗糙面,根据微扰法研究了该分形粗糙面下方介质2中的电磁散射,给出了透射波的散射系数,数值计算讨论了分维、介质介电常数、粗糙面参数和入射波频率对透射系数的影响,得出了二维fBm分形粗糙面透射系数的分形特征、基本特征、分区特征和随频率变化的特征并对有关结果进行了详细分析。     

高斯粗糙面电磁散射的基尔霍夫驻留相位法研究

采用高斯粗糙面来模拟实际粗糙面,根据基尔霍夫驻留相位近似法研究了粗糙面的电磁散射,结合高斯粗糙面的自相关函数导出了高斯粗糙面后向散射系数和不同极化状态双站散射系数计算公式.通过数值计算得到了后向散射系数随入射角变化的曲线和不同极化状态双站散射系数随散射角、散射方位角及入射波频率变化的曲线,讨论了介质介电常数、粗糙面参数对后向散射系数和双站散射系数的影响、入射波频率对双站散射系数的影响,得出了高斯粗糙面散射系数的基本特征.结果表明介质介电常数和粗糙面参数对高斯粗糙面后向散射系数和双站散射系数有明显影响且非常复杂,而入射波频率则对双站散射系数无影响.     

金刚石薄膜绝缘电阻的时间效应与表面处理

本文研究了常规热丝ＣＶＤ法生长的金刚石薄膜的绝缘电阻特性，发现薄膜从反应取出后其电阻会随时间降低至某一稳定值（时间效应）。用浓硫酸和双氧水的混合液、或氩等离子体对薄膜进行表面处理，可以提高电阻５￣６个数量级，且不再随时间变化；而氩气气氛下的加热处理效果不大。文中还提出了产生电阻时间效应的原因和提高薄膜绝缘电阻的方法。     

介质表面形貌对射频微机械开关隔离度的影响

针对粗糙介质表面造成射频微机械(RF M EM S)开关隔离度衰减的问题,设计了一个双桥电容式RF M EM S开关,分别采用金属A u和A l作为开关的下电极,以S iN作为电容介质制备了样品。微波特性测量表明两种材料开关的隔离度有很大区别。利用原子力显微镜对金属A u和A l上制作的S iN介质层表面进行了测试,表面粗糙度R a值分别为13.050 nm和66.680 nm,分析得到相应的关态电容减少因子分别为0.52和0.15。为获得较好的开关隔离度,介质表面粗糙度须控制在5 nm以下。     

电磁场边值关系的物理起源探讨

系统论述了电磁场边值关系的物理起源。界面上的自由面电荷所产生的电场,在界面两侧,以相反的方向叠加在原电场上,导致了电位移矢量的法向分量的不连续;界面上的自由面电流所产生的磁场,以相反的方向叠加在原磁场之上,导致了磁场强度的切向分量不连续。     

SURFACE SPIN WAVES FOR A SEMI-INFINITE FERRIMAGNET WITH A SINGLE ION UNIAXIAL ANISOTROPY IN THE PRESENCE OF MAGNETIC IMPURITY LAYER

A C3Cl-type(bcc)-semi-infinite ferrimagnet with a single-ion uniaxial anisotropy and a magnetic impurity layer is considered through combining Green‘s function theory with the transfer-mairx method.The effect of the anisotropy term and the impurity layer on surface spin wave specirum is discussed.The influence of the impurity layer‘s distance from the surface or surface spin woves is also concerned.     

一维带限Weierstrass分形海面电磁散射的矩量法研究

采用一维带限Weierstrass分形函数来模拟实际的分形海面,依据海水的介电特性,运用矩量法研究了锥形波入射一维带限Weierstrass分形海面的电磁散射特性。通过数值计算得到了散射系数随散射角的变化曲线,讨论了风速、分维、海水盐含量、入射波频率对散射系数的影响,得到了一维带限Weierstrass分形海面散射系数的基本特征、分形特征和随频率变化特征。结果表明,风速、分维和入射波频率对散射系数有显著影响,而海水盐含量对散射系数的影响较小。     

论介质与金属样品近场电磁场散射

利用电磁场散射理论-格林函数法数值模拟近场电磁场散射问题,运用共轭梯度法与快速傅立叶变换法进行求解,数值模拟结果表明:对介质样品来说,TE波反映样品突变,TM波反映样品的形貌,且当大尺寸的样品时,电磁场的干涉效应很明显;对金属样品来说,TE,TM波均表现为样品的突起,样品的形貌非常复杂,而且电磁场的场强沿Z轴增强很强,这点符合金属表面等离子共振现象。